【 C++入门 】命名空间、输入输出、缺省参数

目录

1、前言

        什么是C++

2、关键字

3、命名空间

        C语言命名冲突

        命名空间定义

        命名空间使用

4、C++输入&输出

5、缺省参数

        缺省参数概念

        缺省参数分类

        全缺省参数

        半缺省参数

        缺省参数意义

        缺省参数注意点

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1、前言

既博主学过C语言后又一新的语言，C++。总算既C语言 -- > 数据结构后又一新专栏专属于C plus plus。相信博主会通过博客的方式将C++的各个知识点细化的讲解出来，一起见证~的成长

什么是C++

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。

正文开始

2、关键字

C++总计63个关键字，C语言32个关键字，先看个总览，具体每一个对应的是什么在后面的博文中会进行剖析

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

3、命名空间

• 可能诸位在看别人写的C++代码中，在一开始会包这个头文件：

#include

这个头文件等价于我们在C语言学习到的#include，它是用来跟我们的控制台输入和输出的，这里简要提下，后续详谈。

• 除了上面这个头文件，还有这样一行代码：

using namespace std;

namespace就是我们要接触C++的第一个关键字，它就是命名空间

• 作用如下：

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语言命名冲突

 在正式引入namespace前，再来回顾下C语言的命名冲突问题：

#include
//命名冲突
int rand = 0;
int main()
{
	printf("%d", rand);
	return 0;
}

如上的代码中，头文件我们只用了intclude，暂无其它。我们定义了全局变量rand，并且代码可以正常编译没有任何错误。

但是要知道C语言存在一个库函数正是rand，但是要包上头文件#include，包上了这个头文件，再运行试试：

这里很明显发生命名冲突了，我们定义的全局变量rand和库里的rand函数冲突

想要解决此问题也非常简单，可能有人会说我修改变量名就可以了，确实可以，但并不是长久之计，如若我在不知情的状态下使用该变量超过100次，难道你要一个一个修改吗，这就充分体现了C语言的命名冲突

• 在C++中，引入的命名空间namespace就很好解决了C语言的命名冲突问题。

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。

如下：

同一个作用域不能出现两个相同变量，此时的rand被关在n1的命名空间域里了，跟其它东西进行了隔离。所以在stdlib.h头文件展开时并不会发生命名冲突。此时rand的打印均是库函数里rand的地址，rand就是一个函数指针，打印的就是地址

再比如：

 此段代码更充分的体现了加上命名空间，不仅可以避免命名冲突，而且还告诉我们，此时再访问变量m、c、f，均是在全局域里访问的，而xzy这个命名空间域里的变量与全局域建立了一道围墙，互不干扰。不过这里c和m依旧是全局变量，命名空间不影响生命周期。

命名空间有三大特性：

• 1、命名空间可以定义变量，函数，类型

//1. 普通的命名空间
namespace N1 // N1为命名空间的名称
{
	// 命名空间中的内容，既可以定义变量，也可以定义函数，也可以定义类型
	int a; //变量
	int Add(int left, int right) //函数
	{
		return left + right;
	}
    struct ListNode //类型
    {
        int val;
        struct ListNode* next;
    }

}

• 2、命名空间可以嵌套

//2. 命名空间可以嵌套
namespace N2
{
	int a;
	int b;
	int Add(int left, int right)
	{
		return left + right;
	}
	namespace N3
	{
		int c;
		int d;
		int Sub(int left, int right)
		{
			return left - right;
		}
	}
}

• 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

//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。
namespace N1
{
	int Mul(int left, int right)
	{
		return left * right;
	}
}

命名空间使用

 我们都清楚在C语言中，存在局部优先规则，如下：

int a = 0; //全局域
int main()
{
	int a = 1; //局部域
	printf("%d\n", a); // 1 局部优先
	return 0;
}

我们都清楚这里的结果是1，但是如若我非要打印全局域里的a呢？

这里引出域作用限定符 ( :: )，效果如下：

加上了( :: ) ，此时访问的a，就是全局域，这里是全局域的原因是“ ：：”的前面是空白，如若是空白，那么访问的就是全局域，这么看的话，我在“ ：：”前面换成命名空间域，不就可以访问命名空间域里的内容了吗。其实“ ：：”就是命名空间使用的一种方式。

