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【C++初窥门庭】C++入门(一)

22 人参与  2024年09月09日 12:41  分类 : 《随便一记》  评论

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目录

关于C++的由来

C++的特点

C++的应用

C++的发展 

 一、关键字

二、命名空间 

2.1 作用

 2.1 命名空间定义

2.2 命名空间使用

 三、C++输入&输出

四、缺省参数

4.1 缺省参数概念

4.2 缺省参数分类 

 4.3 缺省参数的好处

五、函数重载

5.1 函数重载概念

5.2 C++支持函数重载的原理--名字修饰(name Mangling)

六、结尾


关于C++的由来

C++(C plus plus)是一种广泛使用的计算机高级程序设计语言,由C语言扩展升级而产生。最早于1979年由本贾尼·斯特劳斯特卢普(Bjarne Stroustrup)在AT&T贝尔实验室研发。C++在C语言的基础上,引入了面向对象的概念,包括类、继承、多态等,使得程序设计更加灵活和强大。

C++的特点

面向对象:C++支持面向对象程序设计,通过类、对象、继承、封装和多态等特性,使得程序设计更加模块化、易于管理和维护。多范式编程:C++支持过程化、面向对象、泛型等多种编程范式,这使得它可以应用于各种复杂的问题解决中。高效性:C++是一种编译型语言,其代码在编译后可以直接在硬件上运行,因此具有很高的运行效率。跨平台性:C++可以在多种操作系统和平台上编译和运行,包括Windows、UNIX、Linux、MacOS等。

C++的应用

C++几乎可以创建任何类型的程序,包括但不限于:

游戏开发:许多大型游戏引擎和游戏都使用C++编写,因为它能够提供高性能的图形渲染和物理模拟。设备驱动程序:C++常用于编写操作系统底层的设备驱动程序,因为它能够直接访问硬件资源。高性能计算(HPC):在需要高计算能力的领域,如科学研究、工程模拟等,C++因其高效性而受到青睐。云计算:在云计算领域,C++用于编写各种服务器端和客户端应用程序,以处理大量数据和提供高性能服务。桌面和移动应用:C++也可用于开发桌面和移动应用程序,尽管在这方面它可能不如一些其他语言(如Java、Swift)那样流行。

C++的发展 

自1979年以来,C++经历了多个版本的更新和标准化工作。其中,一些重要的版本包括:

C++98:C++标准的第一个版本,得到了国际标准化组织(ISO)和美国标准化协会(ANSI)的认可。C++03:对C++98进行了修订,主要修复了一些错误和减少了歧义。C++11:增加了许多新特性,如正则表达式、基于范围的for循环、auto关键字等,使得C++更像一种新语言。C++14:对C++11进行了扩展和改进,如泛型的lambda表达式、auto的返回值类型推导等。C++17:在C++11的基础上做了一些小幅改进,增加了19个新特性。

 一、关键字

C++总计63个关键字,C语言32个关键字,在C语言的基础上增加了31个

二、命名空间 

2.1 作用

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。

 例如:在下面这个代码中就发生了命名冲突,因为rand在#include<stdlib.h>中包含了rand函数的声明,使用rand变量与#include<stdlib.h>中的rand发生冲突,所以编译错误。

#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”

 2.1 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。

在这我就随便定义了一个命名空间域lxp

// 命名空间中可以定义变量/函数/类型

namespace lxp//这个名字可以随便取,没有特殊的要求,{int i = 10;int Add(int x1, int x2){return x1 + x2;}struct Node{struct Node* next;int val;};}

//命名空间可以嵌套

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;     } }}

//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。

namespace N1{ int Mul(int left, int right) {     return left * right; }}namespace N1{ int Add(int left, int right) {     return left + right; }}//合成之后的N1/*namespace N1{ int Mul(int left, int right) {     return left * right; }  int Add(int left, int right) {     return left + right; }}*/

2.2 命名空间使用

命名空间中成员该如何使用呢?比如:

注意:一个命名空间就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

命名空间的使用有三种方式:

1.加命名空间名称及作用域限定符   作用域限定符( ::)(XX域 ::指定域内的成员对象)

