c++领域展开第一幕——入门基础（命名空间、iostream、缺省参数、函数重载、nullptr、inline（内联函数））超详细！！！！

前言

今天小编带着大家进入c++的大门，虽然c++难，但好事多磨，一起来慢慢啃下这个硬骨头吧
今天大致会了解c++的入门基础部分，fellow me

一、c++的第一个程序

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

// test.cpp
#include<stdio.h>
int main()
{
	printf("hello world\n");
	return 0;
}

当然C++有一套自己的输入输出，严格说C++版本的hello world应该是这样写的。

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	cout << "hello world\n" << endl;
	return 0;
}

二、命名空间

2.1 namespace 的价值

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。\

c语言项目类似下面程序这样的命名冲突是普遍存在的问题，C++引入namespace就是为了更好的解决这样的问题

#include <stdlib.h>
int rand = 10;
int main()
{
	// 编译报错： “rand”: 重定义；以前的定义是“函数”
	printf("%d\n", rand);
return 0;
}

2.2 namespace 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。命名空间中可以定义变量/函数/类型等。
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，所以下面的rand不在冲突了。

namespace xxx
{
	namespace yyy   //   嵌套定义  
	{
		int rand = 1;
		int Add(int left, int right)
		{
			return left + right;
		}
	}
	namespace zzz
	{
		int rand = 2;
		int Add(int left, int right)
		{
			return (left + right) * 10;
		}
	}
}
int main()
{
	printf("%d\n", xxx::yyy::rand);
	printf("%d\n", xxx::zzz::rand);
	printf("%d\n", xxx::yyy::Add(1, 2));
	printf("%d\n", xxx::zzz::Add(1, 2));
	return 0;
}

有代码和运行截图，才能更好的理解

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。
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。

2.3 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。所以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，冲突风险很大，日常小练习程序为了方便推荐使用。

#include<stdio.h>
namespace N
{
	int a = 0;
	int b = 1;
}
int main()
{
	// 编译报错： “a”: 未声明的标识符
	printf("%d\n", a);
	return 0;
}
	// 指定命名空间访问
int main()
{
	printf("%d\n", N::a);
	return 0;
}
// using将命名空间中某个成员展开
using N::b;
int main()
{
	printf("%d\n", N::a);
	printf("%d\n", b);
	return 0;
}
// 展开命名空间中全部成员
using namespace N;
int main()
{
	printf("%d\n", a);
	printf("%d\n", b);
	return 0;
}

三、c++的输入和输出

• 是 Input Output Stream 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。
• <<是流插入运算符，>>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，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，我们后续会慢慢学习的，所以这里我们只能简单认识一下C++ IO流的用法。
• 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<stdio.h>，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。

#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;
}

cin和cout用起来还是很爽的

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。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 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;
}

#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)
{
	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;
	cout << "c = " << c << endl << endl;
}
int main()
{
	Func1();
	Func1(1);
	Func1(1,2);
	Func1(1,2,3);
	Func2(100);
	Func2(100, 200);
	Func2(100, 200, 300);
	return 0;
}

可以仔细看看代码体会一下

还有一点要注意的是，缺省参数只能在函数的声明部分给，不能在定义部分给

// Stack.h   .h文件  函数的声明  这里用以前实现过的栈举例子
#include <iostream>
#include <assert.h>
using namespace std;
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
	STDataType* a;
	int top;
	int capacity;
}ST;
	void STInit(ST* ps, int n = 4);   //  这里的n = 4  就是缺省参数 

// Stack.cpp   函数的定义文件  
#include"Stack.h"
// 缺省参数不能声明和定义同时给
void STInit(ST* ps, int n)  //  函数的定义  这部分不能给缺省值 
{
	assert(ps && n > 0);
	ps->a = (STDataType*)malloc(n * sizeof(STDataType));
	ps->top = 0;
	ps->capacity = n;
}

// test.cpp   测试文件 
#include"Stack.h"
int main()
{
	ST s1;
	//  不确定数据的多少，这里不传参数，函数会用默认参数  
	STInit(&s1);
	ST s2;
	// 确定知道要插入1000个数据，初始化时一把开好，避免扩容
	STInit(&s2, 1000);
	return 0;
}

五、函数重载

C++支持在同一作用域中出现同名函数，但是要求这些同名函数的形参不同，可以是参数个数不同或者类型不同。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。

参数类型不同

#include<iostream>
using namespace std;
int Add(int left, int right)
{
	cout << "int Add(int left, int right)" << endl;
	return left + right;
}
double Add(double left, double right)
{
	cout << "double Add(double left, double right)" << endl;
	return left + right;
}

参数个数不同

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

参数顺序类型不同

// 3、参数类型顺序不同
void f(int a, char b)
{
	cout << "f(int a,char b)" << endl;
}
void f(char b, int a)
{
	cout << "f(char b, int a)" << endl;
}

