从C语言到C++:C++入门知识(1)

朋友们、伙计们,我们又见面了,本期来给大家解读一下有关C++语言的相关知识点,如果看完之后对你有一定的启发,那么请留下你的三连,祝大家心想事成!

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目录

前言:

1. 什么是C++

2. C++的发展史

3. C++关键字(C++98) 

4.命名空间

4.1 命名空间定义 

4.2命名空间的使用

4.2.1命名空间使用的三种方式

5.输入、输出 

6.缺省参数

6.1缺省参数概念

6.2缺省参数的分类


前言:

在之前的所有的文章我都是用C语言的方式实现的各种代码,那么本期往后我将会采用C++语言,那么在本期首先让我们了解一下C++的基本发展以及C++相比C语言又需要注意的点,话不多说,我们直接开始:

1. 什么是C++

        C语言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代, 计算机界提出了OOP(object oriented programming:面向对象)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

C++祖师爷: 本贾尼·斯特劳斯特卢普(Bjarne Stroustrup)

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2. C++的发展史

1979年,贝尔实验室的本贾尼等人试图分析unix内核的时候,试图将内核模块化,于是在C
语言的基础上进行扩展,增加了类的机制,完成了一个可以运行的预处理程序,称之为
C with classes。
语言的发展就像是练功打怪升级一样,也是逐步递进,由浅入深的过程。我们先来看下C++的历史版本。

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   阶段                                                                   内容
C with
classes
类及派生类、公有和私有成员、类的构造和析构、友元、内联函数、赋值运算符
重载等
C++1.0
添加虚函数概念,函数和运算符重载,引用、常量等
C++2.0
更加完善支持面向对象,新增保护成员、多重继承、对象的初始化、抽象类、静
态成员以及 const 成员函数
C++3.0
进一步完善,引入模板,解决多重继承产生的二义性问题和相应构造和析构的处
C++98
C++ 标准第一个版本 ,绝大多数编译器都支持,得到了国际标准化组织 (ISO) 和美
国标准化协会认可, 以模板方式重写 C++ 标准库,引入了 STL( 标准模板库 )
C++03
C++ 标准第二个版本,语言特性无大改变,主要:修订错误、减少多异性
C++05
C++ 标准委员会发布了一份计数报告 (Technical Report TR1) ,正式更名
C++0x ,即:计划在本世纪第一个 10 年的某个时间发布
C++11
增加了许多特性,使得 C++ 更像一种新语言,比如:正则表达式、基于范围 for
环、 auto 关键字、新容器、列表初始化、标准线程库等
C++14
C++11 的扩展,主要是修复 C++11 中漏洞以及改进,比如:泛型的 lambda
达式, auto 的返回值类型推导,二进制字面常量等
C++17
C++11 上做了一些小幅改进,增加了 19 个新特性,比如: static_assert() 的文
本信息可选, Fold 表达式用于可变的模板, if switch 语句中的初始化器等
C++20
C++11 以来最大的发行版 ,引入了许多新的特性,比如: 模块 (Modules) 、协
(Coroutines) 、范围 (Ranges) 、概念 (Constraints) 等重大特性,还有对已有
特性的更新:比如 Lambda 支持模板、范围 for 支持初始化等
C++23
制定 ing

3. C++关键字(C++98) 

C++总计63个关键字,C语言32个关键字
在C++中的关键字有一部分在C语言阶段都以及接触过了,所以就不对具体的关键字进行太多的解释,在后续的学习中会细致解释:
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4.命名空间

 在了解命名空间前我们可以先来看一看在屏幕上打印 Hello World! 这个字符串,C++程序和C语言程序的不同

C语言程序:

//头文件的包含
#include 

//主函数
int main()
{
	//打印函数
	printf("Hello World!\n");

	return 0;
}

C++程序:

//头文件的包含
#include 

//命名空间的展开
using namespace std;

//主函数
int main()
{
	//打印
	cout << "Hello World!" << endl;
	return 0;
}

1. 两者头文件的包含有区别

2. C++中多了一个命名空间

3. 两者输出(打印)函数有区别

那么接下来就来了解一下C++中这个神奇的功能: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,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。
#include 
#include 

int rand = 10;

int main()
{
	//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
	printf("%d\n", rand);

	return 0;
}

这样的程序是会报错的(错误C2365  “rand”: 重定义;以前的定义是“函数” ),因为我们自己定义的变量rand和库里面的rand名称冲突,如果要解决就需要重新命名,那么在C++中就提出了namespace来解决这个问题。

