初识C++（一）

一、什么是C++? 1、C++的起源

        字面上理解，C++可以看成C的++，也就是C+1。那么C++真的就只是C+1这么简单吗？

        当然不是。

        要讨论C++的出现，我们首先要了解C++的前身：C语言。作为早期计算机发展的产物，C语言的产生无疑是具有标志性和纪念意义的，但同时也是由于产生时间较早，在后续的发展中，C语言的缺点和局限性逐渐有所体现。就像我们现在使用的软件一样，产生BUG，我们就会选择打补丁，C语言也一样。可以说C++的正式出现，就是C语言不断优化扩展的产物。

2、C语言和C++的区别

        首先从兼容性上来说，因为C++脱胎于C语言，所以C++是可以兼容C语言代码的。其次C语言是一门面向过程的计算机编程语言，而C++既可以进行C语言的过程化程序设计，又可以进行以抽象数据类型为特点的基于对象的程序设计，还可以进行面向对象的程序设计。

二、简单认识C++

先来看一段代码。

这是一段非常经典的“Hello World”代码，那么从这个代码中，我们能看出什么呢？

1、关键字

       在学习C语言的时候，我们都接触过关键字。C语言中一共有32个关键字，而在C++中，经过程序设计者们的优化和改进，C++的关键字增加到了63个，如下表：

C++关键字（98）

asm	do	if	return	try	continue
auto	double	inline	short	typedef	for
bool	dynamic_cast	int	signed	typeid	public
break	else	long	sizeof	typename	throw
case	enum	mutable	static	union	wchar_t
catch	explicit	namespace	static_cast	unsigned	default
char	export	new	struct	using	friend
class	extern	operator	switch	virtual	register
const	FALSE	private	template	void	TRUE
const_cast	float	protected	this	volatile	while
delete	goto	reinterpret_cast

        以上的关键字中，和C语言重复的32个关键字在使用方法上与C语言保持一致，这样也保证了C++对C语言的兼容性。其他关键字的使用方法我们会慢慢提到。

2、命名空间（namespace）

        细心的同学在对比上图和C语言的时候应该已经发现了，#include语句下方多了一行没有见过的指令：using namespace std；这就是我们下面要讲的另一个知识点，也是C++对于C语言的改进之一：命名空间（namespace）。

什么是命名空间

        举个例子，你有两个都叫做张三的朋友，分别来自不同的地方。有一天你收到一封信，信上只写了张三，却没写地址，你是不是就蒙了，到底是哪一个张三给你写信，你又应该回信给哪一个张三？这时候，如果信上写明了来自杭州或者上海，那你就明白了，原来是这个张三给我写信。这个“杭州”或者“上海”就可以理解为命名空间了。

命名空间的作用

        对应到C++中，假如我有两个同名对象都叫 F，但两者定定义不同，我们在学习过C语言后就会知道，在C语言中是不可以出现同名对象的，因为会有重定义的问题，编译器在执行编译时。会因为无法确定对象的类型而编译失败，如下图：

        如上图所示，假设我们需要定义一个变量来存储随机数，那我们首先想到的就是将这个变量命名为rand，但实际上rand是一个库函数，如果我们再使用rand去命名对象，就会出现上面显示的重定义，就产生了命名冲突。对于原有的rand函数我们是不会去动他了，那对于自定义变量rand，如果我们想要使用它，我们就需要对rand进行一个修饰，或者叫限制，这时候命名空间就可以发挥他的作用了。如下图：

         根据上图我们可以看到，我们通过namespace命令设置了一个空间T，将变量rand放在了空间T中。在调用变量rand时，我们使用作用域限定符 :: 将rand的定义范围限定在空间T中，可以理解为T中的rand，就像上文举的例子中的来自杭州的张三。此时，虽然变量的名称还是rand，但由于两者来自不同的作用域，所以就不会有重定义的问题。对于库函数rand，我们打印的是rand函数的地址，所以就有了上面显示的结果。

命名空间的结构

        命名空间由四部分组成：关键字namespace、空间名、{}以及{}中的空间内容。

        空间名可以由用户自行定义，假如你在设置空间名的时候发生了重复，在编译的时候，编译器会自动将这两个空间进行合并。需要注意的是，如果这两个同名空间中存在同名不同定义的变量名，还是会发生重定义的问题，如下图：

         空间内容的输入规则和我们平时在main函数里写代码的规则相同，可以定义变量，可以定义函数。namespace同样也可以用在空间内容里，也就是说命名空间是可以嵌套的，如下图：

        需要注意的是，命名空间定义的空间是作为一个域独立存在的，虽然我们可以通过空间名去访问空间内的成员，但空间内的成员不会影响外部环境。

 命名空间的使用

        在使用命名空间之前，我们需要先对空间内容进行构建，此时你可以添加到空间里的对象包括变量、函数、新的命名空间等等，如下图：

         这里需要注意，虽然空间已经构建好了，我们在主程序还是不能直接对空间内的对象进行调用，而是需要通过其他方式。在这里我们一共有三种方法进行调用。

        第一种：通过作用域限定符::和空间名称直接调用（空间名称::对象名称）

        第二种：使用using将命名空间内的成员直接导入（using 空间名称::对象名称）

         第三种：使用using namespace命名空间直接引入（using namespace 空间名称）

         以上三种方式都可以访问到空间T内的成员，但需要注意的是，如果通过第二、第三种方法引入空间，假设外部空间存在同名成员，还是会出现重定义，因为通过第二、第三种方式引入，相当于直接将空间T内的成员释放到外部空间，是可以被直接访问的，相当于直接定义在外部环境的对象。所以，即使使用命名空间有助于防止重定义的发生，我们还是要注意，在命名对象时，尽量使用不同的名字。

3、输入输出

        由于C++兼容C语言，所以在输入输出时，我们依旧可以使用scanf和printf函数，但是C++给我们提供了一种新的输入输出方式：cout标准输出（控制台）和cin标准输入（键盘）。

        cout和cin都包含在iostream头文件里的std（标准命名空间）中，所以在使用时，我们需要输入包含iostream头文件并引入std空间。而且相比较于scanf和printf函数，cout和cin在数据做了处理，使得我们在输入输出时不需要再特意去指定数据类型进行格式控制，如图：