C++初阶——入门(1)
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0.前言
1.C++关键字（C++ 98）
2. 命名空间
2.1 命名空间定义
2.2 命名空间使用
3. C++输入&输出
4. 缺省参数
4.1 缺省参数概念
4.2 缺省参数分类
4.3缺省参数应用
5. 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)
5.3 extern “C”
0.前言
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，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。
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 test
{
//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;
}
}//#include//#include C++提供了——命名空间,定义一个命名空间域 名字bat就是域名 //namespace bat //{ // int rand = 0; // //全局变量，属于bat这个命名空间 //} //int main() //{ // printf("%p\n", rand); // printf("%d\n",bat::rand); // // return 0; //} //int a = 0; //int main() //{ // int a = 10; // printf("%d\n", a); // //不同域，起名相同不会报错，这里局部域和全局域命名相同 // //但是命名冲突，没有报错，此时C++所产生的命名空间域 // //便可以很好解决命名冲突的问题 // return 0; //} //int a = 0; //int main() //{ // int a = 10; // printf("%d\n", ::a); // //::域作用限定符 // //指定去左边的域去找，左边的域为空白，空表就表示全局域 // //便可以访问全局变量a // return 0; //} 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 test
{
// 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", test::a); return 0; }
- 使用using将命名空间中某个成员引入
namespace N1 { int a; int b; int Add(int left, int right) { return left + right; } namespace N2 { int c = 5; int d = 6; int Sub(int left, int right) { return left - right; } } } //using N1::N2::d; using namespace N1::N2; int main() { printf("%d\n", N1::a); printf("%d\n", d); }
- 使用using namespace 命名空间名称 引入
using namespace N1::N2; int main() { printf("%d\n", N1::a); printf("%d\n", d); }
3. C++输入&输出
新生婴儿会以自己独特的方式向这个崭新的世界打招呼，C++刚出来后，也算是一个新事物，
那C++是否也应该向这个美好的世界来声问候呢？我们来看下C++是如何来实现问候的。
#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在这个命名空间中 using namespace std; int main() { cout << "Hello World!" << endl; return 0; } 说明：
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. >>是流的提取运算符，<<是流的插入运算符
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。
5. 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，后续看更深入的学习 IO流用法及原理。
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。
#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;
cout << a << endl;
cout << b << " " << c << endl;
return 0;
}
// ps：关于cout和cin还有很多更复杂的用法，比如控制浮点数输出精度，控制整形输出进制格式等等。因
//为C++兼容C语言的用法，这些又用得不是很多，我们这里就不展开学习了。后续如果有需要，我们再配合文
//档学习。 std命名空间的使用惯例：
std是C++标准库的命名空间，如何展开std使用更合理呢？
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。
#includeusing std::cout; using std::cin; using std::endl; int main() { int i; double d; // >> 流提取 cin >> i >> d; //console input 控制台提取流，放入 i d 中 // << 流插入 cout << i << endl; //console output 从i获取流插入控制台 cout << d << endl; return 0; }
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。
#includeusing namespace std; 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; } //0 //10
4.2 缺省参数分类
- 全缺省参数
void Func1(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
{
cout << "a = " << a << endl;
cout << "b = " << b << endl;
cout << "c = " << c << endl;
}- 半缺省参数
void Func2(int a, int b = 10, int c = 20)
{
cout << "a = " << a << endl;
cout << "b = " << b << endl;
cout << "c = " << c << endl;
}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——正确是：只给声明给缺省值
//a.h void Func(int a = 10); // a.cpp void Func(int a = 20) {} // 注意：如果声明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.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缺省参数应用
//缺省参数的实际应用
#include
using namespace std;
struct Stack
{
int* _a;
int _top;
int _capacity;
};
void StackInit(struct Stack* st, int capacity = 4)
{
st->_a = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity);
//...
