1. 命名空间
1.1 namespace的价值
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。 c语⾔项⽬类似下⾯程序这样的命名冲突是普遍存在的问题,C++引⼊namespace就是为了更好的解决这样的问题。 如下图的程序因为将rand函数作为变量名定义了一个新的变量,导致程序不明确是用rand函数,还是用rand变量,从而产生了命名冲突。如下图当使用namespace时就可以避免命名冲突。
1.2 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,所以上面程序中的rand不再冲突了。 要想使用命名空间域中的变量需要在变量名前加命名空间域名::(其中::是预作用限定符),如下图所示。• 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,所以有了域隔离,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。预作用限定符(::)是C++中一个非常重要的运算符,主要用于解决命名冲突和指明成员的具体归属。在大型软件项目中,代码的模块化管理、重用以及维护至关重要。预作用限定符的作用主要可以分为以下几个方面:
全局作用域
- 引用全局变量:当局部变量与全局变量同名时,可利用预作用限定符明确指出引用的是全局变量。例如,如果在函数内部定义了一个与全局变量同名的局部变量,通过
::变量名
的方式可以访问到全局变量。- 调用全局函数:同样地,如果存在全局和局部同名函数,使用
::函数名(参数列表)
可以确保调用的是全局版本的函数。类作用域
- 引用类的成员:在类外部定义类的成员函数或变量时,需要使用预作用限定符来指出该成员属于哪个类。例如,在一个类
A
中有一个成员函数foo
,在类外定义时需写成void A::foo() { /* 实现部分 */ }
。- 访问类的静态成员:对于类的静态成员变量或成员函数,通过类名和预作用限定符可以访问,如
A::static_var
或A::static_func()
。命名空间作用域
- 引用命名空间内的成员:在有多个命名空间且可能存在同名的情况下,使用预作用限定符可以指定访问特定命名空间内的变量、函数或类。
1.3 命名空间的使用
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。我们在写C++的时候可能会在前面加上using namespace std;这行代码,这是将C++标准库中的成员展开,以方便后续的使用。
2. C++输入&输出
• <iostream> 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<iostream>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。3. 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。// 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;
}
•
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。
4. 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)
{
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;c
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;
}
值得注意的是虽然下面这两个函数可以构成函数重载,但是在调用函数的时候会存在歧义,因为程序不知道调用哪个函数,所以我们要尽量避免写出这样的重载函数。