【C++】(一) C++初步，从C到C++

本文目录

• 前言
• 参考链接
• 一、概述
• 二、C++初步
• • 0. 从C到C++
  • 1. 文件扩展名
  • 2. 名字空间
  • 3. 作用域与作用域符
  • 4. 输入输出
  • 5. 变量类型与定义
  • 6. 动态内存的分配与释放
  • 7. 引用
  • 8. const关键字
  • 9. 字符串
  • 10. 函数新特性
  • • 10.1 声明与定义
    • 10.2 内置函数【内联函数】
    • 10.3 带缺省参数的函数（参数有默认值）
    • 10.4 函数重载（overload）【重要概念】
• 三、VS2005
• • 1. 界面认识
  • 2. 基本使用
  • 3. 字体、快捷键等设置
  • 4. 代码联想

前言

  最近要完成一个WinSock编程的大作业，由于要求太简单，因此想要做一个窗口界面出来，于是想到两年前小学期学得很烂的C++及.NET，便把之前的课件翻出来重新学了一遍，同时想着写一篇博客记录一下。

参考链接

  以下参考链接来自使用过程中遇到的一些问题查询的结果，会按照序号来命名，文中有对应标注。

• xxx

一、概述

  把课件整体学了一遍之后，发现老师课件的思路非常清晰明确且非常具有逻辑性，因此本博客也打算按照当时老师的思路来行文。首先大致介绍C++的一些特性，然后再重点介绍面向对象编程中的一些重点概念，要求读者具有C语言基础。最后再简单介绍开发工具VS2005的一些使用技巧。

二、C++初步

  众所周知，C++语言的诞生就是基于C语言的，或者说C++是一个更好的C，同时也兼容C，其中最大的区别可能就是C++引入了类的机制，最初的C++也被称为“带类的C”（C language with class），之后才正式改名为C++。

  这里需要注意的是，C++问世之后，并不是说C语言就停滞发展了，二者在之后的时间中都在不断发展，在不断更新标准，其发展历程可以参考这篇文章，讲得非常详细。因此个人建议不必纠结它们中的某个细节是怎么发展更新的，只需要知道目前最新的版本即可

  本博客中根据老师课件的表述，应该是以C++98标准来展开讲述，而且使用的工具——VS 2005也只支持这个标准，虽然版本有点老，但是个人认为对入门C++还是足够了的，因为基本的一些概念在之后的版本更新中也没有太多变化。

附：VS，GCC个版本与C++标准的对应关系

0. 从C到C++

  C++（C plus plus）是C语言的超集，完全兼容C语言，它保持了C的简洁、高效和接近汇编语言等特点，同时对C的类型系统进行了改革和扩充，当然最为重要的还是它支持面向对象的方法编程（C++不是一个纯正的面向对象的语言）。因此在概念上不同于C，应按C++的方式来理解使用它。下面将从以下十个方面来讲述C++与C语言中不同之处，方面读者快速建立印象。

1. 文件扩展名

  为了使得编译器能够区分是C语言还是C++语言，C++语言体系规定用 “.cpp” （意即 C Plus Plus）作为C++语言源文件的扩展名以区别于C语言用的 “.c” 文件扩展名。
  但是C++中头文件的扩展名仍然为 “.h” 。因此Arduino中调用的库一般都是一个.h文件配一个.cpp文件。

为什么还要强调文件扩展名呢？
可能对于目前一些高版本的编译器来说其实没什么差别，但是对于嵌入式等硬件差别还是存在的，不能随便写扩展名。

2. 名字空间

  名字空间的概念是C++独有的，它相当于一个更加灵活的文件域，一般也叫作用域。首先来看一个基础的C++程序：

#include 
using namespace std;

int main()
{
	int i = 3;
	cout << "i = " <<i<<endl;
	return 0;
}

其中的namespace关键词就是用来说明名字空间，std相当于一个标准的命名空间，里面有cout等C++基本的函数，因此在程序的开头要以using namespace std;来声明使用这个命名空间，这样就能使用其内部的函数或变量了。

