第一章:C++入门基础--- c++入门门槛高? 逐步剖析c++语法 成为c++大师
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一: C++的第一个程序
在这里我们可以看到我们创建的是一个c++的项目.我们来编写我们的第一个c++的程序
#include<stdio.h> int main() { printf("hello world"); return 0; }
我们可以看到我们用我们之前的C语言也是可以通过编译的,所以我想说的是
C++兼容C语⾔绝⼤多数的语法，所以C语⾔实现的helloworld依旧可以运⾏，C++中需要把定义⽂件 代码后缀改为.cpp，vs编译器看到是.cpp就会调⽤C++编译器编译，linux下要⽤g++编译，不再是gcc.
但是上述代码规范的c++的程序是这样写的:
#include<iostream> int main() { std::cout << "hello world" << std::endl; return 0; }
在这里我们会看不懂这是什么意思,下面我来一步一步来分析:
二:命名空间
1. namespace的含金量
在我们在对变量定义的时候我们难免会对存在过的变量的名字冲突,这让我们很伤脑筋.但是如果仅仅是这样的话还可以接受,但是我们来看下面的场景:
发生了什么?我们rand重定义了,这是什么鬼?我们来看报错.
原来是我们定义的变量的名字和我们库函数中的函数的名字冲突了.
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。
那么我们是怎么使用这个工具呢?
其实刚才我们已经使用了.我们来看我们写的cout的前面加了一个std::这是啥玩意?
我们来看这个
#include<iostream> using namespace std; int main() { cout << 1; return 0; }在这里我们就不需要加了.我们看到了我们的主角出现了 namespace
下面详细的介绍这个东西
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，所以下 ⾯的rand不在冲突了。
所以我们就可以这样写我们的代码:
#include<iostream> using namespace std; namespace jzx { int rand = 10; } int main() { cout <<jzx:: rand; return 0; }
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。
就以在我们的域内定义一个函数为例:
#include<iostream> using namespace std; namespace jzx { int rand = 10; int add(int x, int y) { return x + y; } } int main() { cout << jzx::rand << endl; cout << jzx::add(1, 2) << endl; return 0; }在这里或许有人问endl是什么东西?实际上她和我们C语言中的\n非常的相似,就是一个换行的作用.
namespace只能定义在全局，当然他还可以嵌套定义。
下面我们来给出一个嵌套的例子:
#include<iostream> using namespace std; namespace jzx { namespace game { int grade = 100; } namespace work { int time = 10; } } int main() { cout << jzx::game::grade << endl; int x; x = jzx::work::time; cout << x << endl; return 0; }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。
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 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：
1.指定命名空间访问，项⽬中推荐这种⽅式
#include<iostream> using namespace std; namespace jzx { int grade = 100; int time = 10; } int main() { int x; x = jzx::time;//指定命名空间访问; return 0; }2.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。
#include<iostream> using namespace std; namespace jzx { int grade = 100; int time = 10; } using jzx::grade; int main() { int x; x = jzx::time;//指定命名空间访问; int y = grade;//using将命名空间中某个成员展开 return 0; }3.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<iostream> using namespace std; namespace jzx { int grade = 100; int time = 10; } using jzx::grade; using namespace jzx; int main() { int x; x = jzx::time;//指定命名空间访问; int y = grade;//using将命名空间中某个成员展开 return 0; }三 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，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。
为什么说c++是c的plus的版本在这一点上我们就可以看到雏形.
下面我们来看代码:
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 #include<iostream> using namespace std; int main() { int i; char ch; double d; cin >> i >> ch >> d; cout << i << ' ' << ch << ' ' << d << endl; scanf("%d %c%lf", &i, &ch, &d); printf("%d %c %.2lf", i, ch, d); return 0; }这样我们在使用的时候就顺手多了,但是当我们想要控制输出的几位小数或者占多少位置的时候我们c++也可以实现但是太过于麻烦,相比之下我们还是使用C语言的.