比如我们定义了如下的命名空间：

namespace n1 
{
	int f = 0;
	int rand = 0;
}

 现在该如何访问命名空间域里的内容呢？其实有3种方法：

1. 加命名空间名称及作用域限定符“ ：：”
2. 使用using namespace 命名空间名称全部展开
3. 使用using将命名空间中成员部分展开

• 1、加命名空间及作用域限定符“ ：：”

int main()
{
	printf("%d\n", n1::f); //0
	printf("%d\n", n1::rand);//0
	return 0;
}

为了防止定义相同的变量或类型，我们可以定义多个命名空间来避免

namespace ret
{
	struct ListNode
	{
		int val;
		struct ListNode* next;
	};
}

namespace tmp
{
	struct ListNode
	{
		int val;
		struct ListNode* next;
	};
	struct QueueNode
	{
		int val;
		struct QueueNode* next;
	};
}

当我们要使用它们时，如下：

int main()
{
	struct ret::ListNode* n1 = NULL;
	struct tmp::ListNode* n2 = NULL;
	return 0;
}

针对命名空间的嵌套，如下：

可以这样进行访问：

int main()
{
	struct tx::List::Node* n1; //访问List.h文件中的Node
	struct tx::Queue::Node* n2;//访问Queue.h文件中的Node
}

但是上述访问的方式有点过于麻烦，可不可以省略些重复的呢？比如不写tx::，这里就引出命名空间访问的第二种方法：

• 2、使用using namespace 命名空间名称全部展开

using namespace tx;

这句话的意思是把tx这个命名空间定义的东西放出来，所以我们就可这样访问：

int main()
{
	struct List::Node* n1; //访问List.h文件中的Node
	struct Queue::Node* n2;//访问Queue.h文件中的Node
}

当然，我还可以再拆一层，如下：

using namespace tx;
using namespace List;
int main()
{
	struct Node* n1; //访问List.h文件中的Node
	struct Queue::Node* n2;//访问Queue.h文件中的Node
}

展开时要注意tx和List的顺序不能颠倒

这种访问方式是可以达到简化效果，但是也会存在一定风险：命名空间全部释放又重新回到命名冲突。

所以针对某些特定会出现命名冲突问题的，需要单独讨论：

由此我们得知：全部展开并不好，我们需要按需索取，用什么展开什么，由此引出第三种使用方法

• 3、使用using将命名空间中成员展开

 针对上述代码，我们只放f出来

namespace n1
{
	int f = 0;
	int rand = 0;
}
using n1::f;
int main()
{
	f += 2;
	printf("%d\n", f);
	n1::rand += 2;
	printf("%d\n", n1::rand);
}

• 学到这，我们来看下C++的标准库命名空间：

#include
using namespace std; //std 是封C++库的命名空间
int main()
{
	cout << "hello world" << endl; // hello world
	return 0;
}

如若省去了这行代码：

using namespace std; 

想要输出hello world就要这样做：

#include
int main()
{
	std::cout << "hello world" << std::endl;
	return 0;
}

当然也可以这样：

#include
using std::cout;
int main()
{
	cout << "hello world" << std::endl;
	return 0;
}

这就充分运用到了命名空间，至于为什么会这样相信不需要我解释大家就能悟出来哈。

4、C++输入&输出

C语言中，我们都清楚输入用scanf，输出用printf，可是在C++中，我们同样可以用C语言的，不过C++也独有一套输入cin输出cout。

• 说明：

使用cout标准输出(控制台)和cin标准输入(键盘)时，必须包含< iostream >头文件以及std标准命名空间。
注意：早期标准库将所有功能在全局域中实现，声明在.h后缀的头文件中，使用时只需包含对应头文件即可，后来将其实现在std命名空间下，为了和C头文件区分，也为了正确使用命名空间，规定C++头文件不带.h；旧编译器(vc 6.0)中还支持格式，后续编译器已不支持，因此推荐使用+std的方式。