  注意：在使用using namespace std;时，#include 后面是没有.h的。

  那能不能自定义一个名字空间呢？
  答案是肯定的。如果想自定义一个名字空间，可以用关键词namespace来定义，和定义一个类差不多。

namespace  ns1
{
     float a,b,c;
     void fun1(){……}
}

这样相当于给一些变量和函数限定的范围，因此使用的时候，需要使用作用域符::来表示使用的变量所在的名字空间。举个例子：

namespace  ns1
{
	int  i=10;
}
namespace  ns2
{
	int  i=20;
}

#include      
using namespace  std;

int main( )
{
	int  i=3;
	cout<<"i="<<i<<endl;  //默认作用域中的i变量
	cout <<"i="<< ns1::i<<endl;//ns1作用域中的i变量
	cout <<"i="<< ns2::i<<endl;//ns2作用域中的i变量
	return 0;
}

  通过上面这个例子，我们还可以总结出名字空间的两种用法：①使用using;②使用作用域符::。显然，如果涉及的函数或变量较少，可以使用作用域符；如果需要频繁使用到某名字空间的变量或函数，则可以使用using（一个程序里面可以使用多个using，但其作用域中不能有冲突的变量或函数）

  对于有结构体和类的概念的同学可能会问：这个和类有什么区别呢？
  确实是一个好问题，经过查找资料找到一篇相对完整的教程【链接】，里面对名字空间有详细的讲述，这其中，我认为和类相比最为不一样的就是名字空间是开放的，可以在使用过程中增添内容。看个例子。

#include 
using namespace std;

namespace A {
    int a = 100;
    int b = 200;
}
//将c添加到已有的命名空间A中
namespace A {
    int c = 300;
}
void test04()
{
    cout<<"A中a = "<<A::a<<endl;//100
    cout<<"A中c = "<<A::c<<endl;//200
}

3. 作用域与作用域符

  在上一节名字空间中，我们对作用域有了一定的概念，但其实这个概念还可以扩展到局部变量和全局变量的范围。
  通常情况下，如果全局变量与局部变量同名，那么局部变量在其作用域内拥有较高的优先级。
  在C++中，提供一个作用域运算符::，它能指定所需要的作用域。来看个例子。

#include    
using namespace std;
float a=2.4;          // 全局变量
void main()
{
	int a=8;          // 局部变量
  	cout<<a<<endl;
  	cout<<::a<<endl;  // ::a表示全局作用域中的变量a
} 

  需要注意的是，作用域符不能访问函数中的局部变量！

4. 输入输出

  其中，<<在C语言中是移位运算符，而这里用来表示输出流，这属于是运算符重载，具体看后面的教程。

  这里对于初学者来说可能会混记的是cin和cout运算符分不清，这里我给的建议是，把cin和cout想象成一个端口，然后在cin和cout左边是输入输出终端，右边是需要输入输出的内容，这样根据数据的流向就能判断符号的方向了。

5. 变量类型与定义

  C++增加了布尔型、引用类型、类类型三种数据类型，并在变量的定义上作了两种大的改变：

• 允许在程序的任意位置定义变量（C98标准里面变量的位置只能在函数开头）
• 允许直接使用结构体名定义变量。

  对于第一个改变，似乎在C语言之后的版本标准中也改进了这一点，所以不要觉得和自己所学的C语言不同。
  对于第二个改变，似乎C语言目前还没有。看个例子。

6. 动态内存的分配与释放

  一般在程序中直接定义一个变量，如int a = 0;系统会自动在内存中给这个变量分配一块内存，但这种类型的变量不会在不使用之后就自动释放内存，只有在程序执行完毕后才会释放掉，不太经济。因此动态内存就显得很有必要了。
  在C语言中，有动态内存相关的关键词，即malloc(申请一块内存)和free(释放掉内存)。在C++中，也有与之对应的关键词。

