【C++开篇 -- 入门语法篇】-Toy模板网

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C++知识开篇

前言：
首先，C++兼容C，C++在C语言范畴上增添了一些优化，它支持多种编程范式，包括过程式编程、面向对象编程和泛型编程。C++是C语言的扩展，添加了许多新特性，如类、模板、异常处理等。接下来，随着这篇文章推开C++知识的大门吧。
/知识点汇总/

1、介绍C++的背景以及与C语言的区别

1.1、什么是C++?

C++是一种通用的、支持多重编程范式的计算机程序设计语言，它综合了高级语言和低级语言的特点。它既有高级语言的易用性，可以编写出简洁、易读的代码，同时也有低级语言的灵活性，可以直接操作内存和硬件。C++擅长面向对象程序设计，它支持类和对象的概念，可以实现封装、继承和多态等面向对象开发的四大特性。此外，C++还提供了丰富的标准库，包括STL（标准模板库）、iostream、fstream等，为程序员提供了许多常用的数据结构和算法。

1.2、C++的背景

C++诞生于1983年，由Bjarne Stroustrup在贝尔实验室开发。其初衷是创建一种语言，既具有C语言的系统级特性，又能支持面向对象编程。随着语言的成熟和扩展，C++变得越来越复杂，但其核心仍然保持了与C语言的高度兼容性。C++广泛应用于各种领域，包括操作系统、编译器、硬件驱动、游戏开发、网络编程等。

2、C++与C语言的区别

1.面向对象编程：C++支持面向对象编程，包括类、对象、继承、多态等概念。而C语言是一种过程式编程语言，不支持面向对象编程。
2.类型安全：C++是一种强类型语言，具有严格的类型检查。相比之下，C语言的类型检查较为宽松，容易导致类型错误。
3.内存管理：C++引入了自动内存管理特性，如new和delete操作符，以及智能指针等。这些特性有助于减少内存泄漏和悬挂指针等问题。C语言需要程序员手动管理内存，包括分配和释放内存。
4.异常处理：C++支持异常处理机制，可以使用try、catch和throw关键字来处理运行时错误。而C语言没有内置的异常处理机制，通常使用错误码或返回值来表示错误。
5.模板和泛型编程：C++引入了模板和泛型编程的概念，允许程序员编写与数据类型无关的代码。这使得代码更加通用和可重用。C语言不支持模板和泛型编程。
6.标准库：C++具有丰富的标准库，包括STL（标准模板库）、iostream、fstream等，提供了许多常用的数据结构和算法。而C语言的标准库相对较小，需要程序员自行实现许多常用功能。

小结：
总之，C++相对于C语言具有更多的特性和优势，使得编程更加高效、安全和可维护。然而，由于C++的复杂性，对于初学者来说，学习曲线可能较为陡峭。因此，在学习C++之前，建议先掌握C语言的基础知识。

3、C++优化命名空间

C++解决了C语言中，重复命名的问题。即，解决程序员命名和库中的命名重复。

3.1、C中的问题

起初C语言中，全局变量和局部变量命名一样时，默认执行局部变量。

#include <stdio.h>
//#include <stdlib.h>
int rand = 10;
int main()
{
	int rand = 11;
	printf("hello world\n");
	printf("rand1 = %d\n", rand);//11
	printf("rand2 = %d\n", rand);//11
	return 0;
}

C++方法一：C++现在引出 :: 域操作符
::域作用限定符

#include <stdio.h>
//#include <stdlib.h>
int rand = 10;
int main()
{
	int rand = 11;
	printf("hello world\n");
	printf("rand1 = %d\n", rand);//11
	printf("rand2 = %d\n", ::rand);//10
	//::左边不指定时，默认是全局域
	return 0;
}

