C++入门指南（上篇）

嗨，未来的程序员！欢迎来到C++的世界——一个充满力量与创造力的地方。如果你是编程新手，或者刚刚开始学习C++，这篇文章将带你揭开C++的“神秘面纱”。话不多说，我们发车啦！

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1. C++的第一个程序：Hello world！

下面是一个最简单的C++程序：

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
	cout << "Hello world!" << endl;
	return 0;
}

你可能看不懂 namespace std，cout 等，不要担心，下面我们将会详细讲解！

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2. 命名空间: 防止“撞名”的身份证

假如你所在的班级有两个“张三”。老师一喊“张三”，俩人同时答应，场面混乱。怎么办？加个限定，比如“高的张三”和“矮的张三”。在C++里，这种“限定”就叫命名空间。

2.1 为什么要有命名空间？

因为C++的库、你写的代码、同事写的代码里，可能会有相同名字的函数或变量（比如大家都想用print做函数名）。命名空间就像“姓氏”，把不同来源的代码隔开，避免冲突。

注意看下面这段代码：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

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

猜猜看这段代码运行会不会报错
答案是：会！！因为rand以前的定义是函数，这里打印就犯了重定义的错误！
那么我们要如何解决这个问题呢？这就要请出namespace了

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2.2 namespac 的定义

• 定义命名空间使用关键字 namespace，后跟命名空间的名字，然后是一对大括号 { }（注意大括号外没有分号！），里面可以包含变量、函数、类、结构体、甚至另一个命名空间。
• 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。
• 命名空间只能在全局作用域或其他命名空间内定义，不能在函数内定义。
• 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。

现在就可以重新写一下上面的代码了：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
namespace hj
{
	int rand = 10;
}
int main()
{
	printf("%p\n", rand);//这里打印出来的是地址，默认访问的
	                    //是全局的rand函数指针
	printf("%d\n", hj::rand);//这里是 hj命名空间中的rand
	return 0;
}

输出：

敲黑板： 这里使用的 ：： 是域作用限定符,符号左边可以写域的名字，如果什么都不写默认去全局域查找，右边写需要查找的内容

命名空间还可以嵌套：

namespace hj
{
	namespace zr
	{
		int rand = 20;
		int Add(int left, int right)
		{
			return left + right;
		}
	}

	namespace zj
	{
		int rand = 30;
		int Sub(int left, int right)
		{
			return left - right;
		}
	}
}

int main()
{
	printf("%d\n", hj::zr::rand);
	printf("%d\n", hj::zj::rand);

	printf("%d\n", hj::zr::Add(2,1));
	printf("%d\n", hj::zj::Sub(2,1));
	return 0;
}

输出：

2.3 命名空间的使用

定义好命名空间后，如何访问里面的成员呢？有三种主要方式:

• 1. 作用域限定符 ::
     最直接的方式就是使用 ::（作用域解析运算符）来指定成员所属的命名空间。
• 2. using 声明
     using 声明 可以将命名空间中的某个特定成员引入当前作用域，之后就可以直接使用该成员的名字。
• 3. using 指令
     using 指令 会将整个命名空间中的所有成员都引入当前作用域，之后就可以直接使用该命名空间内的任何成员。

举个例子：

namespace hj
{
	int a = 1;
	int b = 2;
}

int main()
{
	//指定命名空间访问
	printf("%d\n", hj::a);
	return 0;
}

//using 将命名空间中的某个成员引入当前作用域
using hj::b;
int main()
{
	printf("%d\n", hj::a);
	printf("%d\n", b);
}

//using 将整个命名空间中的所有成员都引入当前作用域
using namespace hj;
int main()
{
	printf("%d\n", a);
	printf("%d\n", b);
}

重要提示： 在实际开发中，尤其是在头文件中，绝对不要使用 using namespace std; 或其他 using 指令，因为头文件会被多个源文件包含，可能导致意想不到的命名冲突。通常只在 .cpp 文件的函数内部或实现文件中局部使用 using 指令。

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3. C++输入&输出

3.1 C++ 的 I/O 库主要包含几个头文件：

<iostream>：标准输入输出（cin、cout、cerr、clog）
<fstream>：文件输入输出（ifstream、ofstream、fstream）
<sstream>：字符串流（istringstream、ostringstream、stringstream）
<iomanip>：格式化 I/O 的操纵符（setw、setprecision 等）

3.2 标准输入输出

cout是C++ 最常用的输出对象，它把数据发送到标准输出设备（通常是屏幕）。配合左移运算符 <<，你可以输出各种类型的数据，<< 还可以连续使用。
endl 与 \n
std::endl 不仅换行，还会刷新输出缓冲区（强制把数据立即输出）。如果只是换行而不需要立即刷新，可以使用转义字符 \n。
cin是标准输入对象，通常从键盘读取数据。使用右移运算符 >> 提取数据,可以一次输入多个变量，用空格或回车分隔。
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。

