前言：
C++ 是一门高效、灵活且功能强大的通用编程语言，由 Bjarne Stroustrup 于 1979 年在贝尔实验室开发。
它通常被视为 C 语言的延伸，在 C 语言的基础上增加了面向对象编程（OOP）和泛型编程的支持，同时C++ 是一门 “难学但上限极高”的语言，如果追求极致的程序运行效率，或者需要深入理解计算机底层运作原理，C++ 是必修课。
一、C与C++程序
C语言输出Hello World:
include <stdio.h>
int main()
{
printf("Hello World\n");
return 0;
}
C++输出Hello World:
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
cout<<"Hello World"<<endl;
return 0;
}
我们发现：C语言和C++虽然同宗同源，但即使是输出简单的 "Hello World"，其背后的设计理念也有很大不同。
①C语言偏向“面向过程”，注重直接的函数调用；
②C++偏向“面向对象”，引入了流（Stream）和命名空间的概念。
所以，想吃透 C++ 的第一个程序，我们需要先掌握必要的前置知识。
二、命名空间
对于初学C++的帅观众，肯定会疑惑这句代码是什么意思，在C语言中从来没有看见过。
using namespace std;
其实，命名空间（Namespace） 是 C++ 为了解决 C 语言中“命名冲突”这一痛点而引入的关键特性。
因为在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。
而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。
2.1 为什么会出现命名冲突
例如：在头文件<stdlib.h>中，包含一个名为rand的函数，其原型如下：
rand函数原型：
int rand (void);
函数名：rand
返回值：int
参数：void，不需要传参。
功能：返回一个伪随机整数
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int rand = 10;
int main()
{
// 编译报错：error C2365: “rand”: 重定义；以前的定义是“函数”
printf("%d\n", rand);
return 0;
}
编译报错原因：
在不知道该函数的前提下，当你编写一个程序时，定义了一个名字也为 “rand” 的变量，此时命名冲突就发生了，编译器会认为rand进行了重定义。
因为之前rand是一个函数，而现在变成了一个整形变量，这样就导致了因为命名冲突而出现报错。
C++祖师爷就针对这样的问题，引出了命名空间
2.2 namespace的简单定义
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。
代码示例：在命名空间mount中定义变量、函数、自定义类型。
//namespace --关键字 mount：为改命名空间的名字
namespace mount
{
//命名空间中可以定义变量
int rand = 10;
//可以定义函数
int Add(int left, int right)
{
return left + right;
}
//可以定义结构体变量
struct Node
{
struct Node* next;
int val;
};
}
2.3 命名空间解决命名冲突
回顾冲突的原因： 同一个域里，不能有两个东西都叫 rand。
在没有命名空间之前，整个代码就像在一个大广场（全局域/Global Scope）上。
当你包含了头文件 <stdlib.h> 或 <cstdlib> 时，标准库就把一个叫 rand 的函数放到了这个大广场上。
如果你接着在广场上又定义了一个变量叫 rand：
#include <stdlib.h> // 引入了系统自带的 rand 函数
int rand = 10; // 报错！冲突了！
int main()
{
// 编译器困惑：你这里的 rand 到底是指那个函数，还是这个整数？
// Error: 'rand' redeclared as different kind of symbol
}
命名空间解决：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。
命名空间（Namespace） 的本质就是在广场上盖了一个私有的房间（或者说围了一个院子）。
当你定义namespace mount时，你创造了一个独立的空间。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
// 系统 rand 函数 依然在“广场”上
// 我们建了一个叫 mount 的房间，把我们自己定义的 rand 变量关在里面
namespace mount
{
int rand = 10;
}
int main()
{
// 此时完全没有冲突：
// 1. 系统 rand 函数，它在外面（全局域）
// 2. 我们的 rand 变量，它在 mount 房间里（mount 域）
return 0;
}
2.4 访问命名空间
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。
#include<stdio.h>
namespace mount
{
int a = 0;
int b = 1;
}
int main()
{
// 编译报错：error C2065: “a”: 未声明的标识符
printf("%d\n", a);
return 0;
}
如果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，大型项⽬中推荐这种⽅式。
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。
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。
“ : : ” 为域作用限定符，左边无命名空间名时，默认为全局
1. 当域作用限定符左边有命名空间名时，在该命名空间中寻找并调用
2. 当域作用限定符左边没有有命名空间名时，默认在全局中寻找并调用
2.4.1 指定命名空间访问
代码示例：
#include<stdio.h>
namespace mount
{
int a = 10;
void f()
{
printf("func N\n");
}
int add(int a,int b)
{
return a+b;
}
//可以定义结构体变量
struct Node
{
struct Node* next;
int val;
};
}
int c=10;
// 指定命名空间访问
int main()
{
//调用命名空间中的变量
printf("%d\n", mount::a);
//调用命名空间中的无参函数
mount::f();
//调用命名空间中的有参函数
mount::add(1,2);
//声明命名空间中的结构体变量
struct mount::Node n1;
//调用全局域的变量
printf("%d\n",::c);
return 0;
}
2.4.2 展开命名空间中某个成员
#include<stdio.h>
namespace mount
{
int a = 10;
void f()
{
printf("func N\n");
}
int add(int a,int b)
{
return a+b;
}
