【C++初阶】C++基础（一）

C++是在C的基础之上，容纳进去了面向对象编程思想，并增加了许多有用的库，以及编程范式
等。熟悉C语言之后，对C++学习有一定的帮助，本文主要目标：
1. 补充C语言语法的不足，以及C++是如何对C语言设计不合理的地方进行优化的，比如：作用
域方面、IO方面、函数方面、指针方面、宏方面等。
2. 为后续类和对象学习打基础。

1. C++关键字(C++98)

C++总计63个关键字，C语言32个关键字
ps：下面我们只是看一下C++有多少关键字，不对关键字进行具体的讲解。后面我们学到以后再细说。

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。

#include 
#include 
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。

// 1. 正常的命名空间定义
namespace tt
{
    // 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
// 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. 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;
    }
}

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

2.2 命名空间使用

namespace ft
{
    // 命名空间中可以定义变量/函数/类型
    int a = 0;
    int b = 1;
    int Add(int left, int right)
    {
        return left + right;
    }
    struct Node
    {
        struct Node* next;
        int val;
    };
}
int main()
{
    // 编译报错：error C2065: “a”: 未声明的标识符
    printf("%d\n", a);
    return 0;
}

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 命名空间名称引入

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

3. C++输入&输出

C语言中，我们使用scanf和printf来进行输入输出。在C++里面，我们也可以使用scanf和printf来进行输入输出，但是C++本身也有一套输入cin和输出cout

#include
// 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(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。实际上cout和cin分别是ostream和istream类型的对象，>>和<<也涉及运算符重载等知识，这些知识我们我们后续才会学习，所以我们这里只是简单学习他们的使用。后面我们还有有一个章节更深入的学习IO流用法及原理。

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

但是C++里面的输入输出是自带自动识别类型的，不像C语言一样需要增加数据格式控制。

#include
using namespace std;
int main()
{
    int a;
    double d;
    char c;
    cin >> a >> d >> c;
    cout << a << ' ' << d << ' ' << c << endl;
    return 0;
}

【注】这里endl是换行符，等价于C语言里面的'\n'。

4.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。

//缺省参数(默认参数)
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;
}

4.2 缺省参数分类

缺省参数分为两类：
1.全缺省
2.半缺省

4.2.1 全缺省

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

这个代码有3个缺省参数，我们在调用的时候就有4种方式：

int main()
{
    Func();//全用调用的
    Func(1);//a调用的，bc用默认的
    Func(1, 2);//ab调用的，c用默认的
    Func(1, 2, 3);//全用默认的
}

【注】传参的时候要按顺序来传：
Func( , 2, 3); //error

4.2.2 半缺省

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

根据上述代码，调用函数的时候，传的参数至少是一个，有以下3种方式：

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

【注】
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
3. 缺省值必须是常量或者全局变量
4. C语言不支持（编译器不支持）

4.3 缺省参数的意义

//没学C++之前
void stackInit(struct stack* ps)
{
    //.........
}

//通过缺省参数来实现
void stackInit(struct stack* ps, int n = 4)
{
    assert(ps);
    ps->a = (int*)malloc(sizeof(int) * n);
    ps->size = 0;
    ps->capacity = n;
}

使用缺省参数后，调用过程：

int main()
{
    stack st;
    stackInit(&st);
    stackInit(&st, 100);
    return 0;
}

如果初始化时不给值，就会自动开辟4个int大小的空间，如果认为空间太小，可以自己手动传一个空间大小，有了缺省参数就可以有效避免多次增容而带来的性能损耗。