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！

C 语言专栏：C语言：从入门到精通

数据结构专栏：数据结构

个人主页：stackY、

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语言是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）

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。

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理
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 循环、 auto 关键字、新容器、列表初始化、标准线程库等
C++14	对 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 表达式， auto 的返回值类型推导，二进制字面常量等
C++17	在 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 和 switch 语句中的初始化器等
C++20	自 C++11 以来最大的发行版，引入了许多新的特性，比如：模块 (Modules) 、协程 (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：

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 <stdio.h>//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 <iostream>//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，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。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>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usingprintf("%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<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()
{//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 ) 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 <iostream>
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）。