? ? ? ? ????????????????????????????????????????????????什么是C++？

????????1982年，Bjarne Stroustrup博士在C語言的基礎上引入并擴充了面向對象的概念，發明了一種新的程序語言。為了表達該語言與C語言的淵源關系，命名為C++。因此：C++是基于C語言而產生的，它既可以進行C語言的過程化程序設計，又可以進行以抽象數據類型為特點的基于對象的程序設計，還可以進行面向對象的程序設計。

登高莫問頂，途中耳目新！

文章目錄

• 一、C++的發展歷史和應用領域
• 二、C++的關鍵字
• 三、命名空間
• 四、C++的輸入輸出
• 五、缺省參數
• 六、函數重載
• 七、C++的引用
• 八、內聯函數
• 總結

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提示：以下是本篇文章正文內容，下面案例可供參考

一、C++的發展歷史和應用領域

1.1、C++的起源

????????C語言是結構化和模塊化的語言，適合處理較小規模的程序。對于復雜的問題，規模較大的程序，需要高度 的抽象和建模時，C語言則不合適。為了解決軟件危機， 20世紀80年代， 計算機界提出了OOP(object oriented programming：面向對象)思想，支持面向對象的程序設計語言應運而生。之后便有了本賈尼博士等人設計出了C++這門語言。

1.2、C++發展史及歷代版本

? ? ? ??1979年，貝爾實驗室的本賈尼等人試圖分析unix內核的時候，試圖將內核模塊化，于是在C語言的基礎上進行擴展，增加了類的機制，完成了一個可以運行的預處理程序，稱之為C with classes。

1.3、C++的歷史版本

????????階段	????????????????????????????????????????????????????????????????內容
C with classes	類及派生類、公有和私有成員、類的構造和析構、友元、內聯函數、賦值運算符重載等
C++1.0	添加虛函數概念，函數和運算符重載，引用、常量等
C++2.0	更加完善支持面向對象，新增保護成員、多重繼承、對象的初始化、抽象類、靜態成員以 及const成員函數
C++3.0	進一步完善，引入模板，解決多重繼承產生的二義性問題和相應構造和析構的處理
C++98	C++標準第一個版本，絕大多數編譯器都支持，得到了國際標準化組織(ISO)和美國標準化 協會認可，以模板方式重寫C++標準庫，引入了STL(標準模板庫)
···	···之后介紹重要版本
C++11	增加了許多特性，使得C++更像一種新語言，比如：正則表達式、基于范圍for循環、auto 關鍵字、新容器、列表初始化、標準線程庫等
C++14	對C++11的擴展，主要是修復C++11中漏洞以及改進，比如：泛型的lambda表達式， auto的返回值類型推導，二進制字面常量等

? ? ? ? 現階段我們常用的還是C++98和C++11；

1.4、C++的應用領域

?1. 操作系統以及大型系統軟件開發

2. 服務器端開發

3. 人工智能

4. 網絡工具

5. 游戲開發

6. 嵌入式領域

7. 數字圖像處理

8. 分布式應用

9. 移動設備

二、C++的關鍵字

1.1、C++關鍵字

????????(C++98) C++總計63個關鍵字，C語言32個關鍵字

三、?命名空間

3.1、命名空間的概念

????????在C/C++中，變量、函數和后面要學到的類都是大量存在的，這些變量、函數和類的名稱將都存在于全局作 用域中，可能會導致很多沖突。使用命名空間的目的是對標識符的名稱進行本地化，以避免命名沖突或名字污染，namespace關鍵字的出現就是針對這種問題的。

示例：如下，我們自己定義的rand和庫里的rand函數產生命名沖突

?3.2、命名空間的定義

????????定義命名空間，需要使用到namespace關鍵字，后面跟命名空間的名字，然后接一對{}即可，{}中即為命名空間的成員。

? ? ? ? 注意點：

? ? ? ?1、命名空間中的內容，既可以定義變量，也可以定義函數

? ? ? ?2、命名空間還可以嵌套,同名的命名空間會被編譯器合并到一起。

3.3、命名空間嵌套的示例

#include<stdio.h> #include<stdlib.h> namespace jjx {namespace xiang{struct ListNode{int val;struct ListNode* next;};} }