四 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 fun(int a = 0) { cout << a << endl; } int main() { fun();//缺省 fun(111); return 0; }全缺省:
#include<iostream> using namespace std; void fun(int a = 0) { cout << a << endl; } void fun1(int x = 1,int y = 2, int z = 3) { cout << x << " " << y << ' ' << z<<endl; } int main() { fun();//缺省 fun(111); fun1(); fun1(11, 11, 11); return 0; }
我们只能这样传参数.
void fun1(int x = 1,int y , int z = 3) { cout << x << " " << y << ' ' << z<<endl; }当我们这样定义函数的时候我们的编译器将会报错.因为我们跳跃式的给缺省参数.
我们必须从右到左的给缺省值.
int add(int x = 1, int y = 1); int add(int x=1, int y=1) { return x + y; }当我们给函数的声明和定义都给了缺省值的时候我们的编译器也会报错,
五 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; //参数类型不同 int add(int x, int y) { return x + y; } double add(double x, double y) { return x + y; } //参数的个数不同 void f() { cout << "f()" << endl; } void f(int x) { cout << "f()" << endl; } int main() { return 0; }但是返回值不同的不能作为函数的重载.
还有一种特例:
void f1(int x = 1) { cout << 'f' << endl; } void f1() { cout << "f()" << endl; } int main() { f1(); return 0; }
因为我们第一个函数重载了,所以在调用函数的时候就会产生歧义,导致报错.
六 引用
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;
C++中为了避免引⼊太多的运算符，会复⽤C语⾔的⼀些符号，⽐如前⾯的>，这⾥引⽤也和取 地址使⽤了同⼀个符号&，⼤家注意使⽤⽅法⻆度区分就可以。（吐槽⼀下，这个问题其实挺坑的，个 ⼈觉得⽤更多符号反⽽更好，不容易混淆）
#include<iostream> using namespace std; int main() { int x = 10; int& a = x; int& b = x; cout << &a << endl; cout << &x << endl; cout << &b << endl; return 0; }在这里a ,b就是x的别名,我们来看他们的地址:
是相同的
我们来对其中一个进行操作:
我们可以看到这个对他的别名的操作是会影响全部的,这实际上很容易理解,因为周树人和鲁迅都是同一个人.
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
#include<iostream> using namespace std; int main() { int a = 10; // 编译报错：“ra”: 必须初始化引⽤ //int& ra; int& b = a; int c = 20; // 这⾥并⾮让b引⽤c，因为C++引⽤不能改变指向， // 这⾥是⼀个赋值 b = c; cout << &a << endl; cout << &b << endl; cout << &c << endl; return 0; } 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。
• 引⽤返回值的场景相对⽐较复杂，我们在这⾥简单讲了⼀下场景，还有⼀些内容后续类和对象章节 中会继续深⼊讲解。
• 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。
4.const引用
可以引⽤⼀个const对象，但是必须⽤const引⽤。const引⽤也可以引⽤普通对象，因为对象的访 问权限在引⽤过程中可以缩⼩，但是不能放⼤。
因为我们本来的n就是只读不能修改的,你试想通过一个引用来改变这个值是不允许的,我们只能也用const的引用才行.
int b = 10; const int& a = b;这样是可以的,这就是我们所说的权限的缩小.
需要注意的是类似 int& rb = a*3; double d = 12.34; int& rd = d; 这样⼀些场 景下a*3的和结果保存在⼀个临时对象中， int& rd = d 也是类似，在类型转换中会产⽣临时对 象存储中间值，也就是时，rb和rd引⽤的都是临时对象，⽽C++规定临时对象具有常性，所以这⾥ 就触发了权限放⼤，必须要⽤常引⽤才可以。
我们来看这个报错,这是因为我们在计算右边的时候他会创建一个临时对象,但是在c++中临时对象具有常性所以我们在这里就相当于了权限的放大,所以这是不允许的,我们需要的是const修饰的引用.
