C++ 核心语法入门：输入输出、缺省参数与重载

云泽808

发布于 2025-12-30 17:49:06

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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++中需要把定义文件的代码后缀改为.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

当然C++有一套自己的输入输出，C++版本的hello world是下面这么写的

二、命名空间

2.1 namespace的价值

C语言的第一个不足就叫命名冲突

编译的时候，预处理阶段头文件会展开，没包含头文件#include<stdlib.h>的时候只有一个变量rand，包含了它之后，头文件内还有一个叫rand的函数，下面打印的时候编译器就不知道使用的是哪个rand了

虽然这里稍微改一下变量名就可以正常输出了，而在一个公司内部，一个项目多达几百w行代码，而这么多的代码量肯定是由很多人写的，这样的情况下两个人起的名字冲突概率还是很大的，于是就出现了命名空间来解决这个问题

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不再冲突了

C/C++对命名定义的规定是在同一作用域下，不能定义同名变量，反之

这里用printf访问a，会优先访问局部域的a，这是因为局部优先原则

如果这里想要访问全局的a，就要使用::运算符（域作用限定符号）了，有了它就可以指定访问作用域了，如果域作用限定符左边没东西，默认的就是全局

而想要访问命名空间里的rand，就要在域作用限定符左边加上域的名字

这里报错的原因是，第三个printf默认访问了全局的rand，rand是个函数名，是个指针，而指针要用%p打印，把%d改为%p即可

且其不会默认的从局部到全局再到命名空间去搜索，在没有指定的情况下，默认是不会去命名空间中进行搜索的

所以总结下来就是：编译器语法查找确认，默认先局部查找，再全局查找，找不到就报错。如果制定了作用域，就直接去这个域查找，没有找到就报错

如果想用命名空间里的类型去定义一个变量，是定义不了的，想定义bit要加在Node前面，因为主体定义的是Node

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，还会影响变量的声明周期（如局部域和全局域），命名空间域和类域不影响变量声明周期，命名空间没有结束的概念，所以命名空间域的生命周期依旧是全局（从main函数开始到main函数结束），即命名空间里定义的变量可以理解为全局变量
namespace只能定义在全局，当然他还可以嵌套定义在一个公司做一个比较大的项目的时候，一个项目会分为几个不同的组，为了防止组和组冲突，通常会定义不同的命名空间，相关组就把自己组的代码放入相关的命名空间

但是如果数据库组的业务量很大，有10个人负责这一部分的代码，那他们之间也可能有命名冲突的问题，所以就可以嵌套命名空间。如果命名空间也冲突了，那只有改名字了，不过这样相比C语言那样的全局命名冲突的概率就小很多了

上面的情况都是在同一个文件下，但是在实战中，一个项目的代码都是在很多个文件里的，下面看一下多文件情况下的冲突问题

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

如图现在这些数据结构命名冲突了

stack.h

Queue.h

也就是在声明和定义分离的时候，虽然Queue.h和Queue.cpp里的命名空间在不同文件里，但是会合并成一个

所以说之前的数据结构的文章内我都带了名词前缀，在这样的情况下就不需要带名词前缀了，直接使用命名空间就可以了

Queue.h

Stack.h

Queue.cpp

Stack.cpp

test.c

可以看到也是可以正常跑起来的

C++标准库都放在一个叫std（standard）的命名空间中

这里举个例子，现在要使用C++的排序，就包含图中的头文件，这个头文件就叫算法，下图的算法sort底层就是快排，直接在参数传数组开始的地址，和结束的地址（结束的地址不是7，而是最后一个数据的下一个位置）

这样也有一个防止命名冲突的效果

2.3 命名空间使用

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。一般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
展开命名空间中全部成员（暴漏到全局），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

可以认为using namespace std这里的std是展开库里面std的命名空间，之后用库里面的东西就不需要指定了

比如说< iostream >里的东西是用namespace std包含起来的，using namespace std就相当于头文件里包含的东西就到全局了。这里默认找cout是从局部和全局查找，加了using namespace std的意思就是，如果现在局部全局都没找到cout，还会到展开的命名空间中去查找

前面两种方式要么挨个去指定，要么一把全展开了，这个就是一个折中的方式了。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。如果说一个项目之中，cin和sort用的比较少，但是cout和endl用的很多，每次加std很麻烦，就可以使用这样的部分展开的方式

意思就是cin和sort直接去std中去寻找，而cout和endl就相当于直接暴漏在全局了

不过少部分常用的全部展开之后，自然就不能定义和展开同名的东西了

四、C++输入&输出

< iostream >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iostream类的对象，它主要面向窄字符串（一个字节的字符）的标准输入流（黑框框输入的任何东西都可以认为是字符串，cin就是从字符串转换为对应的类型，但是匹配不上就会报错）
std::cout是iostream类的对象，它主要面向窄字符串的标准输出流。补充一下，输出就是把任何类型的对象，都转换成窄字符的串输出，本质上就是都转换成字符串输出到控制台（黑框框）去
<<是流插入运算符，>>是流提取运算符（<</>>在与整形接触的时候和C语言一样，依旧左移和右移，但是和cout，cin配合的时候，就变成了流插入，流提取）
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（\n与endl的区别是刷新缓冲区，频繁的刷新缓冲区会影响一个效率问题，但刷新缓冲区也可以把endl前面写的东西及时的输出出去，而\n则是会累积，把东西都放到一个缓存，再刷到对应的地方。在算法竞赛中还是建议使用\n，效率更高）

如图本质上没有匹配上，就相当于报错了

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（本质上是通过函数重载实现的，后面的文章会写），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
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呢
而且C++即使没有包含< stdio.h >，也可以使用printf和scanf，在包含 < iostream >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（如gcc）

补充一下，在用C++打ACM/蓝桥杯一些竞赛的时候，输入输出在前面的时候会加下面几行代码可以提效率

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
	//在IO需求比较高的地方，如部分大量输入的竞赛中，加上以下3行代码
	//可以提高C++IO效率
	ios_base::sync_with_stdio(false);
	cin.tie(nullptr);
	cout.tie(nullptr);

	return 0;
}

因为OJ分为两种，一种是IO型一种是接口型。

在力扣上刷题主要就是接口型，用户直接实现一个给好的函数就可以了，其测试用例是通过参数传过来的，结果通常用返回值进行返回，提交之后会通过网络和后台的程序进行合并，另一边就是头文件和main函数
另一种就是IO型，要编写所有代码。一般情况下cout和cin的效率是没有printf高的。此时就有了两种解决办法，第一种就是继续使用printf和scanf，另一种就是加这几行代码。加了之后就可以把cout和printf混着写了，会保证顺序，但是会降低一些效率（相当于让C++和C同步了），不加的话还是分开写，这一部分后面的文章我还会写