C++基礎篇（1）

前言

1.第一個C++程序

2.命名空間

2.1概念理解

2.2namespace 的價值

2.3 namespace的定義

3.命名空間的使用

4.C++的輸入輸出

結束語

前言

本節我們將正式進入C++基礎的學習，話不多說，直接上貨！！！

1.第一個C++程序

首先，我們要了解C++的文件命名格式

C++兼容C語言絕大多數的語法，所以C語言實現的hello world依舊可以運行，C++中需要把定義文件代碼后綴改為.cpp，vs編譯器看到是.cpp就會調用C++編譯器編譯，linux下要用g++編譯，不再是gcc。

// test.cpp
#include<stdio.h>
int main()
{
printf("hello world\n");
return 0;
}

當然C++有自己的輸入輸出方式，嚴格說C++版本的hello world應該是這樣寫的。（后續會講到）

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {cout << "hello world" << endl;return 0;
}

2.命名空間

2.1概念理解

在計算機科學中，命名空間是一種將一組符號名稱（如變量名、函數名、類名等）綁定到特定作用域的上下文的方法，以避免名稱沖突。在不同的編程語言中，命名空間可能以不同的形式存在，但基本概念是相似的。

在C++中，命名空間是一種組織代碼的結構，它允許你將一組具有唯一名稱的實體（如類、函數和變量）封裝在一起，從而避免了全局命名空間的名稱沖突問題。命名空間對于大型項目和庫尤其有用，因為它們可以減少名稱碰撞的可能性，并使代碼更易于管理。

在C++中定義命名空間非常簡單，使用namespace關鍵字后跟命名空間的名字。

要訪問命名空間中的成員，可以使用作用域解析運算符::

故接下來介紹namespace

2.2namespace 的價值

在C/C++中，變量、函數和后面要學到的類都是大量存在的，這些變量、函數和類的名稱將都存在于全局作用域中，可能會導致很多沖突。使用命名空間的目的是對標識符的名稱進?本地化，以免命名沖突或名字污染，namespace關鍵字的出現就是針對這種問題的。

c語言項目類似下面程序這樣的命名沖突是普遍存在的問題，C++引?namespace就是為了更好的解決這樣的問題

#include <stdio.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int rand = 10;
int main()
{
// 編譯報錯：error C2365: “rand”: 重定義；以前的定義是“函數”
printf("%d\n", rand);
return 0;
}

C++使用namespace后:

#include <iostream>
#include <stdio.h>
namespace hu{int rand = 10;
}
int main()
{printf("%d\n", hu::rand);return 0;
}

2.3 namespace的定義

在C++中，namespace（命名空間）是C++語言的一個核心特性，不屬于任何特定的庫。

1.定義命名空間，需要使用到namespace關鍵字，后面跟命名空間的名字，然后接?對{}即可，{}中即為命名空間的成員。命名空間中可以定義變量/函數/類型等。

2.namespace本質是定義出?個域，這個域跟全局域各自獨立，不同的域可以定義同名變量，所以rand不在沖突了。

3.C++中域有函數局部域，全局域，命名空間域，類域；域影響的是編譯時語法查找?個變量/函數/ 類型出處(聲明或定義)的邏輯，所有有了域隔離，名字沖突就解決了。局部域和全局域除了會影響編譯查找邏輯，還會影響變量的生命周期， 命名空間域和類域不影響變量生命周期。

代碼展示

#include <stdio.h>
//#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
// hu是命名空間的名字，?般開發中是?項?名字做命名空間名
namespace hu{// 命名空間中可以定義變量/函數/類型int rand = 10;int  add(int x, int y) {return x + y;}//定義一個節點struct Node{struct Node* next;int val;};
}
int main()
{hu::Node* node = (hu::Node*)malloc(sizeof(hu::Node));node->val = 1;// 這?默認是訪問的是全局的rand函數指針printf("%p\n", rand);// 這?指定hu命名空間中的randprintf("%d\n", hu::rand);printf("%d\n", hu::add(2, 3));printf("%d\n", node->val);return 0;
}

運行結果：

namespace只能定義在全局，當然還可以嵌套定義。

代碼展示

namespace HL{namespace H{int rand = 1;int Add(int left, int right){return left + right;}}namespace L{int rand = 2;int Add(int left, int right){return (left + right) * 10;}}
}
int main()
{printf("%d\n", HL::H::rand);printf("%d\n", HL::L::rand);printf("%d\n", HL::H::Add(1, 2));printf("%d\n", HL::L::Add(1, 2));return 0;
}