类型转化的时候也会创建临时常量.
5.指针和引用的关系
C++中指针和引⽤就像两个性格迥异的亲兄弟，指针是哥哥，引⽤是弟弟，在实践中他们相辅相成，功 能有重叠性，但是各有⾃⼰的特点，互相不可替代。
• 语法概念上引⽤是⼀个变量的取别名不开空间，指针是存储⼀个变量地址，要开空间。
• 引⽤在定义时必须初始化，指针建议初始化，但是语法上不是必须的。
• 引⽤在初始化时引⽤⼀个对象后，就不能再引⽤其他对象；⽽指针可以在不断地改变指向对象。 • 引⽤可以直接访问指向对象，指针需要解引⽤才是访问指向对象。
• sizeof中含义不同，引⽤结果为引⽤类型的⼤⼩，但指针始终是地址空间所占字节个数(32位平台下 占4个字节，64位下是8byte)
• 指针很容易出现空指针和野指针的问题，引⽤很少出现，引⽤使⽤起来相对更安全⼀些。
七 inline函数
• ⽤inline修饰的函数叫做内联函数，编译时C++编译器会在调⽤的地⽅展开内联函数，这样调⽤内联 函数就需要建⽴栈帧了，就可以提⾼效率。
• inline对于编译器⽽⾔只是⼀个建议，也就是说，你加了inline编译器也可以选择在调⽤的地⽅不展 开，不同编译器关于inline什么情况展开各不相同，因为C++标准没有规定这个。inline适⽤于频繁 调⽤的短⼩函数，对于递归函数，代码相对多⼀些的函数，加上inline也会被编译器忽略。
• C语⾔实现宏函数也会在预处理时替换展开，但是宏函数实现很复杂很容易出错的，且不⽅便调 试，C++设计了inline⽬的就是替代C的宏函数。
• vs编译器debug版本下⾯默认是不展开inline的，这样⽅便调试，debug版本想展开需要设置⼀下 以下两个地⽅。
• inline不建议声明和定义分离到两个⽂件，分离会导致链接错误。因为inline被展开，就没有函数地 址，链接时会出现报错。
因为我们在写宏定义的时候太过于繁琐,我们还容易写错,所以我们就可以使用c++中的inline函数,
当我们的代码量小的时候他会直接展开,不建立栈帧,当我们的代码量大的时候他还会像普通的函数一样进行.
#include<iostream> using namespace std; inline int add(int x, int y) { return x + y; } int main() { const int n = 10; //int& x = n; const int& x = n; int b = 10; const int& a = b; const int& y = b * 2; return 0; }在我们的inline函数的帮助下我们的宏定义就实现了进化,因为这个简单的a+b的问题在我们的宏定义中我们需要这么写>>
#define add(x,y) ((x)+(y))
我们太容易丢失括号了.所以我们就舍弃了他.
八 nullptr
• C++中NULL可能被定义为字⾯常量0，或者C中被定义为⽆类型指针(void*)的常量。不论采取何种 定义，在使⽤空值的指针时，都不可避免的会遇到⼀些⿇烦，本想通过f(NULL)调⽤指针版本的 f(int*)函数，但是由于NULL被定义成0，调⽤了f(intx)，因此与程序的初衷相悖。f((void*)NULL); 调⽤会报错。
• C++11中引⼊nullptr，nullptr是⼀个特殊的关键字，nullptr是⼀种特殊类型的字⾯量，它可以转换 成任意其他类型的指针类型。使⽤nullptr定义空指针可以避免类型转换的问题，因为nullptr只能被 隐式地转换为指针类型，⽽不能被转换为整数类型。
所以我们在c++中的空指针变成了nullptr
九 结束语
呼 今天的内容就结束了,内容有点多,但是不难,此后我将会从第一个c++的程序陪伴着大家一步一步成为c++的大师的.谢谢大家的观看.
有什么疑问和问题欢迎在评论区留言!