加域訪問限定符訪問使用示例：

#include<iostream>//放出來，方便使用了，但是存在沖突風險 //using namespace std; //std封C++庫的命名空間//放部分常用的 using std::cout; using std::endl; using std::cin; int main() { cout << "hello world" << endl;return 0; }

注意：一個命名空間就定義了一個新的作用域，命名空間中的所有內容都局限于該命名空間中

3.4命名空間的使用

1、加命名空間名稱及作用域限定符????????：：

2、使用using將命名空間中成員引入? ? ? ? using N::b;

3、使用using namespace 命名空間名稱引入????????using namespce N;

四、C++的輸入輸出

4.1、C++是如何實現輸入輸出的例子：

#include<iostream>using namespace std; int main() {int a = 0;scanf("%d", &a);printf("%d\n", a);// >> 流提取運算符,cin 是對象， >> 是運算符重載，并且自動識別輸入類型cin >> a;// << 流插入運算符cout << a;return 0; }

說明：

1. 使用cout標準輸出(控制臺)和cin標準輸入(鍵盤)時，必須包含< iostream >頭文件以及std標準命名空間。

注意：早期標準庫將所有功能在全局域中實現，聲明在.h后綴的頭文件中，使用時只需包含對應頭文件即可，后來將其實現在std命名空間下，為了和C頭文件區分，也為了正確使用命名空間，規定C++頭文件不帶.h；舊編譯器(vc 6.0)中還支持<iostream.h>格式，后續編譯器已不支持，因此推薦使用

<iostream>+std的方式。

2. 使用C++輸入輸出更方便，不需增加數據格式控制，比如：整形--%d，字符--%c

cin中的>>是通過重載>>和模板實現自動識別類型。

五、缺省參數

5.1、?缺省參數概念

????????缺省參數是聲明或定義函數時為函數的參數指定一個默認值。在調用該函數時，如果沒有指定實參則采用該 默認值，否則使用指定的實參。

類似于備胎的概念：

缺省參數/默認參數 void Fun(int a = 0) {cout << a << endl; } int main() {Fun();//沒有傳參數的時候，使用參數的默認值Fun(1);//傳參時，使用指定的實參return 0; }

?5.2、 缺省參數分類

? ·全缺省參數：

void Fun(int a = 10, int b = 20, int c = 30) {cout << "a =" << a << endl;cout << "b =" << b << endl;cout << "c =" << c << endl << endl; } int main() {Fun();Fun(1);Fun(1, 2);Fun(1, 2, 3);return 0; }

?·半缺省參數：

?注：

1. 半缺省參數必須從右往左依次來給出，不能間隔著給

2. 缺省參數不能在函數聲明和定義中同時出現

3. 缺省值必須是常量或者全局變量

4. C語言不支持（編譯器不支持）

void Fun(int a , int b = 20, int c = 30) {cout << "a =" << a << endl;cout << "b =" << b << endl;cout << "c =" << c << endl << endl; } int main() { // Fun();半缺省至少傳一個參數Fun(1);Fun(1, 2);Fun(1, 2, 3);return 0; }

?缺省值必須是常量或者全局變量

void QueueInit(int n = 10);//申明給值 #include"Queue.h" void QueueInit(int n)//定義給值不可以，必須在申明給值 {cout << n << endl; } #include"Queue.h" int main() {QueueInit();//不給值默認是10，如果是定義給值，則頭文件在這展開時//編譯器找不到其默認值，鏈接時找定義QueueInit(20);return 0; }

六、函數重載

C語言不支持重載，C++支持重載！

C++是如何支持的？為什么C語言不能支持？

這里我們一起探索一下問題的答案！

6.1、函數重載概念 :

函數重載:是函數的一種特殊情況，C++允許在同一作用域中聲明幾個功能類似的同名函數，這些同名函數的 形參列表(參數個數 或 類型 或 順序)必須不同，常用來處理實現功能類似數據類型不同的問題

