前言
C语言是结构化和模块化的语言,适合处理较小规模的程序。对于复杂的问题,规模较大的
程序,需要高度的抽象和建模时,C语言则不合适。为了解决软件危机, 20世纪80年代, 计算机
界提出了OOP(object oriented programming:面向对象)思想,支持面向对象的程序设计语言
应运而生。
1982年,Bjarne Stroustrup博士在C语言的基础上引入并扩充了面向对象的概念,发明了一
种新的程序语言。为了表达该语言与C语言的渊源关系,命名为C++。因此:C++是基于C语言而
产生的,它既可以进行C语言的过程化程序设计,又可以进行以抽象数据类型为特点的基于对象的
程序设计,还可以进行面向对象的程序设计。
从今天开始我们进入C++的学习,C++从四十年前诞生以来,也是不断的发展着,成为最广泛的编程语言之一。
命名空间
示例
在C/C++中,变量、函数和后面要学到的类都是大量存在的,这些变量、函数和类的名称将都存在于全局作用域中,可能会导致很多冲突。使用命名空间的目的是对标识符的名称进行本地化,以避免命名冲突或名字污染,namespace关键字的出现就是针对这种问题的。
我们在许多的C++程序中都会看到以下的代码,但是有人仔细研究过这是什么意思吗?
#include<iostream>
// std是C++标准库的命名空间名,C++将标准库的定义实现都放到这个命名空间中
using namespace std;
原来这里的namespace就是命名空间的意思,std就是C++的标准库,C++标准库中所有的定义和实现都放在std这个命名空间里,那么命名空间到底是什么意思呢?
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int rand = 10;
// C语言没办法解决类似这样的命名冲突问题,所以C++提出了namespace来解决
int main()
{
printf("%d\n", rand);
return 0;
}
// 编译后后报错:error C2365: “rand”: 重定义;以前的定义是“函数”
我们来探究一下,来看这段代码,我们定义了一个rand变量,但是在C语言的库中,在<stdlib.h>中有一个rand函数,造成了命名冲突,但是在C++中,提出了命名空间来解决这个问题。
命名空间定义
定义命名空间,需要使用到namespace关键字,后面跟命名空间的名字,然后接一对{}即可,{}
中即为命名空间的成员。
命名空间定义时有有三个特点:
1.命名空间的名字可以为任何的变量名,命名空间中可以定义变量,函数,类型。
// 1. 正常的命名空间定义
namespace tmt
{
// 命名空间中可以定义变量/函数/类型
int rand = 10;
int Add(int left, int right)
{
return left + right;
}
struct Node
{
struct Node* next;
int val;
};
}
2.命名空间可以嵌套使用,在N1内部也可以嵌套N2的命名空间。
//2. 命名空间可以嵌套
// test.cpp
namespace N1
{
int a;
int b;
int Add(int left, int right)
{
return left + right;
}
namespace N2
{
int c;
int d;
int Sub(int left, int right)
{
return left - right;
}
}
}
3.当在一个工程中,有名称相同的命名空间,会将这些命名空间中的内容合并。
//3. 同一个工程中允许存在多个相同名称的命名空间,编译器最后会合成同一个命名空间中。
// ps:一个工程中的test.h和上面test.cpp中两个N1会被合并成一个
// test.h
namespace N1
{
int Mul(int left, int right)
{
return left * right;
}
}
命名空间使用
我们学会了命名空间的定义之后,我们来探究一下命名空间是如何使用的吧
namespace tmt
{
int a = 1;
}
int main()
{
printf("%d", a);
return 0;
}
我们发现编译器并不认识这个a变量,这时因为a定义在tmt这个命名空间内部,有了自己的作用域,当我们要使用这个变量时,先得来操作这个命名空间。
下边我来介绍三种方式:
使用作用域限定符来操作
int main()
{
printf("%d\n", tmt::a);
return 0;
}
2.使用using将命名空间中某个成员引入
using tmt::a;
int main()
{
printf("%d\n", a);
return 0;
}
3.使用using将命名空间名称引入
using namespce tmt;
int main()
{
printf("%d\n",a);
return 0;
}
注意事项:
虽然有三种方式来使用命名空间内的内容,但是在实际的工程中,我们不会选择第三种方式,因为设计命名空间的初衷就是要避免函数名相同造成冲突,但是当我们将整个命名空间引入时,就丧失了隔离的效果,所以在写工程时,尽量不去使用第三种方式。
在平时的练习中,我们就可以使用三种方式,使用第三种方式比较方便。
C++输入&输出
我们前边学习了C语言,C语言的输入输出必须引入库stdio,输出使用的是printf函数,叫做标准输出函数,而标准输入函数就是scanf函数。我们下来看一下C++是如何输入输出的:
#include<iostream>
// std是C++标准库的命名空间名,C++将标准库的定义实现都放到这个命名空间中
using namespace std;
int main()
{
cout<<"Hello world!!!"<<endl;
return 0;
}
C++的标准输入输出要引用iostream流,这里就用到了前文介绍的命名空间,只有这样才能使用C++
标准库中的函数。
注意:
1. 使用cout标准输出对象(控制台)和cin标准输入对象(键盘)时,必须包含< iostream >头文件以及按命名空间使用方法使用std。
2. cout和cin是全局的流对象,endl是特殊的C++符号,表示换行输出,他们都包含在包<iostream>头文件中。
3. <<是流插入运算符,>>是流提取运算符。
4. 使用C++输入输出更方便,不需要像printf/scanf输入输出时那样,需要手动控制格式。C++的输入输出可以自动识别变量类型。
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a;
double b;
char c;
// 可以自动识别变量的类型
cin>>a;
cin>>b>>c;
cout<<a<<endl;
cout<<b<<" "<<c<<endl;
return 0;
}
C语言中使用printf和scanf函数必须指定函数类型,但是使用C++的cout与cin不用指定函数类型,直接输入变量就好了。
// ps:关于cout和cin还有很多更复杂的用法,比如控制浮点数输出精度,控制整形输出进制格式等
等。因为C++兼容C语言的用法,这些又用得不是很多,我们这里就不展开学习了。后续如果有需要,我们再配合文档学习。