【C转C++之路】带你弄懂输入输出（初步）、缺省参数和函数重载

前言

本文为专栏【C转C++之路】第二篇，讲讲C++中输入输出（初步）、缺省参数和函数重载。

C++的输入与输出（初步）

初步认识

​ 相信大部分人在初学编程语言的时候都试过向世界问好：hello world，那C++中怎么向世界问好呢？

#include//输入输出需要包含这个头文件
using namespace std;// 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

int main()
{
	cout<<"Hello world!!!"<<endl;
	return 0;
}

​ 是不是感觉和C很不一样？这个cout是输出函数吗？<<不是位运算符吗？endl又是什么呢？相信你此刻一定有着诸多困惑与好奇，只不过目前来看无法完全解答你的问题，一些问题我们在后面的学习中再一点一点解答，我们当前只需要先明白这些事：

1. 使用cout(console out)标准输出对象(控制台)和cin(console in)标准输入对象(键盘)时，必须包含< iostream >头文件以及指定命名空间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（相当于’\n’），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。

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，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。后面我们还会更深入地学习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< iostream >+std的方式 。

​ 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。只不过C++兼容C语言的用法（可以使用格式化输入输出函数scanf和printf），而这些又用得不是很多，我们这里就不展开学习了。

实例讲解

​ 我们先来形象地理解一下cout和cin，cout原名console out意为控制台输出，cin原名console in意为控制台输入。cin对应流提取运算符>>，可以理解为输入到控制台的内容像水流似的“流”入指定的变量空间；cout对应流插入运算符<<，可以理解为变量或常量空间的内容像水流似的“流”出到控制台再输出。

​ 一个<<或>>对应一个元素，可以一次输入或输出多个数据，endl和’\n’效果一样。

​ 如果要输出字符串和值交替出现的话用cout就不太方便了，看起来也不直观。

int main()
{
    int a = 5;
    int b = 10;
    int c;
    int d;

    cin >> c >> d;
    cout << "The value of a is " << a << '\n' << "The value of b is " << b << endl;

    return 0;
}

​ 由于C++兼容C，这种情况下可以使用printf。所以要使用哪一个函数完全由个人需求决定，可以cin、cout和scanf。printf兼用，不同场景下选择最顺手的就行。

缺省参数

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（也叫默认值）。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。

void Func1(int a)//若不传参会报错，必须传参
{
    cout<<a<<endl;
}

void Func2(int a = 0)//可传参也可不传参
{
	cout<<a<<endl;
}

int main()
{
    Func(); // 没有传参时，使用行参的默认值
	Func(10); // 传参时，使用指定的实参
	return 0;
}

缺省参数分类

全缺省参数

​ 函数形参全部设置为缺省参数.

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

int main()
{
    Func(1, 2);
    return 0;
}

​ 要注意传参顺序是从左向右连续，就比如上面代码，只传了1、2，分别传给了a和b，不能发生跳跃传给c。

半缺省参数

​ 部分参数是缺省参数。

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

​ 半缺省参数必须从右往左连续缺省，不能间隔着给，就比如不可以void Func(int a, int b = 10, int c)。

缺省参数特点

1. 缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现（多文件时只能在头文件的声明中出现）

   原因：让声明与定义位置同时出现，若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。

2. 缺省值必须是常量或者全局变量

3. C语言不支持（编译器不支持）

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！”

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而数据类型不同的问题 。

参数类型不同

​ Add函数，一个是参数类型为int的版本，另一个是参数类型为double的版本，会自动识别参数类型。

#include
using namespace std;

int Add(int left, int right)
{
	return left + right;
}

double Add(double left, double right)
{
	return left + right;
}

int main()
{
	Add(10, 20);
	Add(10.1, 20.2);
    return 0;
}

参数个数不同

#include
using namespace std;

void f()
{
	cout << "f()" << endl;
}
void f(int a)
{
	cout << "The value of a is " << a << endl;
}

int main()
{
    f();
	f(10);
    return 0;
}

参数类型顺序不同

#include
using namespace std;

void f(int a, char b)
{
	printf("The value of a is %d\n", a);
    printf("The value of b is %d\n", b);
}

void f(char b, int a)
{
	printf("The value of a is %d\n", a);
    printf("The value of b is %d\n", b);
}

int main()
{
	f(10, 'a');
	f('a', 10);
	return 0;
}

带缺省参数的函数重载

​ 带缺省参数的函数也能构成函数重载，毕竟缺省参数也是参数，只是多规定了一个缺省值。

​ 看下面一段代码，因为带缺省参数不传参也没问题，所以f()到底是调用哪一个函数就会存在二义性，调用就会报错。

#include
using namespace std;

void f()
{
	cout << "f()" << endl;
}
void f(int a = 10, int b = 20)
{
	cout << "The value of a is " << a << endl;
    cout << "The value of b is " << b << endl;
}

int main()
{
    f();
	f(10, 20);
    return 0;
}

C++支持函数重载的原理（初步）

​ 原理是名字修饰(name Mangling)，在这里不宜深入讲解，我们粗浅了解即可，深层的内容以后再讲。

​ 为什么C++支持函数重载，而C语言不支持函数重载呢

​ 还记得吗，以前讲过，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 。

具体过程

​ 在形成符号表时，C直接把函数名原封不动放进去，而C++根据形参类型修饰函数名。

​ 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。
​
采用C语言编译器编译后结果

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。

采用C++编译器编译后结果

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，函数修饰后变成【_Z+函数长度+函数名+类型首字母】。

​ 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，只有返回值不同是不构成重载的，因为调用时编译器没办法仅凭返回值不同来区分。

​ 那是不是因为函数名修饰规则没有带上返回值才不构成重载呢？既然你可以根据参数类型修饰函数名来区分不同的重载函数，那是不是也可以根据返回值类型来修饰函数名来区分呢？乍一听好像是可以，这样不同返回值的函数也能构成重载了嘛，那为什么语法不支持呢？

​ 不构成重载真正原因是调用时会具有二义性，因为调用时不能指定返回值类型，两个函数长得又一样，无法区分用的是哪个。

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