【C++那些事儿】初识C++ 命名空间，C++中的输入输出以及缺省函数-Toy模板网

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C/C++ 游戏开发

Hello,米娜桑们，这里是君兮_，数据结构和算法初阶更新完毕，我们继续来扩充我们的知识面，今天我们从认识C++开始来带大家学习C++，我之前看过一套书叫做《明朝那些事儿》，把本来枯燥的历史讲的生动有趣。而C++作为一门接近底层的语言，无疑是抽象且难度颇深的。我希望能努力把抽象繁多的知识讲的生动又通俗易懂，因此，咱们这个讲解C++的系列博客就叫做《C++那些事儿》啦

好了废话不多说，开始我们今天的学习吧！！

先导：什么是C++？

说到C++，我们很多人都听过它的顶顶大名，C++也常年霸占着市面上程序员使用的编程语言前五的位置，足以说明它的重要性和被认可度，那么说到底，什么是C++呢？

C语言是结构化和模块化的语言，适合处理较小规模的程序。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语言则不合适。为了解决软件危机， 20世纪80年代，计算机
界提出了OOP(object oriented programming：面向对象)思想，支持面向对象的程序设计语言
应运而生。
1982年，Bjarne Stroustrup博士（C++祖师爷）在C语言的基础上引入并扩充了面向对象的概念，发明了一种新的程序语言。为了表达该语言与C语言的渊源关系，命名为C++。因此：C++是基于C语言而产生的，它既可以进行C语言的过程化程序设计，又可以进行以抽象数据类型为特点的基于对象的程序设计，还可以进行面向对象的程序设计

说到底，就是咱们的祖师爷在自己使用C语言的时候，发现了许多C语言的不足和缺陷，这让祖师爷在用的时候非常的不爽，因此自己着手在C语言的基础上又开发了一门新的语言C++，他的语言他做主，他就在自己的语言中补足了C的缺陷和那些在使用时让人不爽的地方，C++应运而生，后来在经过不断的发展递进，不段引入新的标准和特性，就到了目前我们电脑中的C++啦！

C++在工作领域中的应用

1. 操作系统以及大型系统软件开发
所有操作系统几乎都是C/C++写的，许多大型软件背后几乎都是C++写的，比如：
Photoshop、Office、JVM(Java虚拟机)等，究其原因还是性能高，可以直接操控硬件。
2. 服务器端开发
后台开发：主要侧重于业务逻辑的处理，即对于前端请求后端给出对应的响应，现在主流采
用java，但内卷化比较严重，大厂可能会有C++后台开发，主要做一些基础组件，中间件、
缓存、分布式存储等。服务器端开发比后台开发跟广泛，包含后台开发，一般对实时性要求
比较高的，比如游戏服务器、流媒体服务器、网络通讯等都采用C++开发的。
3. 游戏开发
PC平台几乎所有的游戏都是C++写的，比如：魔兽世界、传奇、CS、跑跑卡丁车等，市面上
相当多的游戏引擎都是基于C++开发的，比如：Cocos2d、虚幻4、DirectX等。三维游戏领
域计算量非常庞大，底层的数学全都是矩阵变换，想要画面精美、内容丰富、游戏实时性
搞，这些高难度需求无疑只能选C++语言。比较知名厂商：腾讯、网易、完美世界、巨人网
络等。
4. 嵌入式和物联网领域
嵌入式：就是把具有计算能力的主控板嵌入到机器装置或者电子装置的内部，能够控制这些
装置。比如：智能手环、摄像头、扫地机器人、智能音响等。
谈到嵌入式开发，大家最能想到的就是单片机开发(即在8位、16位或者32位单片机产品或者
裸机上进行的开发)，嵌入式开发除了单片机开发以外，还包含在soc片上、系统层面、驱动
层面以及应用、中间件层面的开发。
常见的岗位有：嵌入式开发工程师、驱动开发工程师、系统开发工程师、Linux开发工程
师、固件开发工程师等。
知名的一些厂商，比如：以华为、vivo、oppo、小米为代表的手机厂；以紫光展锐、乐鑫为
代表的芯片厂；以大疆、海康威视、大华、CVTE等具有自己终端业务厂商；以及海尔、海
信、格力等传统家电行业。
随着5G的普及，物联网(即万物互联，)也成为了一种新兴势力，比如：阿里lot、腾讯lot、京
东、百度、美团等都有硬件相关的事业部。
5. 数字图像处理
数字图像处理中涉及到大量数学矩阵方面的运算，对CPU算力要求比较高，主要的图像处理
算法库和开源库等都是C/C++写的，比如：OpenCV、OpenGL等，大名鼎鼎的Photoshop
就是C++写的。
6. 人工智能
一提到人工智能，大家首先想到的就是python，认为学习人工智能就要学习python，这个
是误区，python中库比较丰富，使用python可以快速搭建神经网络、填入参数导入数据就
可以开始训练模型了。但人工智能背后深度学习算法等核心还是用C++写的。
7. 分布式应用
近年来移动互联网的兴起，各应用数据量业务量不断攀升；后端架构要不断提高性能和并发
能力才能应对大信息时代的来临。在分布式领域，好些分布式框架、文件系统、中间组件等
都是C++开发的。对分布式计算影响极大的Hadoop生态的几个重量级组件：HDFS、
zookeeper、HBase等，也都是基于Google用C++实现的GFS、Chubby、BigTable。包括分
布式计算框架MapReduce也是Google先用C++实现了一套，之后才有开源的java版本。