運行結果：

項目工程中多文件中定義的同名namespace會認為是一個namespace，不會沖突。

//頭文件--function1.h
#include <stdio.h>
namespace MyNamespace {void function1() {printf("This is function1 in file1\n");}
}
//頭文件--function2.h
#include <stdio.h>
namespace MyNamespace {void function2() {printf("This is function2 in file2\n");}
}
//測試文件
#include "function1.h"
#include "function2.h"// 聲明函數原型，以便在main函數中調用int main() {MyNamespace::function1();MyNamespace::function2();return 0;
}

3.命名空間的使用

編譯查找一個變量的聲明/定義時，默認只會在局部或者全局查找，不會到命名空間里面去查找。所以下面程序會編譯報錯

#include<stdio.h>
namespace bite
{int a = 0;int b = 1;
}
int main()
{// 編譯報錯：error C2065: “a”: 未聲明的標識符printf("%d\n", a);return 0;
}

所以我們要使用命名空間中定義的變量/函數，有三種方式：

? 指定命名空間訪問，項目中推薦這種方式。

? using將命名空間中某個成員展開，項目中經常訪問的不存在沖突的成員推薦這種方式。

? 展開命名空間中全部成員，項目不推薦，沖突風險很大，日常小練習程序為了方便推薦使用。

#include <stdio.h>
namespace N {int a = 520;int b = 1314;
}
int main()
{  // 指定命名空間訪問printf("%d\n", N::a);// using將命名空間中某個成員展開using N::b;printf("%d\n", b);return 0;
}

注意：

C++標準庫都放在?個叫std(standard)的命名空間中

標準庫命名空間： C++標準庫中的所有功能都定義在std命名空間中。你可以使用std::前綴來訪問標準庫中的成員，或者使用using聲明或指令來引入特定的成員。在使用命名空間時，應該考慮到代碼的清晰性和可維護性。雖然using指令可以簡化代碼，但過度使用可能會導致名稱沖突和代碼的不可預測性。因此，最好是在局部作用域或函數內部使用using聲明，而不是在全局作用域或頭文件中使用using namespace指令。

4.C++的輸入輸出

1.<iostream> 是 Input Output Stream 的縮寫，是標準的輸入、輸出流庫，定義了標準的輸入、輸

出對象。

2.std::cin 是 istream 類的對象，它主要面向窄字符（narrow characters (of type char)）的標準輸

入流。

3.std::cout 是 ostream 類的對象，它主要面向窄字符的標準輸出流。

4.std::endl 是一個函數，流插入輸出時，相當于插入一個換?字符加刷新緩沖區。

5.<<是流插入運算符，>>是流提取運算符。（C語?還用這兩個運算符做位運算左移/右移）

6.使C++輸入輸出更方便，不需要像printf/scanf輸入輸出時那樣，需要手動指定格式，C++的輸入輸出可以自動識別變量類型(本質是通過函數重載實現的)，其實最重要的是C++的流能更好的支持自定義類型對象的輸?輸出。

7.?IO流涉及類和對象，運算符重載、繼承等很多面向對象的知識，這里簡單認識?下C++ IO流的用法。

8.cout/cin/endl等都屬于C++標準庫，C++標準庫都放在一個叫std(standard)的命名空間中，所以要

通過命名空間的使用方式去用他們。

9.一般日常練習中我們可以using namespace std，實際項目開發中不建議using namespace std。

10.這用我們沒有包含<stdio.h>，也可以使用printf和scanf，在包含<iostream>間接包含了。vs系列

編譯器是這樣的，其他編譯器可能會報錯。

代碼展示

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {int a = 10;double b = 5.2;char c = 'd';cout << a << " " << b << " " << c << endl;std::cout << a << " " << b << " " << c << std::endl;scanf("%d %lf", &a, &b);printf("%d %lf", a, b);
// 可以?動識別變量的類型cin >> a;cin >> b >> c;cout << a << endl;cout << b << " " << c << endl;return 0;
}

擴展了解部分(提高效率）

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
// 在io需求?較?的地?，如部分?量輸?的競賽題中，加上以下3?代碼
// 可以提?C++IO效率
ios_base::sync_with_stdio(false);
cin.tie(nullptr);
cout.tie(nullptr);
return 0;
}