寫在前面

本篇筆記作為C++的開篇筆記，主要是講解C++關鍵字(C++98)連帶一點點(C++11)的知識。掌握的C++新語法新特性，當然C++是兼容C的，我們學習C的那套在C++中也是受用。

ps:點我跳轉下集

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一、命名空間域

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行本地化，以避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。

我們在全局中定義一個變量rand，但是rand函數在stdllib.h庫中已經定義，根據我們學習過的程序的程序編譯與鏈接筆記提到過，在連接中出現相同的變量符號表合并時會報錯。

為了避免這種情況C++推出了新的關鍵字namespace，命名空間域。這樣在全局中，我們就保護了我們自己定義的rand變量。

1.1、命名空間域的定義與使用

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，然后接一對{} 即可，{}中即為命名空間的成員。

這時候我們運行程序，發現打印結果并不是我們自己創建的全局變量rand，如下圖

這是因為被命名空間域保護起來的變量外界不能直接訪問。

命名空間的使用有三種方式：

• 加命名空間名稱及作用域限定符( :: )

namespace Bucai {int rand = 10;int k = 20;
}
int main()
{printf("%d\n", Bucai::k);return 0;
}

• 使用using將命名空間中某個成員引入

namespace Bucai {int rand = 10;int k = 20;
}
using Bucai::k;
int main()
{printf("%d\n", k);return 0;
}

• 使用using namespace 命名空間名稱 引入。
  這個效果是暴露命名空間域的內容，讓外部可以直接訪問。但是這和直接在全局中定義變量的效果是不一樣的，因為在命名空間域中會有標識，在編譯連接中形成的符號表不會與在全局變量中定義的吻合。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>namespace Bucai {int rand = 10;int k = 20;
}using namespace Bucai;int main()
{printf("%d\n", k);return 0;
}

但是需要注意的是，如果在上面代碼中，我們直接使用rand會，程序會報錯，如下圖
報出錯誤是rand不明確符號，不再是之前的重定義，所以我們使用using namespace命名空間名稱引入，需要留意直接引入后的結果。

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1.2、命名空間域的細節

命名空間域也是域，它與作用域的細節是相似的，代碼塊就是作用域的一種表現形式，我們使用代碼塊來理解命名空間域會更好，在代碼塊中，我們定義的變量等與外界是互不干涉的，而且在代碼塊中我們使用對應的變量采用的是就近原則，而且在代碼塊中可以嵌套代碼塊，在代碼塊外面訪問不了代碼塊的內容，因為在代碼塊中的內容出了代碼塊作用域就結束。

命名空間域我們可以理解為一個有名稱的代碼塊。必須定義在全局中的"代碼塊"，在域中可以隨意的定義變量，這樣外界不會與域中的變量命有沖突，當我們想要使用域中變量時，可以通過域名+作用域限定符來完成引用。

命名空間域細節：

1. 命名空間中可以定義變量/函數/自定義類型/類

namespace Bucai {int rand = 10;int k = 20;int Add(int left, int right){return left + right;}class MyName {public:int age = 18;};
}

2. 命名空間可以嵌套

namespace Bucai {int k = 0;namespace bbbb {int age = 18;}
}

3. 同一個工程中允許存在多個相同名稱的命名空間，編譯器最后會合成同一個命名空間中。

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二、 C++的輸入/輸出

C++兼容C，自然是支持C的標準輸入輸出的，但是C的標準輸入輸出有點麻煩，每次都需要程序猿手動標識這個變量是上面類型，需要使用%什么來進行輸出，很麻煩，所以C++推出了一個全新玩法。

#include<iostream>
// std是C++標準庫的命名空間名，C++將標準庫的定義實現都放到這個命名空間中
using namespace std;//在平時練習中我們可以直接展開std命名空間域
int main()
{cout << "Hello world" << endl;return 0;
}

說明：

1. 使用cout標準輸出對象(控制臺)和cin標準輸入對象(鍵盤)時，必須包含<iostream>頭文件以及按命名空間使用方法使用 std。
2. cout和cin是全局的流對象，endl是特殊的C++符號，表示換行輸出(即C中的\n)，他們都包含在包含<iostream>頭文件中。
3. <<是流插入運算符，>>是流提取運算符。
4. 使用C++輸入輸出更方便，不需要像printf/scanf輸入輸出時那樣，需要手動控制格式。C++ 的輸入輸出可以自動識別變量類型。
5. 實際上cout和cin分別是ostream和istream類型的對象，>>和<<也涉及運算符重載等知識。_{后面不才專門寫一篇筆記來講解IO流用法及原理。}
6. 在C++中為了兼容C語言，在C++ 使用流輸入輸出時需要檢查C語言的輸入輸出，從原理的角度說，C++ 的輸入輸出效率是比C語言的輸入輸出要低的。

