C++入门基础（一）：C++的发展历史、C++的第一个程序 、命名空间、C++输⼊&输出、命名空间的使用等内容介绍

一、C++的发展历史

C++的起源可以追溯到1979年，当时Bjarne Stroustrup(本贾尼·斯特劳斯特卢普，这个翻译的名字不同的地方可能有差异)在贝尔实验室从事计算机科学和软件工程的研究工作。⾯对项目中复杂的软件开发任务，特别是模拟和操作系统的开发⼯作，他感受到了现有语⾔（如C语⾔）在表达能力、可维护性和可扩展性方面的不⾜。

1983年，Bjarne Stroustrup在C语⾔的基础上添加了面向对象编程的特性，设计出了C++语言的雏形，此时的C++已经有了类、封装、继承等核心概念，为后来的面向对象编程奠定了基础。这⼀年该语⾔被正式命名为C++。

在随后的⼏年中，C++在学术界和⼯业界的应⽤逐渐增多。⼀些⼤学和研究所开始将C++作为教学和研究的⾸选语言，而⼀些公司也开始在产品开发中尝试使⽤C++。这⼀时期，C++的标准库和模板等特性也得到了进⼀步的完善和发展。

C++的标准化⼯作于1989年开始，并成立了⼀个ANSI和ISO（International Standards Organization）国际标准化组织的联合标准化委员会。1994年标准化委员会提出了第⼀个标准化草案。在该草案中，委员会在保持斯特劳斯特卢普最初定义的所有特征的同时，还增加了部分新特征。

在完成C++标准化的第⼀个草案后不久，STL（Standard Template Library）是惠普实验室开发的⼀系列软件的统称。它是由Alexander Stepanov、Meng Lee和David R Musser在惠普实验室⼯作时所开发出来的。在通过了标准化第⼀个草案之后，联合标准化委员会投票并通过了将STL包含到C++标准中的提议。STL对C++的扩展超出C++的最初定义范围。虽然在标准中增加STL是个很重要的决定，但也因此延缓了C++标准化的进程。

1997年11⽉14⽇，联合标准化委员会通过了该标准的最终草案。1998年，C++的ANSI/IS0标准被投入使用。

二、C++的第一个程序

C++兼容C语言绝⼤多数的语法，所以C语言实现的hello world依旧可以运行，C++中需要把定义文件代码后缀改为.cpp，vs编译器看到是.cpp就会调用C++编译器编译，linux下要用g++编译，不再是gcc。

在C语言的学习中，我们写过C语言的第一个程序：

#include<stdio.h>
int main()
{
	printf("hello world!");
	return 0;
}

当然C++有⼀套自己的输入输出，严格说C++版本的hello world应该是这样写的。

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

在上面的代码中，有很多新的东西，比如：iostream,namespace,std,cout,endl......这些究竟是什么？在接下来的学习中，我们都会学习到。

三、命名空间

3.1 namespace的价值

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语言项目类似下面程序这样的命名冲突是普遍存在的问题，C++引入namespace就是为了更好的解决这样的问题

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

当我们运行上面代码的时候，会出现下面的错误提示：

​原因：在stdlib.h这个头文件中，rand是一个函数名，通过前面的学习，函数是作用于全局域的，而我们自己定义的变量rand也是一个全局变量，这就会出现名字冲突，为了解决这个问题，Bjarne博士发明了命名空间（namespace）了。

3.2 namespace的定义

1、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/类型等。

namespace st//st为命名空间的名字
{
//命名空间中定义变量/函数/类型
	int a = 10;
	struct node
	{
		int* arr;
		int size;
		int capacity;
	};
	int Add(int left, int right)
	{
		return left + right;
	}
}

命名空间域的生命周期是整个函数，函数开始命名空间域开始，函数结束命名空间域结束，我们可以认为在命名空间中的是全局变量，提醒：不同域中可以定义同名的东西，但是相同域中不可以定义同名的东西，会发生冲突。

提醒：namespace 域名 { } 其中 { } 的括号后面没有“；”，这个要和定义结构体要有区别

2、namespace本质是定义出⼀个域，这个域跟全局域各自独立，不同的域可以定义同名变量，所以下面的rand不在冲突了。

代码示例：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
namespace st
{
	int rand = 10;
	struct node
	{
		int* arr;
		int size;
		int capacity;
	};
	int Add(int left, int right)
	{
		return left + right;
	}
}
int rand = 10;
int main()
{
	//这里默认是访问全局变量的函数指针rand
	printf("%p\n", rand);
	//这里访问的是namespace命名空间中的rand
	printf("%d\n", st::rand);
	return 0;
}

3、C++中域有函数局部域，全局域，命名空间域，类域；域影响的是编译时语法查找⼀个变量/函数/类型出处(声明或定义)的逻辑，所以有了域隔离，名字冲突就解决了。局部域和全局域除了会影响编译查找逻辑，还会影响变量的生命周期，命名空间域和类域不影响变量生命周期。

4、namespace只能定义在全局，当然他还可以嵌套定义。

namespace st
{
	namespace st1
	{
		int rand = 10;
		struct node
		{
			int* arr;
			int size;
			int capacity;
		};
		int Add(int left, int right)
		{
			return left + right;
		}
	}
	namespace st2
	{
		int rand = 10;
		struct node
		{
			int* arr;
			int size;
			int capacity;
		};
		int Add(int left, int right)
		{
			return left + right;
		}
	}
}

