01.CPP前导

1. C++编程的介绍

1.1 第一个C++程序

// Text-printing program.
#include <iostream> // enables program to output data to the screen
// function main begins program execution
int main() {
    std::cout << "Welcome to C++!\n"; // display message
    return 0; // indicate that program ended successfully
} 

每个程序都应该以注释开头用以解释程序的目的

第三行是预处理指令，是在程序被编译之前给预处理器的信息。这一行通知预处理器在程序中包括输入/输出流头文件<iostream>。此标头是一个包含信息的文件，编译器在编译任何将数据输出到屏幕或从键盘输入数据时使用使用C++的输入/输出流。关于<iostream>的更多细节会在后面的章节讨论。

int main() { }

​ main后面的括号表示main是一个称为函数的程序构建块。每个程序都必须有一个main函数。函数名前面的关键词指明函数的返回类型，函数名后面的括号，是书写形参之处，形参列表可以为空，大括号里的部分称为函数体。main()函数返回一个int值以指示程序的最终执行状态。main()函数要么没有参数，要么具有两个参数。例如：

int main(int argc,char* argv[]);

argc给出了传递给程序的实参数目，argv包含了这些实参。argv[0]可能是程序的名称，也可能是空字符串，所以不应该使用它。实参索引从1开始。

std::cout << "Welcome to C++!\n";

在编程语言中，命名空间是一种特殊的作用域，它包含了处于该作用域中的所有标示符，而且其本身也是由标示符表示的。命名空间的使用目的是为了将逻辑相关的标示符限定在一起，组成相应的命名空间，可使整个系统更加模块化，最重要的是它可以防止命名冲突。就好比在两个函数或类中定义相同名字的对象一样，利用作用域标示符限定该对象是哪个类里定义的。

使用using std::cout 事先声明：cout<<"Hello!"<<std::endl;//分别引入，需要用哪个引用哪个，保证程序中名称的唯一性

使用using namespace std声明：cout<<"Hello!"<<endl;//引入名字空间的所有内容，不推荐这样写

在输出语句的上下文中，<<运算符被称为流插入操作符，操作人员执行此程序时，运算符右侧的值，即右侧操作数，将插入输出流中。请注意，<<运算符指向数据所在的位置。字符串文字面量通常按照它们出现在双引号之间的方式打印。但是，这些字符（\n）没有打印在屏幕上。反斜杠（\）被称为转义符。它表示要输出一个“特殊”字符。常见的转义字符如下图：

const对象一旦创建后其值就不能改变，所以const对象必须初始化。

std::endl和\n都可以表示程序一行的结尾。endl会在流中插入新的一行，并且把当前缓冲区中的所有内容输出。不应该过度的使用endl，会影响程序的性能。另一方面，使用\n不会自动刷新缓冲区。

1.2 初始化问题

可以使用大括号初始化，也可以使用等号和小括号初始化。

• 初始化的概念：创建变量时赋予它一个值（不同于赋值的概念）
• 类的构造函数控制其对象的初始化过程，无论何时只要类的对象被创建就会执行构造函数
• 如果对象未被用户指定初始值，那么这些变量会被执行默认初始化，默认值取决于变量类型和定义变量的位置
• 无论何时只要类的对象被创建就会执行构造函数，通过显式调用构造函数进行初始化被称为显式初始化，否则叫做隐式初始化
• 使用等号（=）初始化一个类变量执行的是拷贝初始化，编译器会把等号右侧的初始值拷贝到新创建的对象中去，不使用等号则执行的是直接初始化
• 传统C++中列表初始化仅能用于普通数组和POD类型，C++11新标准将列表初始化应用于所有对象的初始化（但是内置类型习惯于用等号初始化，类类型习惯用构造函数圆括号显式初始化，vector、map和set等容器类习惯用列表初始化）

初始化不等于赋值

初始化的含义是创建变量时赋予其一个初始值，而赋值的含义是把对象的当前值擦去，并用一个新值替代它。C++定义了初始化的好几种不同形式，例如我们定义一个int变量并初始化为0，有如下4种方式：

int i = 0；
int i = {0};//C++11
int i{0};//C++11
int i(0);

变量名不能和关键字重复。有效的标识符包括一系列字符（字母、数字和下划线）组成，并且不以数字开头。在C++中，区分字母的大小写，因此，A1和a1不是一回事。

变量的声明必须在变量使用的位置之前。

1.3 C++编程范式(C++ programming paradigm)

C++的编程范式包括：
1.结构化编程
2.面向对象编程
3.泛型编程
4.函数式编程

在计算机科学中，一个函数的副作用就是该函数除了返回计算结果之外，还对其他部分(如外部变量、数据结构、系统状态等)进行了修改或产生了其他影响。如果一个函数没有副作用，那么给定相同的输入，它总会产生相同的输出，而且不会改变系统的状态。例如下列的加法函数

def add(x,y):
	return x+y
//没有副作用。无论调用多少次，只要输入相同，总是会返回相同的结果，而且不会改变系统的状态。

counter=0;
def increment_counter(x):
	global counter
	counter+=x
	return counter
//有副作用，改变了全局变量counter的值

​ 函数式编程鼓励使用无副作用的函数，因为这样的函数更容易理解和调试，也更容易进行并行和分布式计算。使得代码更加模块化。

1.4 命名空间/名字空间(name space)

详解c++的命名空间namespace - 知乎 (zhihu.com)

命名空间 (C++) | Microsoft Learn

在c++中，名称（name）可以是符号常量、变量、函数、结构、枚举、类和对象等等。工程越大，名称互相冲突性的可能性越大。另外使用多个厂商的类库时，也可能导致名称冲突。为了避免，在大规模程序的设计中，以及在程序员使用各种各样的C++库时，这些标识符的命名发生冲突，标准C++引入关键字namespace（命名空间/名字空间/名称空间），可以更好地控制标识符的作用域。

命名空间是一个声明性区域，为其内部的标识符（类型、函数和变量等的名称）提供一个范围。 命名空间用于将代码组织到逻辑组中，还可用于避免名称冲突，尤其是在基本代码包括多个库时。 命名空间范围内的所有标识符彼此可见，而没有任何限制。 命名空间之外的标识符可通过使用每个标识符的完全限定名（例如 std::vector<std::string> vec;）来访问成员，也可通过单个标识符的 using 声明 (using std::string) 或命名空间中所有标识符的using namespace std;来访问成员。 头文件中的代码应始终使用完全限定的命名空间名称。

不要使用如下的命名空间写法：

using namespace std;

可以使用如下形式的写法：

using std::cout;
using std::endl;

1.5 声明与定义

声明是引入标识符并描述其类型，无论是什么类型，对象还是函数。编译器需要该声明，以便识别在别处使用该标识符。

extern int bar;
extern int g(int,int);
double f(int,double);
class foo;

定义是实例化这个标识符。链接器需要定义，以便将对标识符的引用链接到标识符所表示的实体。

int bar;
int g(int lhs,int rhs){
    return lhs*rhs
};
class foo{
  //do something  
};

两者的区别：

1.定义有时可以取代声明，反之不可以

2.标识符可以被声明多次，但只能定义一次

3.定义通常伴随着编译器为标识符分配内存