C++方法二：命名空间
引出namespace关键字 — 划分独立的域
补充编译器搜索原则：

1.未指定时，先当前局部域，后全局域
2.指定时，通过::直接指定域搜索

#include <stdio.h>
namespace bit1
{
	int rand = 0;
}
namespace bit2
{
	int rand = 1;
}
int main()
{
	int rand = 11;
	printf("hello world\n");
	printf("rand1 = %d\n", bit1::rand);//0 ---指定了bit1域搜索
	printf("rand2 = %d\n", bit2::rand);//1 ---指定了bit2域搜索
	printf("rand2 = %d\n", rand);//11
	return 0;
}

另外，不仅仅是变量，还可以是函数、结构体等命名文体，都可以解决命名冲突的问题，而且namespace指定的域名可以相同，但是默认执行时会合并其内容，不过域名再相同就对解决重命名就无意义了。

#include <stdio.h>
namespace bit1
{
	int rand = 0;
	int Add(int left, int right)
	{
		return left + right;
	}
	struct Node
	{
		struct Node* next;
		int val;
	};
}
namespace bit2
{
	int rand = 1;
}
int main()
{
	int rand = 11;
	printf("hello world\n");
	printf("rand1 = %d\n", bit1::rand);//0 ---指定了bit1域搜索
	printf("rand2 = %d\n", bit2::rand);//1 ---指定了bit2域搜索
	printf("rand2 = %d\n", rand);//11
	//函数
	printf("Add():%d\n", bit1::Add(1, 2));
	//结构体
	//错误位置bit1::struct Node phead;
	struct bit1::Node phead;//bit::是指定在结构体的变量名前
	return 0;
}

3.2、命名空间的应用

通常结合using使用，作用是展开空间域

#include <stdio.h>

namespace bit1
{
	int rand = 0;
	int Add(int left, int right)
	{
		return left + right;
	}
	struct Node
	{
		struct Node* next;
		int val;
	};
}

using namespace bit1;//展开bit1域，bit1内容可在工程下其它文件中。

int main()
{
	struct bit1::Node phead;
	return 0;
}

#include <iostream>
using namespace std;//std是所有C++库的命名空间
int main()
{
	//std::cout << "hello world" << std::endl;
	cout << "Hello World" << endl;
	return 0;
}

小结：
命名空间关键字：namespace 常用于解决命名冲突和展开

C++中，名称(name)可以是符号常量、变量、宏、函数、结构体、枚举、类和对象等等。而在大型工程中，难免会有重名的现象;
命名空间namespace，就是C++引入的一种解决名称冲突的机制

4、总结

C语言中

需要通过人为操作符号的名称，来限制符号的作用域和链接属性来完解决名称冲突的。
比如：
1.同一个C文件中的全局变量 / 函数加一个统一的前缀进行区分，
2.通过作用域的掩蔽规则来进行覆盖(在大文件中如果出错很难发现) C文件中的全局变量和函数都是extern链接属性;
3. 可以用static将无需跨文件访问的全局变量和函数限制在内链接属性中

C++

namespace有三种使用方法:
1.使用时对符号附带命名空间的名称
2.使用前对该符号进行声明，后面直接使用该符号
3.使用前声明整个命名空间，后面直接使用该命名空间中的任何符号

三种方式：

1.指定访问：std::cout
2.展开常用访问：常用的展开：using std::cout; using std::endl;
3.展开访问： using namespace（std慎用，适用小型项目/日常练习)

不管哪种方式，其本质是控制域，全局域和局部域
举例：文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-826743.html

#include <iostream>
using std::cout;
using std::endl;
namespace bit
{
	namespace zs
	{
		void Push()
		{
			cout << "zs" << endl;
		}
	}
	namespace ls
	{
		void Push()
		{
			cout << "ls" << endl;
		}
	}
}
int main()
{
	int m = 0;
	std::cin >> m;

	for (int i = 0; i < m; i++)
	{
		cout << "hello world" << endl;
	}
	bit::zs::Push();
	bit::ls::Push();
	return 0;
}