//可以定义结构体变量
struct Node
{
struct Node* next;
int val;
};
}
using mount::a;
using mount::f();
//展开命名空间中某个成员
int main()
{
//展开后无需使用域限定符进行访问
printf("%d",a);
f();
return 0;
}
2.4.3 展开命名空间中全部成员
#include<stdio.h>
namespace mount
{
int a = 10;
void f()
{
printf("func N\n");
}
int add(int a,int b)
{
return a+b;
}
//可以定义结构体变量
struct Node
{
struct Node* next;
int val;
};
}
using namespace mount;
//展开命名空间中全体成员
int main()
{
//展开命名空间中全体成员后
//所有成员都无需使用域空间名进行访问
printf("%d",a);
f();
add(1,2);
struct Node n1;
return 0;
}
这样我们也就理解了为什么出现了 using namespace std;
因为C++标准库都放在⼀个叫std(standard)的命名空间中，我们通过将其展开，无需通过加上前缀std::，就可以便捷地使用。
2.5namespace的嵌套定义
命名空间的嵌套就像电脑文件夹里的“子文件夹”。
当项目变得非常巨大时，仅仅一层命名空间可能不够用了。
比如：一个大型游戏引擎，可能所有的代码都在
Game命名空间下，但里面又分“图形”、“音频”、“网络”等模块。
namespace Game
{
// Game 下的 Graphics 模块
namespace Graphics
{
void render()
{
printf("正在渲染画面...\n");
}
}
// Game 下的 Audio 模块
namespace Audio
{
void playSound()
{
printf("正在播放声音...\n");
}
}
}
2.6多文件下的命名空间
多⽂件中可以定义同名namespace，他们会默认合并到⼀起，就像同⼀个namespace⼀样
代码实例演示：假设你在做一个电商系统，所有代码都归属于 Shop 命名空间，但你肯定不会把所有代码写在一个文件里。
文件 1: Cart.h (购物车模块)
// 第一次定义 Shop，编译器创建一个新域
namespace Shop
{
void add() { /*...*/ }
}
文件 2: Order.h (订单模块)
// 再次遇到 Shop，编译器识别出已有该域，于是将 Order 加入其中
namespace Shop
{
void pay() { /*...*/ }
}
文件 3: main.cpp (主程序)
#include "Cart.h"
#include "Order.h"
int main()
{
// 此时，在 main 函数看来，add函数 和 play函数 都在同一个 Shop 命名空间里
Shop::add();
Shop::play();
return 0;
}
需要注意的“坑”: 虽然同一个命名空间可以分布在多文件中，但是同一个变量/函数不能重复定义（除非是声明）。
错误示范：命名空间合并了，意味着 x 都在同一个屋檐下了，在一个屋檐下，不能有两个重名的 x。
FileA.cpp:
namespace A
{
int x = 10; // 定义 x
}
FileB.cpp:
namespace A
{
int x = 20; // 错误！x 重定义了
}
三、输入与输出
在C++程序中，我们通常包含<iostream>头文件，是 Input Output Stream（输入输出流）的缩写。
它是 C++ 标准库中的核心头文件 —— 输入输出流库，专门定义了cout（输出）、cin（输入）等标准输入、输出对象，是实现控制台输入输出的基础。
C++ 的输入输出不再使用函数（如 scanf/printf），而是使用流对象配合运算符。
| 对象/符号 | 所属类 | 作用 | 备注 |
std::cin | istream | 标准输入（主要面向窄字符 char） | 配合 >> 使用 |
std::cout | ostream | 标准输出（主要面向窄字符 char） | 配合 << 使用 |
std::endl | (函数) | 换行 + 刷新缓冲区 | 比单纯的 \n 多了一个刷新缓冲区的动作 |
>> | - | 流提取运算符 (Input) | 数据从流“流向”变量 |
<< | - | 流插入运算符 (Output) | 数据从变量“流向”屏幕 |
3.1 C++中的标准输入
C++的输入不再使用函数如scanf，而是通过定义在std命名空间中std::cin进行输入
代码示例：C++中的输入需要配合流插入运算符符号 “>>” 进行使用
#include<iostream>
int main()
{
int a;
std::cin>>a;
return 0；
}
代码示例：展开命名空间std标准库使用cin
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a;
cin>>a;
return 0；
}
3.2 C++中的标准输出
C++的输出不再使用函数如printf，而是通过定义在std命名空间中std::cout进行输出
代码示例：C++中的输出需要配合流提取符号 “<<” 进行使用
#include<iostream>
int main()
{
int a=10;
std::cout<<a;
return 0；
}
代码示例：展开命名空间std标准库使用cout
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a=10;
cout<<10;
return 0；
}
3.3 C++中的换行符
std::endl 本质是函数，它的核心区别于单纯的换行符 \n。
前者既实现换行，又会刷新缓冲区；而后者仅完成换行，无刷新缓冲区的动作。
代码示例：配合流提取运算符“<<”使用换行符
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a=10;
cout<<10<<endl;
return 0；
}
3.4 C++的IO优势
相比于 C 语言的
printf/scanf，C++ 的方式更加“智能”：
①自动类型识别：不需要像 C 语言那样手动指定格式控制符（如
%d,%c,%f）。
原理：本质是利用了 函数重载（后续会深入讲解）。
②支持自定义类型：这是最强大的地方，未来学完类和对象后，你可以让
cin/cout直接输出你自定义的结构体或类。
3.5 C++的IO注意事项
-
命名空间：
-
所有标准库内容都在
namespace std中。 -
练习时：可以直接
using namespace std;图方便。 -
项目中：不建议直接展开，应使用
std::cout或using std::cout;以免污染命名空间。
-
-
关于 C 语言混用：
-
C++ 代码中依然可以使用
printf/scanf。 -
头文件陷阱：虽然 VS 编译器在包含
<iostream>时可能会间接包含<stdio.h>（让你能直接用 printf），但这不符合标准。 -
为了跨平台兼容，如果用 printf，最好显式包含
<stdio.h>。
-
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