C++的基础语法篇一

本篇博客正式进入C++语言的学习，C++是兼容C语言的，也是弥补了C语言的一些不足，同时也是向更高难度语言方面的学习。

C++发展历史

C++的起源可以追溯到1979年，当时Bjarne Stroustrup(本贾尼·斯特劳斯特卢普，这个翻译的名字不同的地方可能有差异)在贝尔实验室从事计算机科学和软件工程的研究⼯作。面对项目中复杂的软件开发任务，特别是模拟和操作系统的开发工作，他感受到了现有语言（如C语言）在表达能力、可维护性和可扩展性方面的不足。1983年，Bjarne Stroustrup在C语⾔的基础上添加了面向对象编程的特性，设计出了C++语⾔的雏形，此时的C++已经有了类、封装、继承等核心概念，为后来的⾯向对象编程奠定了基础。这⼀年该语⾔被正式命名为C++。在随后的⼏年中，C++在学术界和⼯业界的应⽤逐渐增多。⼀些⼤学和研究所开始C++作为教学和研究的⾸选语⾔，⽽⼀些公司也开始在产品开发中尝试使⽤C++。这⼀时期，C++的标准库和模板等特性也得到了进⼀步的完善和发展。C++的标准化⼯作于1989年开始，并成⽴了⼀个ANSI和ISO（International StandardsOrganization）国际标准化组织的联合标准化委员会。1994年标准化委员会提出了第⼀个标准化草案。在该草案中，委员会在保持斯特劳斯特卢普最初定义的所有特征的同时，还增加了部分新特征。在完成C++标准化的第⼀个草案后不久，STL（Standard Template Library）是惠普实验室开发的⼀系列软件的统称。它是由Alexander Stepanov、Meng Lee和David R Musser在惠普实验室⼯作时所开发出来的。在通过了标准化第⼀个草案之后，联合标准化委员会投票并通过了将STL包含到C++标准中的提议。STL对C++的扩展超出C++的最初定义范围。虽然在标准中增加STL是个很重要的决定，但也因此延缓了C++标准化的进程。1997年11⽉14⽇，联合标准化委员会通过了该标准的最终草案。1998年，C++的ANSI/IS0标准被投⼊使⽤。

命名空间

namespace的定义
• 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。命名空间中可以定义变量/函数/类型等。
• namespace本质是定义出⼀个域，这个域跟全局域各⾃独⽴，不同的域可以定义同名变量，所以下⾯的rand不在冲突了。
• C++中域有函数局部域，全局域，命名空间域，类域；域影响的是编译时语法查找⼀个变量/函数/类型出处(声明或定义)的逻辑，所有有了域隔离，名字冲突就解决了。局部域和全局域除了会影响编译查找逻辑，还会影响变量的⽣命周期，命名空间域和类域不影响变量⽣命周期。
• namespace只能定义在全局，当然他还可以嵌套定义。
• 项⽬⼯程中多⽂件中定义的同名namespace会认为是⼀个namespace，不会冲突。
• C++标准库都放在⼀个叫std(standard)的命名空间中。

这个命名空间具体是什么呢？
你可以把C/C++的头文件想像为一份地图，或者是一份导航系统，通过这个导航系统去回家，但是你进家你是不是需要一份钥匙啊，然后把这个命名空间想象为你的家，你要访问这个家中的，你要用这个家里的厨具（变量），是不是要进入家里啊。

命名空间代码演示

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>//c++头文件
namespace zph
{int a=0;
}
int main()
{//printf("%d", a);这样写是错误的printf("%d", zph::a);//这样才是对的
}

为啥这样写? ok,来看，命名空间是你家（也叫做域），你不允许别人访问，是不是要加括号；要用家里的东西是不是要进入家里之前拿到钥匙，双冒号叫做域解析运算符，你可以理解通过这个才可以把钥匙放在门上或者拿在手中，每个人的家中都是有门的，你不可能说，哎呀，我家是住桥洞的没门，那很危险了同志。有门就有锁和钥匙。
当然你家不可能只有一个房间，可以这样想一个域是一个家，家中再有房间的话，就在域中添加域叫域的嵌套，家中家的效果。那假如说，哎呀，域有什么用啊，我告诉你不同域中的相同名字变量可以同时访问呢，在c语言中变量是不是不能重名啊，但是在c++中的域中变量是可以重名的，而且可以同时访问。

那又有人问了，假如我不想访问域变量，就想访问main函数之外的全局变量呢，很简单把冒号左边的域名去掉就行。注意同一个文件下不允许相同的域名出现，但是不同文件下可以出现同名文件。多⽂件中可以定义同名namespace，他们会默认合并到⼀起，就像同⼀个namespace⼀样。

命名空间使用

编译查找⼀个变量的声明/定义时，默认只会在局部或者全局查找，不会到命名空间⾥⾯去查找。所以下⾯程序会编译报错。所以我们要使⽤命名空间中定义的变量/函数有三种⽅式：

• 指定命名空间访问，项⽬中推荐这种⽅式。

• using将命名空间中某个成员展开，项⽬中经常访问的不存在冲突的成员推荐这种⽅式。

• 展开命名空间中全部成员，项⽬不推荐，冲突⻛险很⼤，⽇常⼩练习程序为了⽅便推荐使⽤。

#include<stdio.h>
namespace zph
{
int a = 0;
int b = 1;
}
int main()
{
// 编译报错：error C2065: “a”: 未声明的标识符
printf("%d\n", a);
return 0;
}