需要注意一些情况

// 返回值不同不能作为重载条件，因为调用时也无法区分
void fxx()
{}
int fxx()
{
	return 0;
}

// 下面两个函数构成重载
// f()但是调用时，会报错，存在歧义，编译器不知道调用谁  这里就是参数缺省背锅了
void f1()
{
	cout << "f()" << endl;
}
void f1(int a = 10)
{
	cout << "f(int a)" << endl;
}

六、nullptr

NULL实际是一个宏，在传统的C头文件(stddef.h)中，可以看到如下代码：

#ifndef NULL
	#ifdef __cplusplus
		#define NULL 0
	#else
		#define NULL ((void *)0)
	#endif
#endif

C++中NULL可能被定义为字面常量0，或者C中被定义为无类型指针(void)的常量*。不论采取何种定义，在使用空值的指针时，都不可避免的会遇到一些麻烦，本想通过f(NULL)调用指针版本的f(int)函数，但是由于NULL被定义成0，调用了f(int x)，因此与程序的初衷相悖。f((void)NULL);调用会报错。**
• C++11中引入nullptr，nullptr是一个特殊的关键字，nullptr是一种特殊类型的字面量，它可以转换成任意其他类型的指针类型。使用nullptr定义空指针可以避免类型转换的问题，因为nullptr只能被隐式地转换为指针类型，而不能被转换为整数类型。

#include<iostream>
using namespace std;
void f(int x)
{
	cout << "f(int x)" << endl;
}
void f(int* ptr)
{
	cout << "f(int* ptr)" << endl;
}
int main()
{
	f(0);
	// 本想通过f(NULL)调用指针版本的f(int*)函数，但是由于NULL被定义成0，调用了f(intx)，因此与程序的初衷相悖。
	f(NULL);
	f((int*)NULL);
	// 编译报错: “f”: 2 个重载中没有一个可以转换所有参数类型
	// f((void*)NULL);
	f(nullptr);
	return 0;
}

所以c++部分尽量就用nullptr就好啦

七、inline

• 用inline修饰的函数叫做内联函数，编译时C++编译器会在调用的地方展开内联函数，这样调用内联函数就不需要建立栈帧了，就可以提高效率。
• inline对于编译器而言只是一个建议，也就是说，你加了inline编译器也可以选择在调用的地方不展开，不同编译器关于inline什么情况展开各不相同，因为C++标准没有规定这个。inline适用于频繁调用的短小函数，对于递归函数，代码相对多一些的函数，加上inline也会被编译器忽略。
也就是说，在inline这个方面，编译器占主导地位

• C语言实现宏函数也会在预处理时替换展开，但是宏函数实现很复杂很容易出错的，且不方便调试，C++设计了inline目的就是替代C的宏函数。
• vs编译器 debug版本下面默认是不展开inline的，这样方便调试。
• inline不建议声明和定义分离到两个文件，分离会导致链接错误。因为inline被展开，就没有函数地址，链接时会出现报错。

这里内联函数就是展开的，没有特别多的消耗，如果一个简短的函数调用次数很多很多，这个时候就可以用内联展开，减少函数栈帧的创建，提高效率

#include<iostream>
using namespace std;
inline int Add(int x, int y)
{
	int ret = x + y;
	ret += 1;
	ret += 1;
	ret += 1;
	return ret;
}
int main()
{
	int ret = Add(1, 2);
	cout << Add(1, 2) * 5 << endl;
	return 0;
}

#include<iostream>
using namespace std;
// 实现一个ADD宏函数的常见问题
//#define ADD(int a, int b) return a + b;  这三个是一些错误的宏的实现 
//#define ADD(a, b) a + b;
//#define ADD(a, b) (a + b)
// 正确的宏实现
#define ADD(a, b) ((a) + (b))   //  每个参数都加括号是  因为 a 也可能是一个表达式或者是其他的情况
int main()
{
	int ret = ADD(1, 2);
	cout << ADD(1, 2) << endl;
	cout << ADD(1, 2)*5 << endl;
	int x = 1, y = 2;
	ADD(x & y, x | y); // -> (x&y+x|y)
	return 0;
}

总结

今天入门了c++的基本语法，从第一个c++程序到命名空间对c语言命名冲突的优化，再来到缺省参数的魅力，然后是函数重载，接着是nullptr和NULL的区别以及优点，最后是类似于宏函数但优于宏函数的内联函数
c++在各个方面都在优化c语言，把以前不能实现或者有缺点的都进行了优化，不愧是c puls puls
今天的学习就到这里啦，下一篇博客小编将带着大家学习一个比指针好用的东西，不要走开，小编持续更新中~~~