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【C++篇】C++入门基础（一）

我想吃余

发布于 2025-03-31 10:22:20

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代码可运行

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代码可运行

前言

C++是在C的基础上发展的语言，其初心本是弥补C的不足，不想却成了一门新的语言。C++兼容C的所有语法。本文主要内容是讲解C++较C所补充的语法内容。

声明：本文学习需要C语言的基础，因为C++语法中与C重复的内容不会赘述。

1. C++的关键字（C++98）

C++共有63个关键字，其中包含C语言的32种。

💡：不建议去背这些关键字，得不偿失。后续学习中慢慢记忆乃上上策。

2. 命名空间

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。

C语言的命名冲突问题：

#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”

这里补充一下域的概念。

2.1 作用域

C/C++中的作用域指的是变量、函数或其他标识符在程序中的可见范围。正确理解作用域有助于避免命名冲突并管理数据访问。

2.1.1 块作用域（局部作用域）

定义：在 {} 内定义的变量（如函数体、if、for、while 等代码块）。
可见性：仅在定义它的块内有效
示例：

void func() {
    int x = 10;          // 块作用域变量
    if (true) {
        int y = 20;      // 仅在 if 块内可见
    }
    // y 在此不可访问
}

2.1.2 全局作用域（文件作用域）

定义：在函数外定义的变量或函数，从定义处到文件末尾可见。

生命周期：整个程序运行期间存在。

示例：

int global = 100;         // 全局变量
void print() {
    cout << global;       // 可访问全局变量
}

2.1.3 命名空间作用域（C++特有）

定义：通过 namespace 组织的变量、函数或类，需通过命名空间限定符 :: 访问。（后文会对这个操作符详细讲解）

用途：避免命名冲突。

示例：

namespace MyNS {
    int x = 5;
}
int main() {
    cout << MyNS::x;     // 输出 5
}

2.1.4 类作用域（C++特有）

定义：类的成员变量和函数属于类作用域，需通过对象或类名访问。

静态成员：需在类外单独定义。

示例：

class MyClass {
public:
    static int static_var;
    void method() { /* ... */ }
};
int MyClass::static_var = 0; // 静态成员定义

2.2 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。

命名空间中可以定义变量/函数/类型。如：

namespace wxcy
{
	int rand = 10;
	int Add(int a,int b)
	{
		return a + b;	
	}
	struct Node
	{
	struct Node* next;
	int val;
	};
}

命名空间可以嵌套

// test.cpp
namespace N
{
	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;
		  }
	}
}
// test.h
namespace N
{
	int Mul(int left, int right)
	{
	  return left * right;
	}
}
//一个工程中的test.h和上面test.cpp中两个N会被合并成一个

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。

💡：一个命名空间就是定义了一个新的作用域，命名空间中的所有内容都局限于该命名空间中

2.3 命名空间的使用

如何解决下面代码的问题呢？

namespace N
{
	int a = 0;
	int b = 1;
	int Add(int left, int right)
	{
	  	return left + right;
	}
	namespace N2
	{
		  int c = 6;
		  int d = 666;
		  int Sub(int left, int right)
		  {
		    	return left - right;
		  }
	}
}

int main()
{
// 编译报错：error C2065: “a”: 未声明的标识符
printf("%d\n", a);
return 0;
}

这里介绍一下作用域限定符::：它是一个双目操作符，通过 命名空间::标识符 访问命名空间内的内容。

当局部变量与全局变量同名时，:: 可强制访问全局变量：

int x = 10; // 全局变量

void func() {
    int x = 20; // 局部变量
    cout << x;    // 输出局部变量 20
    cout << ::x;  // 输出全局变量 10

💡：全局作用域无名称，命名空间空着就好了。

命名空间的使用有三种方式：

加命名空间名称及作用域限定符

int main()
{
  printf("%d\n", N::a);
  return 0;  
}

使用using将命名空间中某个成员引入

using N::b;
int main()
{
  printf("%d\n", N::a);
  printf("%d\n", b);
  return 0;  
}

使用using namespace 将命名空间展开

using namespce N;
int main()
{
  printf("%d\n", N::a);
  printf("%d\n", b);
  Add(10, 20);
  return 0;  
}

3. C++的输入和输出

C语言中的输入输出是printf/scanf等等，C++中是什么呢？

C++实现示例

#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;
}

使用cout标准输出对象(屏幕)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
cout和cin是全局的流对象，endl是特殊的C++符号，表示换行输出，他们都包含在包含<iostream >头文件中。
- endl 是 end line的缩写，相当于C语言中的\n。
<<是流插入运算符，>>是流提取运算符。
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;
}

控制输出格式，在C语言中，会用像%-6d这样的方式来控制格式。其实在C++中用cout控制格式非常不友好，因为C++兼容C的语法，所以我建议：当需要控制格式时，就用printf。取其精华去其糟粕。

4. 缺省参数

4.1 缺省参数的概念

缺省参数是声明或定义函数时为函数的参数指定一个缺省值。在调用该函数时，如果没有指定实参则采用该形参的缺省值，否则使用指定的实参。

void Func(int a = 0)
{
cout<<a<<endl;
}
int main()
{
Func();   // 没有传参时，使用参数的默认值
Func(10);  // 传参时，使用指定的实参
return 0;
}

没有传参时，就会默认使用缺省值a = 0.

4.2 缺省参数的分类

全缺省参数 函数所有参数缺省

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

半缺省参数 部分参数缺省：有缺省参数也有不缺省参数

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

💡：

半缺省参数必须从右往左依次来给出，不能间隔着给
缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现，有声明的话就放在声明里。
缺省值必须是常量或者全局变量

5. 函数重载

C++允许在同一作用域中声明几个功能类似的同名函数，这些同名函数的形参列表(参数个数或类型或类型顺序)不同，常用来处理实现功能类似数据类型不同的问题。

#include<iostream>
using namespace std;
// 1、参数类型不同
int Add(int left, int right)
{
cout << "int Add(int left, int right)" << endl;
return left + right;
}
double Add(double left, double right)
{
cout << "double Add(double left, double right)" << endl;
return left + right;
}
// 2、参数个数不同
void f()
{
cout << "f()" << endl;
}
void f(int a)
{
cout << "f(int a)" << endl;
}
// 3、参数类型顺序不同
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;
}
int main()
{
Add(10, 20);
Add(10.1, 20.2);
f();
f(10);
f(10, 'a');
f('a', 10);
return 0;
}