// 指定命名空间访问
int main()
{
printf("%d\n", zph::a);
return 0;
}
// using将命名空间中某个成员展开
using zph::b;
int main()
{
printf("%d\n", zph::a);
printf("%d\n", b);
return 0;
}

C++输⼊&输出

• 是 Input Output Stream 的缩写，是标准的输⼊、输出流库，定义了标准的输⼊、输出对象。

• std::cin 是 istream 类的对象，它主要⾯向窄字符（narrow characters (of type char)）的标准输⼊流。

• std::cout 是 ostream 类的对象，它主要⾯向窄字符的标准输出流。

• std::endl 是⼀个函数，流插⼊输出时，相当于插⼊⼀个换⾏字符加刷新缓冲区。

• <<是流插⼊运算符，>>是流提取运算符。（C语⾔还⽤这两个运算符做位运算左移/右移）

• 使⽤C++输⼊输出更⽅便，不需要像printf/scanf输⼊输出时那样，需要⼿动指定格式，C++的输⼊输出可以⾃动识别变量类型(本质是通过函数重载实现的，这个以后会讲到)，其实最重要的是C++的流能更好的⽀持⾃定义类型对象的输⼊输出。

• IO流涉及类和对象，运算符重载、继承等很多⾯向对象的知识，这些知识我们还没有讲解，所以这⾥我们只能简单认识⼀下C++ IO流的⽤法，后⾯我们会有专⻔的⼀个章节来细节IO流库。

• cout/cin/endl等都属于C++标准库，C++标准库都放在⼀个叫std(standard)的命名空间中，所以要通过命名空间的使⽤⽅式去⽤他们。

• ⼀般⽇常练习中我们可以using namespace std，实际项⽬开发中不建议using namespace std。

• 这⾥我们没有包含<stdio.h>，也可以使⽤printf和scanf，在包含间接包含了。vs系列编译器是这样的，其他编译器可能会报错

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a = 0;
double b = 0.1;
char c = 'x';cout << a << " " << b << " " << c << endl;
std::cout << a << " " << b << " " << c << std::endl;
//注意endl是回车换行
scanf("%d%lf", &a, &b);
printf("%d %lf\n", a, b);
// 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;
}

// 在io需求⽐较⾼的地⽅，如部分⼤量输⼊的竞赛题中，加上以下3⾏代码
// 可以提⾼C++IO效率
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{ios_base::sync_with_stdio(false);
cin.tie(nullptr);
cout.tie(nullptr);
return 0;
}

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，缺省参数分为全缺省和半缺省参数。（有些地方把缺省参数也叫默认参数）

• 全缺省就是全部形参给缺省值，半缺省就是部分形参给缺省值。C++规定半缺省参数必须从右往左依次连续缺省，不能间隔跳跃给缺省值。

• 带缺省参数的函数调⽤，C++规定必须从左到右依次给实参，不能跳跃给实参。

• 函数声明和定义分离时，缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现，规定必须函数声明给缺省值。

#include <iostream>
using 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;
}

#include <iostream>
using namespace std;
// 全缺省
void Func1(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
{
cout << "a = " << a << endl;
cout << "b = " << b << endl;
cout << "c = " << c << endl << endl;
}
// 半缺省
void Func2(int a, int b = 10, int c = 20)
{
cout << "a = " << a << endl;
cout << "b = " << b << endl;
cout << "c = " << c << endl << endl;
}
int main()
{
Func1();
Func1(1);
Func1(1,2);
Func1(1,2,3);
Func2(100);
Func2(100, 200);
Func2(100, 200, 300);
return 0;
}

注意：缺省参数不能在函数声明和定义同时给！

函数重载

C++⽀持在同⼀作⽤域中出现同名函数，但是要求这些同名函数的形参不同，可以是参数个数不同或者类型不同。这样C++函数调⽤就表现出了多态⾏为，使⽤更灵活。C语⾔是不⽀持同⼀作⽤域中出现同名函数的。

#include<iostream>
using namespace std;
// 1、参数类型不同
int Add(int left, int right)
{return left + right;
}
double Add(double left, double right)
{return left + right;
}
// 2、参数个数不同
void Func()
{
cout << "f()" << endl;
}
void Func(int a)
{
cout << "f(int a)" << endl;
}
// 3、参数类型顺序不同
void Func(int a, char b)
{
cout << "f(int a,char b)" << endl;
}
void Func(char b, int a)
{
cout << "f(char b, int a)" << endl;
}// 返回值不同不能作为重载条件，因为调⽤时也⽆法区分
//void fxx()
//{}
//
//int fxx()
//{
// return 0;
//}// 下⾯两个函数构成重载
// f()但是调⽤时，会报错，存在歧义，编译器不知道调⽤谁
void f1()
{
cout << "f()" << endl;
}
void f1(int a = 10)
{
cout << "f(int a)" << endl;
}int main()
{
Add(10, 20);
Add(10.1, 20.2);
Func();
Func(10);
Func(10, 'a');
Func('a', 10);
return 0