注意： 早期標準庫將所有功能在全局域中實現，聲明在.h后綴的頭文件中，使用時只需包含對應頭文件即可，后來將其實現在std命名空間下，為了和C頭文件區分，也為了正確使用命名空間，規定C++頭文件不帶.h；舊編譯器(vc 6.0)中還支持<iostream.h>格式，后續編譯器已不支持，因此推薦使用<iostream>+std的方式來使用。

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{int a;double b;char c;// 可以自動識別變量的類型cin >> a;cin >> b >> c;cout << endl << a << endl;cout << b << "  " << c<< "  " << 12.888 << endl;return 0;
}

測試運行結果：

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2.2、關于std命名空間的使用慣例

std是C++標準庫的命名空間

1. 在日常練習中，建議直接using namespace std即可，這樣就很方便。
2. 在項目開發中，using namespace std展開，標準庫就全部暴露出來了，但是項目開發中代碼較多、規模大，就很容易出現沖突問題。所以建議在項目開發中使用，像std::cout這樣使用是 指定命名空間 + using std::cout展開常用的庫對象/類型等方式

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三、缺省參數

缺省參數是聲明或定義函數時為函數的參數指定一個缺省值。在調用該函數時，如果沒有指定實參則采用該形參的缺省值，否則使用指定的實參。

void Func(int a = 20)
{cout << a << endl;
}
int main()
{Func();		// 沒有傳參時，使用參數的默認值Func(10);	// 傳參時，使用指定的實參return 0;
}

測試運行結果：

在上結果圖中，我們也可以看出在函數定義中，我們設計了一個形參，但是形參給了一個缺省值20，在我們調用函數時，我們沒有給形參a傳遞實參時，a就使用缺省值，所以打印20，在我們有傳遞實參時，形參就接收實參參數，缺省值就失效了，所以打印10。

缺省參數類型：

• 全缺省參數

void Func(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
{cout << "a = " << a << endl;cout << "b = " << b << endl;cout << "c = " << c << endl;
}

• 半缺省參數
  • 半缺省參數必須從右往左依次來給出，不能間隔著給
  • 缺省參數不能在函數聲明和定義中同時出現，如果函數聲明和定義分開，缺省參數需要在聲明中指定。
  • 缺省值必須是常量或者全局變量
  • C語言不支持（編譯器不支持）

void Func(int a, int b = 10, int c = 20)//從右往左依次指定缺省值
{cout<<"a = "<<a<<endl;cout<<"b = "<<b<<endl;cout<<"c = "<<c<<endl;
}

傳參時編譯器讀取實參是從左往右讀取的，如果不是從右往左指定缺省值，那么在實參傳遞時，會出現程序猿意想之外的錯誤，所以編譯器會檢查缺省值的給定，若出現缺省值的指定不是從右往左，則報錯，如下圖。

在函數聲明與定義分開的工程中，如果我們把缺省值放在定義中會出現報錯：如下程序

//test.h
void Func(int a, int b, int c);//tect.c
#include "test.h"
void Func(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
{cout << "a = " << a << endl;cout << "b = " << b << endl;cout << "c = " << c << endl;
}//main.c
#include "test.h"
int main() {Func();return 0;
}

測試結果：
在程序編譯與鏈接筆記中，我們已經知道#include引用的頭文件，最后都是拷貝頭文件內容到當前文件下的。
在test.h頭文件中，我們只聲明了沒有缺省值的Func函數，在編譯階段拷貝到工程中，就不是有缺省值的函數，所以報錯。

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四、函數重載

自然語言中，一個詞可以有多重含義，人們可以通過上下文來判斷該詞真實的含義，即該詞被重載了。
比如：以前有一個笑話，國有兩個體育項目大家根本不用看，也不用擔心。一個是乒乓球，一個是男足。前者是“誰也贏不了！”，后者是“誰也贏不了！”。

誰也贏不了雖然是一樣的字，但是意思完全不一樣，這就形成了重載，同理，C++中也做出了相似的函數重載。

函數重載： 是函數的一種特殊情況，C++允許在同一作用域中聲明幾個功能類似的同名函數，要求這些同名函數的形參列表 (參數個數 或 類型 或 類型順序) 不同，常用來處理實現功能類似數據類型不同的問題。

