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一.c++第一个程序
学习编程语言的第一课：输出hello word.
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
cout << "hello world" << endl;
return 0;
}
C++兼容C语言绝大多数的语法，所以C语言实现的hello world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.
二.命名空间
2.1命名空间的介绍与定义
对于类、函数或变量的在同一作用域中时，可能会因为相同标识符冲突。因此使用命名空间的目的是：对标识符的名称进行本地化，避免命名冲突或名字污染。
-
·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。
例如：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
namespace hsy
{
//命名空间里可以定义变量/函数/类型
int rand = 20;
int Add(int x, int y)//整数相加的函数
{
return x + y;
}
struct Node//定义一个结构体
{
int val;
struct Node* next;
};
}
int main()
{
printf("%p\n", rand);
printf("%d\n", hsy::rand);
printf("%d\n", hsy::Add(3, 7));
return 0;
}
//其中::叫做域作用限定符
如图所示：
• 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
⾯的rand不在冲突了。
• 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。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
namespace hsy
{
//命名空间里可以定义变量/函数/类型
int rand = 20;
int Add(int x, int y)//整数相加的函数
{
return x + y;
}
struct Node//定义一个结构体
{
int val;
struct Node* next;
};
namespace h
{
int rand = 1;
int Sub(int a, int b)
{
return a - b;
}
}
namespace s
{
int Mul(int x, int y)
{
return x * y;
}
}
}
int main()
{
printf("%p\n", rand);
printf("%d\n", hsy::rand);
printf("%d\n", hsy::Add(3, 7));
printf("%d\n", hsy::h::Sub(8, 7));
printf("%d\n", hsy::s::Mul(1, 7));
return 0;
}
//其中::叫做域作用限定符
• 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。
2.2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。
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：
• 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。
#include<stdio.h>
namespace hsy
{
int a = 10;
int b = 1;
}
int main()
{
//指定命名空间访问
printf("%d\n", hsy::a);
return 0;
}
using hsy::a;
int main()
{
// using将命名空间中某个成员展开
printf("%d\n", a);
printf("%d\n", hsy::b);
return 0;
}
using namespace hsy;
int main()
{
// 展开命名空间中全部成员
printf("%d\n", a);
printf("%d\n", b);
return 0;
}
三.C++输入&输出
•<iostream>是InputOutputStream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（narrowcharacters(oftypechar)）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。
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a = 0;
double b = 0.1;
char c = 'x';
cout << a << " " << b << " " << c << endl;
std::cout << a << " " << b << " " << c << std::endl;
scanf("%d%lf", &a, &b);
printf("%d %lf\n", a, b);
// 可以⾃动识别变量的类型
cin >> a;
cin >> b >> c;
cout << a << endl;
cout << b << " " << c << endl;
return 0;
}
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
//在io需求⽐较⾼的地⽅，如部分⼤量输⼊的竞赛题中，加上以下3⾏代码
//可以提⾼C++IO效率
ios_base::sync_with_stdio(false);
cin.tie(nullptr);
cout.tie(nullptr);
return 0;
}
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();// 没有传参时，使⽤参数的默认值
Fun(10);// 传参时，使⽤指定的实参
return 0;
}
以下为全缺省，半缺省的情况.
#include<iostream>
using namespace std;
//全缺省
void Fun1(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，只能从右至左依次缺省，不能跳跃
void Fun2(int a, int b = 20, int c = 30)
{
cout << "a = " << a << endl;
cout << "b = " << b << endl;
cout << "c = " << c << endl << endl;
}
int main()
{
Fun1();
Fun1(1);
Fun1(1, 2);
Fun1(1, 2, 3);
Fun2(10);//半缺省，缺的必须传参
Fun2(10, 20);
Fun2(10, 30, 40);
return 0;
}
五.函数重载
5.1介绍
c++允许在同一作用域下，有多个参数列表不同，函数名相同的函数，称为函数重载，用于处理数据类型不同但是功能相似的问题。
5.2使用
#include <iostream>
using namespace std;
int Add(int n1, int n2)
{
return n1 + n2;
}
double Add(double n1, double n2)
{
return n1 + n2;
}
int main()
{
int a = 1;
double b = 1;
cout << Add(a, a) << endl;
cout << Add(b, b) << endl;
return 0;
}
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。
六.引用
6.1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。
类型& 引⽤别名 = 引⽤对象;
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a = 0;
// 引⽤：b和c是a的别名
int& b = a;
int& c = a;
// 也可以给别名b取别名，d相当于还是a的别名
int& d = b;
++d;
// 这⾥取地址我们看到是⼀样的
cout << &a << endl;
cout << &b << endl;
cout << &c << endl;
cout << &d << endl;
return 0;
}
6.2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;
}
6.3引用的特性
• 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。
void Swap(int& rx, int& ry)
{
int tmp = rx;
rx = ry;
ry = tmp;
}
int main()
{
int x = 0, y = 1;
cout << x <<" " << y << endl;
Swap(x, y);
cout << x << " " << y << endl;
return 0;
}6.4const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。
• 不需要注意的是类似 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。
• 所谓临时对象就是编译器需要⼀个空间暂存表达式的求值结果时临时创建的⼀个未命名的对象， C++中把这个未命名对象叫做临时对象。
int main()
{
const int a = 10;
// 编译报错：error C2440: “初始化”: ⽆法从“const int”转换为“int &”
// 这⾥的引⽤是对a访问权限的放⼤
//int& ra = a;
// 这样才可以
const int& ra = a;
// 编译报错：error C3892: “ra”: 不能给常量赋值
//ra++;
// 这⾥的引⽤是对b访问权限的缩⼩
int b = 20;
const int& rb = b;
// 编译报错：error C3892: “rb”: 不能给常量赋值
//rb++;
return 0;
}6.5指针和引用的关系
• 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。
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