//C語言不支持同名函數 //CPP支持同名函數 //要求：參數名相同———— //參數不同：參數個數/類型/順序 int Add(int left, int right) {return left + right; } double Add(double left, double right) {return left + right; } void f(int i, double d) {cout << "void f(int i, double d)" << endl; } void f(double i, int d) {cout << "void f(double i, int d)" << endl; } //示例二 void swap(int* p1, int* p2) {int x = *p1;*p1 = *p2;*p2 = x; } void swap(double* p1, double* p2) {double x = *p1;*p1 = *p2;*p2 = x; } int main() {cout << Add(1, 2) << endl;cout << Add(1.1, 2.2) << endl;f(1, 22.2);f(22.2, 1);int a = 0, b = 1;double c = 1.1, d = 2.2;swap(&a, &b);swap(&c, &d);return 0;}

為什么C++支持函數重載，而C語言不支持函數重載呢？為此我們不得不提到一個新的概念名字修飾(name Mangling)。

6.2、 名字修飾(name Mangling)

在C/C++中，一個程序要運行起來，需要經歷以下幾個階段：預處理、編譯、匯編、鏈接。

?????????1. 實際我們的項目通常是由多個頭文件和多個源文件構成，而通過我們C語言階段學習的編譯鏈接，我們 可以知道，【當前a.cpp中調用了b.cpp中定義的Add函數時】，編譯后鏈接前，a.o的目標文件中沒有 Add的函數地址，因為Add是在b.cpp中定義的，所以Add的地址在b.o中。那么怎么辦呢？

????????2. 所以鏈接階段就是專門處理這種問題，鏈接器看到a.o調用Add，但是沒有Add的地址，就會到b.o的符 號表中找Add的地址，然后鏈接到一起。(如果同學們忘記了上面過程，咋們老師要帶同學們回顧一下)

????????3. 那么鏈接時，面對Add函數，連接器會使用哪個名字去找呢？這里每個編譯器都有自己的函數名修飾規則。

示例：由于Windows下vs的修飾規則過于復雜，而Linux下gcc的修飾規則簡單易懂

?g++（C++）的函數名修飾

gcc

?

6.3 、extern “C”

?在函數前加extern "C"，意思是告訴編譯器， 將該函數按照C語言規則來編譯.

?

C++可以調用C的庫，利用extern 是c++的語法

C也可以調用C++的庫，但是很麻煩，需要條件編譯

下面就是條件編譯

小結：為啥C++支持函數重載

????????了C語言沒辦法支持重載，因為同名函數沒辦法區分。而C++是通過函數修飾規則來區 分，只要參數不同，修飾出來的名字就不一樣，就支持了重載。

七、C++的引用

?7.1 、引用概念

?????????引用不是新定義一個變量，而是給已存在變量取了一個別名，編譯器不會為引用變量開辟內存空間，它和它引用的變量共用同一塊內存空間。

? ? ? ? 就是類似于有些和正品耐克鞋質量一樣好的莆田鞋，他們之間的價格可能差了好幾倍，但是他們的本質是一樣的。

代碼+監視示例：

?7.2、 引用特性

1. 引用在定義時必須初始化

2. 一個變量可以有多個引用?

3. 引用一旦引用一個實體，再不能引用其他實體

賦值操作執行時，比如說是上面的e賦值給b，編譯器會給e產生一個臨時變量，再把臨時變量賦值給b，臨時變量具有常性權限縮小，所以+const?

比如：

示例1：

int main() {int a = 10;int& b = a;//不變//取別名原則：對原引用變量，權限只能縮小，不能放大const int x = 20;//const是可讀但不可改寫（讀寫權限）//int& y = x; //權限放大了const int& y = x;int c = 30;const int& d = c;//權限的縮小return 0; }

示例2：

int main() {int a = 10;int& b = a;const int& c = 20;//在傳參過程取別名,才是它更多的作用//C++允許相似類型隱式轉換，會發生截斷或者是整形提升double d = 2.2;const int& e = d;//e是臨時變量的地址，不是d的地址retuen 0; }

