【C++基础一】C++介绍和命名空间

1.C++历史

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语言不再适合应用于这种场景，于是在1982年C++创始人 Bjarne Stroustrup在C语言基础上引入面向对象编程概念

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

阶段	新增内容
C++1.0	面向对象编程特性，类、继承、多态、封装等，函数和运算符重载
C++2.0	多重继承，虚继承，抽象类
C++3.0	模板，标准库
C++98	STL（标准模板库），命名空间，异常处理，RTTI（运行时类型信息）
C++03	对 C++98 标准的一些修订和错误修正，支持一些新的编译器特性
C++11	自动类型推导， 右值引用与移动语义，范围 for 循环，Lambda 表达式，nullptr，类型别名
C++14	泛型 Lambda 表达式，变量模板，Lambda 表达式的返回类型推导，std::make_unique，标准库改进，二进制字面量
C++17	结构化绑定声明，std::filesystem，if 和 switch 初始化， 并行算法，std::optional，std::variant，改进的 std::any
C++20	模块，协程，，概念，范围，std::format，consteval 和 constinit，改进的 constexpr
C++23	扩展的 std::ranges，改进的协程支持，更好的标准化和规范

更详细的C++发展阶段介绍

2.C++的应用

C/C++在TIOBE编程语言社区常年位居前五，在23年更是榜上前三

典型应用：

1. 操作系统以及大型系统软件开发
2. 服务器端开发
3. 游戏开发
4. 嵌入式和物联网领域
5. 数字图像处理
6. 人工智能的算法核心领域

3.什么是命名空间

在C语言中，可能会遇见：自定义变量名与库函数命名冲突

因为在库中有了rand这个函数,再定义另一个名为rand的变量或函数时,编译器分不清你想使用的是哪个rand

C++为了解决上述问题，更新出了命名空间的解决方式（(C++兼容C语言的所有语法)）

定义命名空间，需要使用到namespace关键字,后面是命名空间的名字，再用{}划定范围

namespace PTN
{
	//命名空间中可以定义变量/函数/结构体
	int rand = 10;
	
	//函数
	int Add(int L, int R)
	{
		return L + R;
	}
	
	//结构体
	struct Test
	{
		int a[10];
		int num;
	};
}

命名空间相当于一个独立的作用域,命名空间中所有内容都局限于该命名空间中
可以定义多个命名空间，每个命名空间内的同名变量或函数互不冲突
若命名空间的名字相同，会合并为一个空间

4.命名空间的使用

4.1. 不展开命名空间

使用操作符::

namespace PTN
{
	// 命名空间中可以定义变量/函数/结构体
	int rand = 10;
	
	//函数
	int Add(int L, int R)
	{
		return L + R;
	}
}

int main()
{
	int A = PTN::rand;
	int N = PTN::Add(10,20);
	printf("%d,%d\n", A,N);
	return 0;
}

想使用命名空间里的变量或函数时，需要使用空间名::

4.2. 展开命名空间

在命名空间后展开此空间

using namespace PTN;//将空间PTN展开为全局域

using namespace std;//将C++的标准库展开为全局域

C++的输出函数是cout，定义在标准库中，需要先展开标准库才能使用打印
std::cout << "hello world"<<

namespace PTN
{
	// 命名空间中可以定义变量/函数/结构体
	int rand = 10;
	
	//函数
	int Add(int L, int R)
	{
		return L + R;
	}
}

using namespace PTN;

int main()
{
	int A = rand;
	int N = Add(10,20);
	printf("%d,%d\n", A,N);
	return 0;
}

4.3.展开空间中部分内容

若命名空间中只有部分变量使用频率很高，可将其单独展开到全局域

using PTN::rand;

int main()
{
    int A = rand;
	int N = Add(10,20);
	printf("%d,%d\n", A,N);
	return 0;
}

4.4.使用习惯

如果标准库和自定义命名空间同时展开，使用同名变量也会报错，因此直接展开标准库也有风险

使用习惯：

• 写项目时尽量不展开标准库（日常练习随意）
• 写项目时只把常用的内容单独展开