	// >> 流提取运算符
	cin >> a;
	// << 流插入运算符
	cout << a;

C++里的输入输出流可以自动识别类型，不需要像C语言一样不需增加数据格式控制，比如：整形--%d，字符--%c

注意：endl是换行符，等价于C语言的 ' \n '。

最后，我们依旧是以经典的hello world结束C++的输入输出

#include
using namespace std;
int main()
{
	cout << "hello world" << endl;
}

5、缺省参数

缺省参数概念

缺省参数（默认参数）是声明或定义函数时为函数的参数指定的一个默认值。在调用该函数时，如果没有指定实参则采用该默认值，否则使用指定的实参。

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

根据上述代码，我们得知，如若你不传参数，那我就用缺省参数，函数默认的参数值，这里是0。如若你传了参数，那就用你自己的。

像极了渣男渣女行为哈哈。我今儿个有新欢，就没你这个备胎啥事了，我若和对象吵架，来来来，备胎就位哈哈，（快来@你身边的~哈哈哈）你若安好，备胎到老。

缺省参数分类

缺省参数分为两类：

1. 全缺省
2. 半缺省

好家伙备胎怪多的哈哈~

全缺省参数

 直接看代码：

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

根据这段代码，我们这个缺省参数有3个，那么我在调用函数的时候，就有4种调用方式：（乖乖更渣）

int main()
{
	TestFunc(); //全用默认的
	TestFunc(1); //a用自己的，b和c用默认的
	TestFunc(1, 2);//a和b用自己的，c用默认的
	TestFunc(1, 2, 3);//全用自己的
	return 0;
}

注意：在传参数的时候要按照顺序来传，不能说我第一个还没传就先传第二个，如下：

//错误：TestFunc( ,1, ) //err

半缺省参数

 半缺省参数听名字就应该清楚，无非是备胎少了一些呗。

//版缺省：缺省部分
void TestFunc(int a, int b = 20, int c = 30)
{
	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;
	cout << "c = " << c << endl << endl;
}

上述代码就已经很明确了，我在调用函数时，传的参数至少是一个，有以下三种调用方式：

int main()
{
	TestFunc(1); //全用默认的
	TestFunc(1, 2);//只有c用默认的
	TestFunc(1, 2, 3);//全用自己的
	return 0;
}

注意：半缺省参数必须从右往左依次给出默认参数，不能间隔着给 

//错误
void TestFunc(int a = 10, int b, int c = 30) //err
{
    //…… 错误
}

缺省参数意义

我们以栈为例：

struct Stack
{
	int* a;
	int size;
	int capacity;
};
//以前：
void StackInit(struct Stack* ps)
{ //……}

//现在：缺省参数版
void StackInit(struct Stack* ps, int n = 4)
{
	assert(ps);
	ps->a = (int*)malloc(sizeof(int) * n);
	ps->size = 0;
	ps->capacity = n;
}

现在我们在初始化栈的时候可以直接使用缺省参数，在调用时，就可以这样：

int main()
{
	Stack st;
	StackInit(&st);
	StackInit(&st, 100);
	return 0;
}

如若我初始化时不给值，它自动就帮我开辟了4个int大小的空间，如若我嫌空间小，手动传一个自己想要的空间大小，有了缺省参数可以有效避免多次增容而带来的性能损耗。

到底用全缺省还是半缺省因题而定。

缺省参数注意点

• 缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现。

假设我们在Queue.h文件中声明如下：

在Queue.cpp文件中定义了此函数

接下来我们在test.cpp包上头文件后编译：

很明显编译错误。

• 那我们声明给缺省参数，定义不给呢？

答案很明显，可以

• 如果声明不给定义给呢？ 

 这里我就不给出图示了，非常简单，感兴趣的下来可以自己去尝试一番，这里直接给出答案：不行

 综上，总结出三大结论：

1. 缺省参数不能在声明和定义中同时出现，防止出现不同的赋值导致奇异
2. 缺省参数不能声明不给定义给，会出现链接错误
3. 缺省参数可以声明给定义不给