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C++基础(1)

时间:2024-07-27 22:25:40浏览次数:10  
标签:函数 基础 namespace 缺省 C++ 命名 定义

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。

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:

  1. 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。
  2. 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_varA::static_func()
  3. 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。
• 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。

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。

5. 引用

5.1 引用的概念和定义

引⽤不是新定义⼀个变量,⽽是给已存在变量取了⼀个别名,编译器不会为引⽤变量开辟内存空间,它和它引⽤的变量共⽤同⼀块内存空间。⽐如:⽔壶传中李逵,宋江叫"铁⽜",江湖上⼈称"⿊旋⻛";林冲,外号豹⼦头; 类型& 引⽤别名 = 引⽤对象;

5.2 引用的特性

• 引⽤在定义时必须初始化 • ⼀个变量可以有多个引⽤ • 引⽤⼀旦引⽤⼀个实体,再不能引⽤其他实体

5.3 引用的使用

• 引⽤在实践中主要是于引⽤传参和引⽤做返回值中减少拷⻉提⾼效率和改变引⽤对象时同时改变被引⽤对象。 引⽤传参跟指针传参功能是类似的,引⽤传参相对更⽅便⼀些。 • 引⽤和指针在实践中相辅相成,功能有重叠性,但是各有特点,互相不可替代。C++的引⽤跟其他语⾔的引⽤(如Java)是有很⼤的区别的,除了⽤法,最⼤的点,C++引⽤定义后不能改变指向, Java的引⽤可以改变指向。 • ⼀些主要⽤C代码实现版本数据结构教材中,使⽤C++引⽤替代指针传参,⽬的是简化程序,避开复杂的指针,但是很多同学没学过引⽤,导致⼀头雾⽔。

标签:函数,基础,namespace,缺省,C++,命名,定义
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