我們設計一個交換函數，用來交換變量值：

void Swap(int* a, int* b) {  int num = *a;*a = *b;*b = num;
}
void Swap(double *a, double *b) {double num = *a;*a = *b;*b = num;
}int main() {int a = 10, b = 20;Swap(&a, &b);cout << "a = " << a << " b = " << b << endl;double c = 10.12, d = 20.12;Swap(&c, &d);cout << "c = " << c << " d = " << d << endl;return 0;
}

運行結果：

這樣我們就完成了不同類型的變量交換，Swap函數形成了重載，這時C++編譯器特有的屬性

構成重載的三大要素：

1. 形參個數不同
2. 形參類型順序不同
3. 形參類型不同

注意：函數的返回值不同是不構成函數重載的！！

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4.1、深入了解C++的重載機制

在深入了解之前，我們先認識一下C語言為什么不支持重載，但在此之前我們需要清楚C/C++的程序編譯與鏈接，因為重載機制的核心是發生在編譯階段完成的。

在C語言中，我們根據不才寫的程序編譯與鏈接筆記可以知道，在程序在經過編譯后我們的函數符號名是不會有改變的。我們以下程序為例：

#include <stdio.h>void Swap(int* a, int* b) {  int num = *a;*a = *b;*b = num;
}int main(){int a = 10;int b = 20;Swap( &a,&b);printf("%d \n",a);return 0;
}

我們在Linux環境下查看上面C語言生成的符號表（如下圖）

在上圖中，可以清晰看出在C語言中，函數符號名有且只有一個，這樣就導致了C語言的編譯器不支持重載，而C++則推出了全新玩法：把編譯后的函數符號名更改為另一種形式函數符號名，讓其實現函數的重載。

在Windows環境下，函數命名太過復雜，不才這里使用 g++編譯器。

我們以上面代碼為例：

#include <stdio.h>void Swap(int* a, int* b) {  int num = *a;*a = *b;*b = num;
}int main(){int a = 10;int b = 20;Swap( &a,&b);printf("%d \n",a);return 0;
}

我們在Linux環境下，查看由g++編譯器編譯后所形成的符號表，查看函數符號名的變化，如下圖。

此時C++中的函數，已經不再是單純的Swap，而是在Swap前后增加了新東西。那一前一后的東西需要查看對應編譯器的命名規則，如下。

C++的函數符號名命名規則：

• 每個編譯器都有自己的函數名修飾規則
• g++編譯器中的函數修飾后變成【_Z+函數長度+函數名+類型首字母】
• Windows下名字修飾規則

根據命名規則我們可以得出交換函數Swap在C++形成_Z4SwapPiS_代表著：

• _Z：固定開頭
• 4：代表著函數名字的長度，Swap長度4個字符，所以是4
• Swap：代表了函數名
• Pi：代表了int*類型的首字母合體，P代表是指針，i代表是整形。

void f(int a, char b)
{cout << "f(int a,char b)" << endl;
}
void f(char b, int a)
{cout << "f(char b, int a)" << endl;
}
void f(int a, double b, char c) {cout << "f(int a, double b, char c)" << endl;}
int main()
{f(10, 'a');f('a', 10);f(10, 2.5, 'a');return 0;
}

我們使用g++編譯器，生成符號表查看上面函數f的符號名，如下圖

第一個函數f：后面的類型是i與c，對應形參中的int與char；
第二個函數f：后面的類型是c與i，對應形參中的char與int；
第三個函數f：后面的類型是i、d與c，對應形參中的int、double與char；

通過這里就理解了C語言沒辦法支持重載，因為同名函數沒辦法區分。而C++是通過函數修飾規則來區分，只要參數不同，修飾出來的名字就不一樣，就支持了重載。

有此，我們可以總結出，函數的重載只會與形參列表 中的 參數個數 或 類型 或 類型順序相關，因為只有這些才控制著函數符號名。當函數的符號名相同時，編譯器在鏈接時候也是會區分不開，所以必須保證函數符號名唯一。

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五、C++98關鍵字

C++總計63個關鍵字(其中包含C語言32個關鍵字)，如下表格

asm	do	if	return	try	continue
auto	double	inline	short	typedef	for
bool	dynamic_cast	int	signed	typeid	public
break	else	long	sizeof	typename	throw
case	enum	mutable	static	union	wchar_t
catch	explicit	namespace	static_cast	unsigned	default
char	export	new	struct	using	friend
class	extern	operator	switch	virtual	register
const	false	private	template	void	true
const_cast	float	protected	this	volatile	while
delete	goto	reinterpret_cast

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