7.3、?使用場景

1、做參數

void Swap(int& left, int& right) {int temp = left;left = right;right = temp; }

?2. 做返回值

int& Count() {static int n = 0；n++;// ...return n; }

?注意：

????????如果函數返回時，出了函數作用域，如果返回對象還未還給系統，則可以使用引用返回，如果已經還給系統了，則必須使用傳值返回。

7.4、傳值、傳引用效率比較

????????以值作為參數或者返回值類型，在傳參和返回期間，函數不會直接傳遞實參或者將變量本身直接返回，而是 傳遞實參或者返回變量的一份臨時的拷貝，因此用值作為參數或者返回值類型，效率是非常低下的，尤其是當參數或者返回值類型非常大時，效率就更低。

測試引用傳參的效率、傳值、指針傳參效率的區別的函數

#include <time.h> struct A{ int a[10000]; }; void TestFunc1(A aa){} void TestFunc2(A& aa){} void TestFunc3(A* paa){} void TestRefAndValue() {A a;// 以值作為函數參數size_t begin1 = clock();for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)TestFunc1(a);size_t end1 = clock();// 以引用作為函數參數size_t begin2 = clock();for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)TestFunc2(a);size_t end2 = clock();size_t begin3 = clock();for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)TestFunc3(&a);size_t end3 = clock();// 分別計算兩個函數運行結束后的時間cout << "TestFunc1(A)-time:" << end1 - begin1 << endl;cout << "TestFunc2(A&)-time:" << end2 - begin2 << endl;cout << "TestFunc3(A*)-time:" << end3 - begin3 << endl; }

在我的電腦下測試結果

順帶提一下引用和指針的區別：底層的角度，指針和引用是一樣的，因為引用底層就是指針

?為啥傳值會更慢？

傳值調用會產生一個臨時變量，也就是圖中的方塊，所以效率更低

?7.5、引用和指針的不同點:

1. 引用在定義時必須初始化，指針沒有要求

2. 引用在初始化時引用一個實體后，就不能再引用其他實體，而指針可以在任何時候指向任何一個同類型 實體

3. 沒有NULL引用，但有NULL指針

4. 在sizeof中含義不同：引用結果為引用類型的大小，但指針始終是地址空間所占字節個數(32位平臺下占 4個字節)

5. 引用自加即引用的實體增加1，指針自加即指針向后偏移一個類型的大小

6. 有多級指針，但是沒有多級引用

7. 訪問實體方式不同，指針需要顯式解引用，引用編譯器自己處理

8. 引用比指針使用起來相對更安全

八、內聯函數

8.1、內聯函數的概念

????????以inline修飾的函數叫做內聯函數，編譯時C++編譯器會在調用內聯函數的地方展開，沒有函數壓棧的開銷， 內聯函數提升程序運行的效率。

8.2、內聯函數的特性

????????1. inline是一種以空間換時間的做法，省去調用函數額開銷。所以代碼很長或者有循環/遞歸的函數不適宜 使用作為內聯函數。

????????2. inline對于編譯器而言只是一個建議，編譯器會自動優化，如果定義為inline的函數體內有循環/遞歸等 等，編譯器優化時會忽略掉內聯。

????????3. inline不建議聲明和定義分離，分離會導致鏈接錯誤。因為inline被展開，就沒有函數地址了，鏈接就會 找不到。

探究：為什么C++要寫出內聯函數？

用C語言實現一個加法的宏

#define ADD(x, y)((x) + (y))

?宏的優缺點：

優點： 1.增強代碼的復用性。 2.提高性能。 缺點： 1.不方便調試宏。（因為預編譯階段進行了替換） 2.導致代碼可讀性差，可維護性差，容易誤用。 3.沒有類型安全的檢查 。

使用內聯寫一個加法函數

inline int Add(int x, int y) {int z = x + y;return z; }

?內聯函數的優點：

????????inline: 1、debug版本下支持調試 2、不容易寫錯，就是普通函數的寫法

所以內聯函數是替換宏的一個好辦法。

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總結

? ? ? ? 本文寫了約7000字，比較詳細地向大家介紹了什么是C++以及C++發展歷史，?還向大家講述了C++關鍵字、命名空間等知識，希望大家在看完后能夠有所收獲，感謝大家的支持！

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【C++】 C++入门和基础的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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