除了上述领域外，科学计算、浏览器、流媒体开发、网络软件等都是C++比较适合的场景，
作为一名老牌语言的常青树，C++一直霸占编程语言前5名，肯定有其存在的价值

怎样学习C++呢？

这里有一套21天精通C++的秘籍供大家参考：
C++缺点之一，是相对许多语言复杂，而且难学难精。因此想要在短暂的时间说精通它是基本不可能的，甚至说，目前敢自称精通C++的大佬，估计除了那些开发编译器和新语言的，少之又少。
因此，在这里，我给大家的建议是不要把「精通C++」作为一个一年目标，应该要把学习语言作为一个持续的过程，同时把语言运用在具体的应用场合中，你想做到任何有挑战的事物，持之以恒是你最好的选择！！

好了，讲了这么多有关对C++的内容，不知道你是否准备好正式开始进入C++的学习呢？无论你准备没准备好，别想那么多，现在, Just Do it，不做你就不可能有进步，深吸一口气，开始我们正式的C++学习吧！！

一.命名空间

不知道你是否遇到这种情况，当你在使用C语言的过程中，定义一个函数或变量时，编辑器提示你该函数或变量已存在
在C语言中，是无法解决这样的命名问题的，而为了解决命名冲突的问题，C++中提出了命名空间的概念

什么是命名空间

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

命名空间的定义

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。

#include<iostream>
namespace junxi
{
    int rand = 10;
}
int main()
{
    printf("%d\n", rand);//在这里这是错误的用法，别急，在使用命名空间是会讲
    return 0;
}

在以后的工作和项目开发中，往往是多人协作的，为了防止和别的命名空间冲突，这里的命名空间建议写成自己的名字的缩写，当然其他的也行，你自己认得出来就没啥问题。

在定义的命名空间中，除了变量以外，还可以定义函数，结构体等等，
此外，命名空间是支持嵌套的，也就是允许在命名空间中在定义一个命名空间。
最后，在同一个工程中允许存在多个相同名称的命名空间,编译器最后会合成同一个命名空间中，在实际的开发中，这种方法不常用就是了。

namespace junxi
{
    int rand = 10;

    int Add(int x, int y)
    {
        return x + y;
    }
    
    namespace Junxi//嵌套
    {
       
        
    }
    struct Node
    {
        struct Node* next;
        int val;
    };

}
//同一工程中相同的命名空间最后会合并
namespace junxi
{
    int a = 0;
    int b = 0;
}
int main()
{
    printf("%d\n", rand);
    return 0;
}

注意：
1.千万不要把主函数写在一个命名空间中，我们知道，每一个工程中都需要一个主函数，如果你把主函数写在一个命名空间中又不使用它，这个工程中就是没有主函数的！！
2.一个命名空间就定义了一个新的作用域，命名空间中的所有内容都局限于该命名空间中

命名空间的使用

回顾我们刚才的这段代码，我在上面说了，在打印rand的时候是有错误的
当我们打印时，会出现随机数，这是为什么呢？
因为rand在命名空间中，我们要想使用一个命名空间中的成员就得像下面这样：

命名空间的三种使用方式

1.加命名空间名称及作用域限定符

int main()
{
    printf("%d\n", junxi::rand);
    return 0;
}

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2.使用using将命名空间中某个成员引入

using junxi::a;
int main()
{
    printf("%d\n", a);
    return 0;
}

3.使用using namespace 命名空间名称引入

using namespace junxi;
int main()
{
    printf("%d\n", a);
    return 0;
}

如果你仔细观察会发现，我这里2，3这两种命名空间的使用时没有打印rand，这是为什么呢？
注意：
并不是说在C++中就完全解决了C语言中函数重定义的问题，当我们遇到以下情况时，仍然会报错：
第一种情况

namespace junxi
{
    int rand = 10;

    int Add(int x, int y)
    {
        return x + y;
    }
    
    namespace Junxi
    {
       
        
    }
    struct Node
    {
        struct Node* next;
        int val;
    };

}

using junxi::rand;
int main()
{
    printf("%d\n", rand);
    return 0;
}

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第二种情况

using namespace junxi;
int main()
{
    printf("%d\n", rand);
    return 0;
}

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此时，你虽然引用了命名空间或者指出了对应命名空间中的成员，但是由于库中存在rand这个函数，你在打印时没有明确指出到底是哪个是要打印的，编译器就无法编译不明确的代码，因此，如果你在实际编程开发中遇到上面这种情况，建议使用第一种使用命名空间成员的办法！！