4.1 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

命名空间中可以定义变量、函数、类型

//命名空间的名字是任意的,在这里我使用的是我的名字的缩写

// 1. 正常的命名空间定义
namespace ywh
{
	// 命名空间中可以定义变量/函数/类型
	
	//变量
	int rand = 0;
	char ch = 'a';
	int a[10] = { 0 };

	//函数
	int Add(int x, int y)
	{
		return x + y;
	}

	//类型
	struct Node
	{
		int val;
		struct Node* next;
	};
}

 2.命名空间可以进行嵌套

//2. 命名空间可以进行嵌套
//Test.cpp
namespace N1
{
	int a;
	int b;
	int Add(int x, int y)
	{
		return x + y;
	}

	//进行嵌套
	namespace N2
	{
		int c;
		int d;
		int Sub(int x, int y)
		{
			return x - y;
		}
	}
}

3. 允许存在多个相同名称的命名空间

头文件Test.h

//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。
//Test.h
namespace N1
{
	int Mul(int x, int y)
	{
		return x * y;
	}
}
一个工程中的T est.h 和上面T est.cpp 中两个 N1 会被合并成一个
*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。

4.2命名空间的使用

首先说明C++是兼容C语言的,所以在C++编译文档中也是可以使用C语言的。

定义好了命名空间,那么该怎么使用呢?看下面的代码:

//命名空间的使用
namespace N1
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	int Add(int x, int y)
	{
		return x + y;
	}
}

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

这段代码在编译的时候会报错:“a”未声明的标识符。也就是说编译器不认识我们自己定义的命名空间,那么命名空间正确的使用方式是怎么样的呢?

4.2.1命名空间使用的三种方式

1.加命名空间名称及作用域限定符 

这里要使用到一个知识点:预作用限定符“ ::”,在这里它的作用是访问命名空间成员,使用“ ::”可以指定要访问的命名空间中的成员。

//命名空间的使用
namespace N1
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	int Add(int x, int y)
	{
		return x + y;
	}
}

int main()
{
	//使用预作用限定符
	printf("%d\n", N1::a);
	return 0;
}

2.使用using将命名空间中某个成员引入

//命名空间的使用
//部分展开
using N1::b;

namespace N1
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	int Add(int x, int y)
	{
		return x + y;
	}
}

int main()
{
	//使用预作用限定符
	printf("%d\n", N1::a);
	//使用using
	printf("%d\n", b);
	return 0;
}

3.使用using namespace 命名空间名称 引入

//全部展开
using namespace N;

namespace N
{
	int a = 1;
	int b = 0;
	int Add(int x, int y)
	{
		return x + y;
	}
}

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

看到这里我们就可以对C++代码的第一行的代码进行解读:

using namespace std;

std是C++标准库的命名空间,当我们将std全部展开以后就可以直接用标准库。

5.输入、输出 

 我们先来看看C++的输入和输出

#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()
{
	//输入
	int a = 0;
	cin >> a;

	//输出
	cout << "Hello world!!!" << endl;
	cout << "a = " << a << endl;
	return 0;
}

说明:

1. 使用 cout 标准输出对象 ( 控制台 ) 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 cin 全局流对象 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.于C语言不同的是C++中的输入和输出是运算符,而C语言中的输入和输出是函数。
5.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 
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;

	//自动识别类型
	cout << a << endl;
	cout << b << " " << c << endl;
	return 0;
}

6.缺省参数

6.1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          
void Func(int a = 1)
{
	cout << a << endl;
}
int main()
{
	// 没有传参时,使用参数的默认值
	Func();
	// 传参时,使用指定的实参
	Func(10); 
	return 0;
}

6.2缺省参数的分类

 1.全缺省

//全缺省参数
void Fun(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
{
	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;
	cout << "c = " << c << endl;
	cout << endl;
}

int main()
{
    // 显示传参,从左往右显示传参
	Fun();
    //传一个参数默认只能传给第一个参数
	Fun(1);
	Fun(1, 2);
	Fun(1, 2, 3);
	//是不能这样进行传参的
	//Fun(1, , 3);

	return 0;
}

2.半缺省参数

//半缺省参数
//必须从右往左给缺省值
void Fun(int a, int b = 20, int c = 30)
{
	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;
	cout << "c = " << c << endl;
	cout << endl;
}

int main()
{
	//半缺省不能传空
	Fun(1);
	
	Fun(1, 2);
	Fun(1, 2, 3);

	return 0;
}

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和声明中同时出现(声明给,定义不给)。
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)。

朋友们、伙计们,美好的时光总是短暂的,我们本期的的分享就到此结束,最后看完别忘了留下你们弥足珍贵的三连喔,感谢大家的支持! 

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