敲黑板：

• cin >> 读取字符串时，遇到空白字符（空格、制表符、换行）就会停止。比如输入 “Hello World”，cin >> s 只会得到 “Hello”。
• C++的输入输出可以自动识别变量类型，它会根据变量的类型自动选择输出格式（这样写起来会比C语言爽的多！）
• 一般日常练习中我们可以using namespace std，实际项目开发中不建议使用using namespace std

上代码看看：

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
	int a = 1;
	double b = 1.1;
	char c = 'X';
    //这两种输出写法效果相同
	cout << a << " " << b << " " << c << endl;
	std:: cout << a << " " << b << " " << c << endl;

	cin >> a >> b >> c;//输入数据
	cout << a << " " << b << " " << c << endl;
	return 0;
}

效果：

小知识：
在io需求比较高的地方，比如竞赛题中，加上以下3行代码，可以提高C++IO的效率

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
	ios_base::sync_with_stdio(false);
	cin.tie(nullptr);
	cout.tie(nullptr);

	return 0;
}

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4. 缺省参数

• 缺省参数就是在函数声明或定义时，为形参指定一个默认值。这样，在调用函数时，如果省略了该参数，编译器就会自动用默认值代替；如果提供了实参，则用实参覆盖默认值。
• 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。这条规则一定要牢记！一旦某个参数有了默认值，它右边的所有参数都必须有默认值。也就是说，默认参数只能放在参数列表的末尾。
• 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。
• 在 C++ 中，函数的声明和定义可以分开。缺省参数通常只放在声明中，不要在定义中重复

那么我们要如何定义缺省参数呢？上代码！

#include<iostream>
using namespace std;
//全缺省
void Func1(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
void Func2(int a, int b = 10, int c = 20)//这里必须从右往左依次连续缺省
{
	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;
	cout << "c = " << c << endl;
}

int main()
{
	Func1();//不传参数的话会使用默认值
	Func1(1);//要从左到右依次给实参，这里的1给的是a,
	         //b和c还是使用的默认值
	Func1(1, 2, 3);

  //这里还要注意一下，给半缺省传参时至少要传一个值
	Func2(4, 5, 6);
}

效果：

使用缺省参数有什么好处呢？

• 1. 简化调用： 当某个参数在大多数情况下都是同一个值时，就不必每次重复写它。
• 2.扩展功能： 可以在不修改已有调用代码的情况下，给函数增加新的参数。只要新参数有默认值，所有旧代码依然能正常工作（因为它们省略了新参数，自动取默认值）。

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5. 函数重载

日常生活中，同一个词往往有不同的含义，比如“打”字：可以“打篮球”、“打电话”、“打酱油”……虽然都是“打”，但具体动作完全不同。听的人会根据上下文（后面的词语）自动理解。C++ 中的函数重载就借鉴了这种思想——允许你定义多个同名函数，只要它们的参数列表不同，编译器就会根据调用时传入的参数类型和个数，自动选择合适的版本执行。

函数重载是指在同一个作用域内，可以定义多个同名函数，但它们的参数列表必须不同（参数的个数、类型或顺序不同）。这样，我们就可以用同一个名字表示功能相似但实现细节不同的操作，提高代码的可读性和可维护性。

举几个例子：

#include<iostream>
using namespace std;
//1.参数类型不同
int Add(int left, int right)//整型
{
	cout << "int Add(int left, int right)" << endl;

	return left + right;
}

double Add(double left, double right)//浮点型
{
	cout << "double Add(double left, double right)" << endl;
	return left + right;
}
int main()
{
	Add(1, 2);
	Add(1.1, 2.2);
	return 0;
}

效果：

//2.参数个数不同
#include<iostream>
using namespace std;

void f()
{
	cout << "f()" << endl;
}
void f(int a)
{
	cout << "f(a)" << endl;
}
int main()
{
	f();
	f(1);
}

效果：

//3.参数类型顺序不同
#include<iostream>
using namespace std;

void f(int a, char b)
{
	cout << "void f(int a, char b)" << endl;
}
void f(char b, int a)
{
	cout << "void f(char b, int a)" << endl;
}
int main()
{
	f(1, 'a');
	f('a', 1);
}

效果：

还要注意 返回值类型不同不能作为重载依据！ 因为调用时无法区分！

#include<iostream>
using namespace std;

void f()
{
	//...
}
int f()
{
	//...
	return 0;
}

如果两个同名函数一个参数部分有默认值，另一个没有，编译时也会报错！

#include<iostream>
using namespace std;
//存在歧义，编译器不知道调用谁
void f1()
{
	cout << "f1()" << endl;
}
void f1(int a = 1)
{
	cout << "f1(int a)" << endl;
}

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结语

现在，你已经解锁了 命名空间、输入输出、缺省参数、函数重载、这些“核心技能”，从此写 C++ 不再是天书!
当然，前方还有 类、继承、模板、 STL 等“高级副本”等着你，但别慌——你已经掌握了最硬核的入门装备。

代码无bug,学习不迷路，我们下篇再见！(•̀ᴗ•́)و