常有的域: 类域 命名空间域 局部域 全局域

2.使用using将命名空间中某个成员引入(using + 命名空间名称 :: 成员名)

注意:在下面代码中我使用using引入了lxp中的a,相当于a暴露在全局变量中,而没有引入的b,访问的话编译器会出错

3. 使用using将命名空间中某个成员引入  (using+命名空间域的名称)

注意:使用using就相当于把域内的全部对象暴露在全局域中

 正确的做法:

 三、C++输入&输出

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,他们都包含在包含

< 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。

 注意:std是C++标准库的命名空间

1. 在日常练习中,建议直接using namespace std即可,这样就很方便。

2. using namespace std展开,标准库就全部暴露出来了,如果我们定义跟库重名的类型/对 象/函数,就存在冲突问题。该问题在日常练习中很少出现,但是项目开发中代码较多、规模 大,就很容易出现。所以建议在项目开发中使用,像std::cout这样使用时指定命名空间 + using std::cout展开常用的库对象/类型等方式。

四、缺省参数

4.1 缺省参数概念

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。

4.2 缺省参数分类 

全缺省参数:

全缺省函数是在定义函数的时候所有参数都有默认值

注意:1. 半缺省参数必须从右往左依次来给出,不能间隔着给

2. 缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现

//a.h  void Func(int a = 10);    // a.cpp  void Func(int a = 20) {}    // 注意:如果生命与定义位置同时出现,恰巧两个位置提供的值不同,那编译器就无法确定到底该用那个缺省值。

 4.3 缺省参数的好处

比如在初始化栈的时候,在动态栈中,我们必不可免的需要为栈开空间,但当入栈的数据过多时,我们就要扩容空间,初始化空间太小的话,我们就需要多次扩容,多次扩容时是有消耗的,所以我们不提倡多次扩容,初始化空间太大的话,又浪费空间

这时候缺省值就我们带来了好处,我们可以给一个默认值,然后根据自己的需求来对函数传参时进行传值。

下面就让我们看看缺省值带来的好处

namespace Stack{typedef struct Stack{int* a;int sz;int capacity;}ST;void StackInit(ST* pc,int N=4){pc->a = (int*)malloc(sizeof(int) * N);if (pc->a == NULL){perror("malloc fail");return;}pc->sz = 0;pc->capacity = N;}}int main(){// 需要入栈100个数据Stack::ST st1;Stack::StackInit(&st1, 100);// 需要入栈5个数据Stack::ST st2;Stack::StackInit(&st2, 5);// 不知道需要入栈多少个数据,默认申请四个空间Stack::ST st3;Stack::StackInit(&st3);return 0;}

五、函数重载

5.1 函数重载概念

函数重载:是函数的一种特殊情况,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。

1.同名函数的形参列表(参数个数 或 类型 或 类型顺序)不同

#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(){//省略}void f(int a){//省略}// 3、参数类型顺序不同void f(int a, char b){//省略}void f(char b, int a){//省略}

2.C++允许在同一作用域中声明几个功能类似的同名函数

不会构成重载,这两个函数根本不在同一个作用域中。

namespace lxp1{void func(int x, int y){// ...}}namespace lxp2{void func(double x, double y){// ...}}

命名空间的名字相同,内容会合并,两个函数的参数不同,即构成函数重载

namespace lxp1{void func(int x, int y){// ...}}namespace lxp1{void func(double x, double y){// ...}}

5.2 C++支持函数重载的原理--名字修饰(name Mangling)

在C/C++中,一个程序要运行起来,需要经历以下几个阶段:预处理、编译、汇编、链接。

 通过这里就理解了C语言没办法支持重载,因为同名函数没办法区分。而C++是通过函数修 饰规则来区分,只要参数不同,修饰出来的名字就不一样,就支持了重载。

如果两个函数函数名和参数是一样的,返回值不同是不构成重载的,因为调用时编译器没办 法区分。

六、结尾

如果有什么建议和疑问,或是有什么错误,希望大家可以在评论区提一下。
希望大家以后也能和我一起进步!!
如果这篇文章对你有用的话,希望能给我一个小小的赞!

后续还有【C++初窥门庭】C++入门(二)


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