二. C++中的输入和输出

我们很多人学习编程语言的一个输入往往是“hello world”，那么，我们怎样用C++对这个美好的世界进行问候呢？

#include<iostream>
// std是C++标准库的命名空间名，C++将标准库的定义实现都放到这个命名空间中(类似于我们C语言中的stdio)
using namespace std;
int main()
{
cout<<"Hello world!!!"<<endl;//输出
return 0;
}

具体说明
1. 使用 cout标准输出对象(控制台) 和 cin标准输入对象(键盘) 时，必须包含< iostream >头文件
以及按命名空间使用方法使用std。
2. cout和cin是全局的流对象，endl是特殊的C++符号，表示换行输出，他们都包含在包含<
iostream >头文件中。
3. <<是流插入运算符，>>是流提取运算符。
4. 使用C++输入输出更方便，不需要像printf/scanf输入输出时那样，需要手动控制格式。C++的输入输出可以自动识别变量类型

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    int a;
    double b;
    char c;
    // 可以自动识别变量的类型
    cin >> a;
    cin >> b >> c;//输入数回车结束 先输入到b中，再输入到c中
    cout << a << endl;
    cout << b << " " << c << endl;//从左到右打印
    return 0;
}

这里这么多<< 和 >>很多初学的同学可能会分不清，那么我教大家一个能快速记住的小寄巧
<<流插入运算符,你把它当作水流，也就是把你要输入的内容流入cout，cout就帮你把里面的内容输出到控制台上，也就是打印啦！
>>流提取运算符，cin从键盘上读取到数据后，流出>>到你想要它到的地方，是不是就是输入啦！
也就是说，看这俩运算符的指向，就能很轻易的帮我们分辨出到底是输入还是输出
很多人，看到这里可能会有这样的疑问，那在日常使用时，怎样用cout和cin控制整形进制格式或者浮点数输出精度呢？

cout和cin当然可以帮我们达到这样的目标，对应初学者来说，使用cout和cin控制输入输出是比较麻烦的，因此，我们就不在这里展开学习了。如果你真的在使用过程中遇到类似的需要，别忘了C++是兼容C的哦！我们可以用C的方法实现嘛

三.缺省函数

什么是缺省函数呢？
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

void Func(int a = 0)
{
    cout << a << endl;
}
int main()
{
    Func(); // 没有传参时，使用参数的默认值
    Func(10); // 传参时，使用指定的实参
    return 0;
}

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缺省函数的分类

上面的例子，我们的函数只有一个传入的参数，当传入多个参数时，我们的缺省函数就存在不同的种类了
全缺省函数

void Func(int a = 10, int b = 20, int c = 30)
{
cout<<"a = "<<a<<endl;
cout<<"b = "<<b<<endl;
cout<<"c = "<<c<<endl;
}

即每一个传入的参数都有一个缺省值的函数，我们视为全缺省函数
半缺省函数

void Func(int a, int b = 10, int c = 20)
{
cout<<"a = "<<a<<endl;
cout<<"b = "<<b<<endl;
cout<<"c = "<<c<<endl;
}

注意：

1. 半缺省参数必须从右往左依次来给出，不能间隔着给
2. 缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现，往往是出现在声明中
3. 缺省值必须是常量或者全局变量
4. C语言不支持缺省函数（编译器不支持）

下面我来对上述的前两点注意进行一下解释
第一点为什么必须从左到右不能间隔给呢？

void Func(int c, int a = 0, int d )
{
    cout << c << endl;
    cout << a << endl;
    cout << d << endl;
}
int main()
{
    
    Func(10); // 传参时，使用指定的实参
    return 0;
}

如果出现上面这种情况，我们只传入了一个参数，那么，请问，这个参数到底是赋给c还是赋给d呢？只有你知道，而咱们的编译器是不知道的，因此必须按顺序设置缺省参数的值
第二点，为什么不能在函数的声明和定义中同时出现？

//a.h 在头文件中
void Func(int a = 10);
// a.cpp //具体实现时的定义
void Func(int a = 20)
{}

如果出现以上的情况，当声明与定义你给的缺省参数是不同的，那么编译器在运行程序时到底是以谁为准呢？同时，正常来说，也不能只在定义中给，因为如果你在使用某个函数时只引用了它对应的头文件，在声明中是不存在缺省参数的，你实际在使用该函数时就是没有缺省参数的。因此，在我们的日常使用中，最好是在声明中使用缺省函数。

总结

好啦，我们今天的内容就先到这里啦！今天我们主要介绍了C++中命名空间，输入输出和缺省函数的概念使用以及注意事项，俗话说心急吃不了热豆腐，正如我前面所说，学习C++不是一朝一夕的事情，只有不断的积累和反复的练习才能帮你攀上C++这座高峰。
有任何的问题和对文章内容的疑惑欢迎在评论区中提出，当然也可以私信我，我会在第一时间回复的！！