st->_top = 0;
st->_capacity = capacity;
}
int main()
{
//知道我一定会插入100个数据，就可以直接传递参数100
//提前开好空间，避免插入数据不断进行扩容
struct Stack st1;
StackInit(&st1, 100);
struct Stack st2;
StackInit(&st2);
return 0;
}
5. 函数重载
自然语言中，一个词可以有多重含义，人们可以通过上下文来判断该词真实的含义，即该词被重载了。
比如：以前有一个笑话，国有两个体育项目大家根本不用看，也不用担心。一个是乒乓球，一个是男足。前者是“谁也赢不了！”，后者是“谁也赢不了！”
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。
#include
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()
{
cout << "f()" << endl;
}
void f(int a)
{
cout << "f(int a)" << endl;
}
// 3、参数类型顺序不同
void f(int a, char b)
{
cout << "f(int a,char b)" << endl;
}
void f(char b, int a)
{
cout << "f(char b, int a)" << endl;
}
int main()
{
Add(10, 20);
Add(10.1, 20.2);
f();
f(10);
f(10, 'a');
f('a', 10);
return 0;
} 
这里的 cout 就是函数函数重载，因此不需要像C语言确认输出类型
函数重载的意义就是让使用很方便，就像用同一个函数一样
5.2 C++支持函数重载的原理--名字修饰(name Mangling)
为什么C++支持函数重载，而C语言不支持函数重载呢？
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。
1. 实际项目通常是由多个头文件和多个源文件构成，而通过C语言阶段学习的编译链接，我们可以知道，【当前a.cpp中调用了b.cpp中定义的Add函数时】，编译后链接前，a.o的目标文件中没有Add的函数地址，因为Add是在b.cpp中定义的，所以Add的地址在b.o中。那么怎么办呢？
2. 所以链接阶段就是专门处理这种问题，链接器看到a.o调用Add，但是没有Add的地址，就会到b.o的符号表中找Add的地址，然后链接到一起。
3. 那么链接时，面对Add函数，链接接器会使用哪个名字去找呢？这里每个编译器都有自己的函数名修饰规则。
4. 由于Windows下vs的修饰规则过于复杂，而Linux下g++的修饰规则简单易懂，下面我们使用了g++演示 了这个修饰后的名字。
5. 通过下面我们可以看出gcc的函数修饰后名字不变。而g++的函数修饰后变成【_Z+函数长度+函数名+类 型首字母】。
结论：在linux下，采用gcc编译完成后，函数名字的修饰没有发生改变。
结论：在linux下，采用g++编译完成后，函数名字的修饰发生改变，编译器将函数参数类型信息 添加到修改后的名字中。（C++函数名修饰规则：只要参数不同，修饰名就会不同）
Windows下名字修饰规则
对比Linux会发现，windows下vs编译器对函数名字修饰规则相对复杂难懂，但道理都是类似的， 我们就不做细致的研究了。
【扩展学习：C/C++函数调用约定和名字修饰规则--有兴趣好奇的可以看看，里面有对vs下函 数名修饰规则讲解】
(5条消息) C/C++ 函数调用约定_低调的狮子的博客-CSDN博客
6. 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。
7. 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。
5.3 extern “C”
由于C和C++编译器对函数名字修饰规则的不同，在有些场景下可能就会出问题，比如：
1. C++中调用C语言实现的静态库或者动态库，反之亦然
2. 多人协同开发时，有些人擅长用C语言，有些人擅长用C++
在这种混合模式下开发，由于C和C++编译器对函数名字修饰规则不同，可能就会导致链接失败，在该种场景 下，就需要使用extern "C"。在函数前加extern "C"，意思是告诉编译器，将该函数按照C语言规则来编译。
下面演示一个在C++工程中使用C语言静态库的例子：
如何创建静态库及调用—模块源码加密章节
https://blog.csdn.net/IfYouHave/article/details/129041686?spm=1001.2014.3001.5501
// 创建一个C语言的静态库 //calc.h/// #pragma once /* * 注意： * 在实现该库时，并不知道将来使用该静态库的工程是C语言工程还是C++工程 * 为了能在C/C++工程中都能使用，函数声明时需加上extern "C" * * __cplusplus:是C++编译器中定义的宏，即用该宏来检测是C工程还是C++工程 * * #ifdef __cplusplus extern "C" { #endif // 要导出函数的声明 #ifdef __cplusplus } #endif 作用：如果是C++工程，编译器已经定义_cplusplus宏，编译时该宏是可以被识别的，被声明的函 数就被extern "C"修饰了， 此时C++编译就知道，静态库中的函数是按照C的方式编译的，这样在链接时就会按照C的方式找函 数名字 如果是C工程，编译器未定义_cplusplus宏，编译时该宏无法被是被，则条件编译就无效，函数就 不会被extern "C"修饰 */ #ifdef __cplusplus extern "C" { #endif int Add(int left, int right); int Sub(int left, int right); #ifdef __cplusplus } #endif //calc.c/// #include "calc.h" int Add(int left, int right) { return left + right; } int Sub(int left, int right) { return left - right; } / // 创建一个c++工程，使用上面程序编程工程的静态库 #includeusing namespace std; #include "./../Debug/calc.h" #pragma comment(lib, "./../Debug/CalcLib.lib") int main() { int ret = Add(10, 20); cout << ret << endl; ret = Sub(30, 20); cout << ret << endl; return 0; } 如果在实现静态库时，函数没有使用extern "C"修饰：
#pragma once int Add(int left, int right); int Sub(int left, int right);就会报无法找到xxx函数的链接错误。
1>TestCalc.cpp 1>TestCalc.obj : error LNK2019: 无法解析的外部符号 "int __cdecl Add(int,int)" (? Add@@YAHHH@Z)，函数 _main 中引用了该符号 1>TestCalc.obj : error LNK2019: 无法解析的外部符号 "int __cdecl Sub(int,int)" (? Sub@@YAHHH@Z)，函数 _main 中引用了该符号 1>D:\WorkStations\Gitee\cppLesson\TestCalc\Debug\TestCalc.exe : fatal error LNK1120: 2 个无法解析的外部命令
【面试题】
1. 下面两个函数能形成函数重载吗？有问题吗或者什么情况下会出问题？
void Func(int a = 10)
{
cout<<"void Func(int a = 10)"<