02【C++ 入门基础】标准输入输出初识/缺省参数

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引言

通过00【C++ 入门基础】前言得知，C++是为了解决C语言在面对大型项目的局限而诞生：

C语言面对的现实工程问题（复杂性、可维护性、可扩展性、安全性）

A. 我们使用C语言的输入输出(printf/scanf)的时候:

1. 需要自己手动匹配类型，如果类型错误，运行崩溃！（类型不安全）
2. scanf易引发缓冲区溢出“char s[10]; scanf(“%s”, s);”。（内存不安全）
3. 我们自定义的一个结构体，不可以通过printf/scanf打印！（不可扩展）

C++的解决方法，就是通过面向对象的方式，将输入和输出都封装成类（istream/ostream），并在我们库中，定义出全局的标准输入输出对象（cin/cout）。

我们现在无需知道类是什么，也无需知道C++的cin/cout如何解决问题的，我们只需要记住：

1. cin/cout这两个“关键字”，确实解决了以上C语言的问题（方便复习时串联思路）。
2. cin/cout如何使用（先会用起来）。

B. C语言中当函数需要不同参数组合，必须创建多个名称不同但功能相似的函数：

体现了函数灵活性不足和代码冗余

// C语言处理不同参数组合
void print_int(int value);
void print_int_color(int value, int color);
void print_int_color_precision(int value, int color, int precision);// 调用时选择特定函数,
print_int(10);
print_int_color(10, RED);
print_int_color_precision(10, RED, 2);

C++用缺省参数解决这个问题。

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标准输入输出对象的使用

我们的cin、cout，其实就是我们库中的一个变量，包含在我们头文件iostream中，而库中的定义实现都是被std命名空间封装好的，所以我们使用时，需要包含头文件iostream，并用命名空间使用方法，去使用它们。

#include<iostream>
// 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()
{int a;cin >> a;           //屏幕中输入一个数字,这个数据就会从标准输入流,“流”入变量a.cout<< a <<endl;    //数据a从标准输出流,“流”出到屏幕cout<< a << a << a << a;  //如果有多个数据包输出到屏幕的话,可以使用流运算继续在后面跟。return 0;
}

说明：

1. 我们的cin、cout，称为标准输入输出流，“标准”的意思，就是默认面向键盘和屏幕的输入输出，也就是说我们的输入和输出都是从键盘获取和向屏幕打印的；而“流”是一种抽象概念，表示连续流动的数据序列，我们可以将数据想象成“水流”。
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（就是C语言的‘\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，它们像是指引“水流”方向的指示牌，如果你想要变量数据流向标准输出（流向屏幕）：cout << a;；如果你想数据从标准输入（从键盘）流向变量：cin >> a;。
4. 使用C++输入输出更方便，不需要像printf/scanf输入输出时那样手动控制变量的格式。C++的输入输出可以自动识别变量类型（其实后续我们知道都是提前一个个去匹配的）。
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，这些知识后续才会学习，所以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。
   

注意：早期C++标准库没有命名空间概念（没有std），直接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<iostream.h>格式，后续编译器已不支持，因此推荐使用+std的方式。

缺省参数

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。

缺省参数分类

缺省参数根据我们给于的缺省值个数,分为：

1. 全缺省（即函数所有的参数都给上缺省值，调用该函数甚至可以一个参数都不传）；
2. 半缺省（即只给了一部分参数缺省值，那么调用函数时就必须传入没有缺省值的参数。）

全缺省参数

void Func(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
{cout<<"a = "<<a<<endl;cout<<"b = "<<b<<endl;cout<<"c = "<<c<<endl;
}
//调用函数:
Func();
Func(0);
Func(0,1);
Func(0,1,2);
//因为函数的所有参数都有缺省值，所以以上四种传参都可以正确调用函数。

半缺省参数

void Func(int a, int b = 10, int c = 20)
{cout<<"a = "<<a<<endl;cout<<"b = "<<b<<endl;cout<<"c = "<<c<<endl;
}
//调用函数:
Func(0);
Func(0,1);
Func(0,1,2);
//因为函数的第一个参数没有给缺省，所以第一个参数不可以省略，只有以上三种传参可以正确调用函数。

相信我们也发现了，我们调用带缺省值的函数时，好像省略的都是参数中的尾部，这当然是因为我们的缺省值在函数定义时是从右向左给的。难道不可以只把缺省值给左边几个参数，比如：Func(int a, int b = 10, int c );，然后我们调用时就不传前面几个参数吗？ 不可以。

声明本质是一种承诺，你没有承诺缺省值，我调用时又不主动传参，就会报错。

注意：

A. 半缺省参数必须从右往左依次来给出

因为要避免歧义：

//后面我们知道C++是允许同名函数的。
// 假如允许任意位置缺省
void Func(int a = 10, int b, int c = 20); // 非法！但假设允许Func(, 5); // 试图让 a=10, b=5, c=20：语法非法
Func(5);    // 歧义：b 未指定，且不能判断 5 是给 a 还是 b？

还有一些其他更深层的原因有关（如：参数压栈顺序、和函数指针保持一致性设计、内存布局硬性要求等），不过多阐述。

B. 缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现
虽然声明和定义两边都可以指定缺省参数，但是我们不允许两边都加，因为要避免声明和定义的缺省参数给的值不同，而导致的问题：

//a.h
void Func(int a = 10);
// a.cpp
void Func(int a = 10)
{}// 注意：如果生命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。
//test.cpp
int main()
{//调用函数:Func();  //报错：“Func”: 重定义默认参数 : 参数 1
}

C. 缺省值必须是常量或者全局变量
D. C语言不支持加缺省参数（编译器不支持）

总结

1. 标准输入输出是为了解决C语言类型不安全、内存不安全、不可扩展等问题。
2. 标准输入输出其实就是类的对象（类是啥后面说）。
3. 缺省参数是C++为了解决C语言中函数灵活性不足和代码冗余问题。
4. 缺省参数只能从右向左给，且值只能给常量或者全局变量。

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本文章为作者的笔记和心得记录，顺便进行知识分享，有任何错误请评论指点：）。