写到这里，就会有小伙伴提出疑问了？那既然有了命名空间。那我们该如何使用这个命名空间呢？

在学习如何使用这个命名空间之前，我们先学一个东西：

域操作符

:: 域操作符 如果::的左边没有任何东西，表示全局，如果有命名空间的名字，则表示该域中的东西

例如：

​

通过学习域操作符，接下来，让我们看看如何使用命名空间：

namespace st
{
	int rand = 10;
	struct node
	{
		int* arr;
		int size;
		int capacity;
	};
	int Add(int left, int right)
	{
		return left + right;
	}
}
int b = 20;
int main()
{
	int a = 10;
	// 编译器语法查找确认，默认规则先局部查找->全局查找->没有找到就报错未声明的标识符
	//默认是不会去命名空间的域中查找
	printf("%d\n", a);

	//::域操作符
	//如果::的左边没有任何东西，表示全局，如果有东西，则表示该域中的东西
	printf("%d\n", ::b);
	printf("%d\n", st::rand);
	printf("%d\n", st::Add(1, 2));
	//使用命名空间中的结构体需要像下面的写法
	struct st::node node1;
	return 0;
}

//嵌套命名空间域的使用
namespace st
{
	namespace st1
	{
		int rand = 10;
		struct node
		{
			int* arr;
			int size;
			int capacity;
		};
		int Add(int left, int right)
		{
			return left + right;
		}
	}
	namespace st2
	{
		int rand = 10;
		struct node
		{
			int* arr;
			int size;
			int capacity;
		};
		int Add(int left, int right)
		{
			return left + right;
		}
	}
}
int main()
{
	//调用st1中的加法函数
	st::st1::Add(2, 3);
	//调用st2中的加法函数
	st::st2::Add(3, 4);
	return 0;
}

注意：编译器语法查找确认，默认规则先局部查找->全局查找->没有找到就报错未声明的标识符，默认是不会去命名空间域中查找，除非使用域操作符，使用了域操作符，则直接去该域中查找->没有找到就报错未声明的标识符

5、项目工程中多文件中定义的同名namespace会认为是⼀个namespace，不会冲突。

​

这两个命名空间不会冲突，只会合并 6、C++标准库都放在⼀个叫std(standard)的命名空间中。

每当使用C++库时需要加上std

四、 C++输入&输出

• <iostream> 是 Input Output Stream 的缩写，是标准的输入、输出流库，定义了标准的输入、输出对象。
• std::cin 是 istream 类的对象，它主要面向窄字符（narrow characters (of type char)）的标准输入流。

cin是把这个字符串（因为我们从键盘上输入的都可以认为是字符串）转换成int,char等类型

• std::cout 是 ostream 类的对象，它主要面向窄字符的标准输出流。

int i=10;std::cout<<i; 把i这个类型的对象转换成字符串插入到cout中，然后输出； std::cout<<i 的特点是自动识别类型，并且不同类型可以连续在一起； 任何变量都转换成字符串插入到流中（可以认为是控制台）

• std::endl 是一个函数，流插入输出时，相当于插入一个换行字符加刷新缓冲区。

//换行
int main()
{
	int i = 0;
	std::cout << i << '\n';//-->不刷新缓冲区
	std::cout << i << "\n";
	std::cout << i << std::endl;//-->刷新缓冲区
	return 0;
}

建议在竞赛中使用上面两个换行，上面两个不刷新缓冲区

• <<是流插入运算符，>>是流提取运算符。（C语言还用这两个运算符做位运算左移/右移）

​

写到这里不知道会不会有小伙伴会有疑问？上面我们在写换行的代码时，每写一句都要写上std::cout，std::endl，以及std::cin，每当我使用cout和cin的时候都要加上std，感觉好麻烦，那这个std可不可以不写？接下来我们来看一下

五、 命名空间的使用

编译查找⼀个变量的声明/定义时，默认只会在局部或者全局查找，不会到命名空间里面去查找。所以下⾯程序会编译报错。

namespace st
{
	int rand = 10;
	struct node
	{
		int* arr;
		int size;
		int capacity;
	};
	int Add(int left, int right)
	{
		return left + right;
	}
}
int main()
{
	printf("%d\n", rand);
	return 0;
}

当我们运行上面代码时，编译器会报错，如果不使用域操作符，编译器默认先从局部域中查找是否存在变量rand，如果没有，则在全局域中查找变量rand,如果都没有，则报错。

namespace st
{
	int rand = 10;
	struct node
	{
		int* arr;
		int size;
		int capacity;
	};
	int Add(int left, int right)
	{
		return left + right;
	}
}
int main()
{
	printf("%d\n", st::rand);
	return 0;
}

所以我们要使用命名空间中定义的变量/函数，有三种方式：

• 指定命名空间访问，项目中推荐这种方式。
• using将命名空间中某个成员展开，项目中经常访问的不存在冲突的成员推荐这种方式。

#include<iostream>
using std::cout;//-->部分展开命名空间
using std::endl;
int main()
{
	int i = 10;
	cout << i << endl;
	return 0;
}

​

• 展开命名空间中全部成员，项目不推荐，冲突风险很大，日常小练习程序为了方便推荐使用。

using namespace std;//-->展开命名空间（全部展开）
int main()
{
	int i = 10;
	cout << i << endl;
	return 0;
}

​

总结：

​