• new运算符
    new从内存中分配内存空间，并返回指向该内存的首地址，该地址存放于指针变量中。而且需要注意的是，new分配的空间是在堆上，而一般的变量定义是在栈上，（具体概念不用了解）因此在函数中用new声明的变量在函数外还能使用。
  使用格式：指针变量 = new 数据类型;如果不想用指针变量，也可以: 变量 = *new 数据类型
    eg:

#include 
using namespace std;
 
int example1()
{
  //可以在new后面直接赋值
  int *p = new int(3);
  //也可以单独赋值
  //*p = 3;
 
  //如果不想使用指针，可以定义一个变量，在new之前用“*”表示new出来的内容
  int q = *new int;
  q = 1;
  cout << q << endl;
 
  return *p;
}
 
int* example2()
{
  //当new一个数组时，同样用一个指针接住数组的首地址
  int *q = new int[3];  //但是需要注意，这种方式得到的数组没有初始化，值不确定。
  for(int i=0; i<3; i++)
    q[i] = i;
 
  return q;
}
 
struct student
{
  string name;
  int score;
};
 
 
student* example3()
{
  //这里是用一个结构体指针接住结构体数组的首地址
  //对于结构体指针，个人认为目前这种赋值方法比较方便
  student *stlist = new student[3]{{"abc", 90}, {"bac", 78}, {"ccd", 93}};
 
  return stlist;
}
 
 
 
int main()
{
  int e1 = example1();
  cout <<"e1: "<< e1 << endl;
 
  int *e2 = example2();
  for(int i=0; i<3; i++)
    cout << e2[i] << " ";
  cout << endl;
 
  student *st1 = example3();
 
  for(int i=0; i<3; i++)
    cout << st1[i].name << " " << st1[i].score << endl;
 
  return 0;
}

  注：代码来源

• delete运算符
    运算符delete用于释放new分配的内存空间，它的使用形式为：delete 指针变量；其中的指针变量保存着new动态分配的内存的首地址。
    如果该指针指向的是一个数组的首地址，那么在使用delete释放时就要加上一对中括号

delete [] p; //p是用new分配的一个数组首地址指针

• 使用注意事项
  • 用new获取的内存空间，必须用delete进行释放，且使用delete的指针必须是new分配的内存空间首地址；
  • 对一个指针，只能用一次delete；
  • 使用new分配内存空间时，是可能会存在无法分配的情况（内存不足）此时其返回的指针为NULL，即为0，使用时，可以根据其返回值来判断内存是否分配成功；
  • 使用delete时，不用考虑数组的维数。

7. 引用

  引用是C++语言的一个特殊的数据类型描述，用于在程序的不同部分使用两个以上的变量名指向同一地址，使得对其中任一个变量的 *** 作实际上都是对同一地址单元进行的。
  在这种两个以上变量名的关系上，被声明为引用类型的变量名则是实际变量名的别名。
  引用运算符为&，声明引用的一般形式为：数据类型 &引用变量名 = 变量名; 看个例子

#include    
using namespace std;
void main()
{
	int a=10;
   	int &b=a;
	a=a*a;
	cout<<a<<b<<endl;
	b=b/5;
	cout<<a<<b<<endl;
}

在这个代码中，不管是对a还是b的运算，都会改变其对应地址的值，因此两次输出得到的结果不同。
  在使用引用时，有一些注意事项：

• 在一行中声明多个引用变量时，要在每个变量前面都加上“&”；
• 一个变量在声明为引用时必须进行初始化；
  比如int &a = b;是正确的代码；int &a;是错误的代码。
• 引用变量与被引用变量数据类型应一致；像这样的代码float a; int &b = a;是错误的；
• 注意将引用与指针区分开来，指针在定义时用的符号是*，一般和数据类型一起使用，&是取一个变量的地址，一般是定义完指针变量之后使用时才会用的，而引用则是在定义时就使用。
• 可以对引用变量再次进行引用。如下代码：

int num=50;
int &ref1=num;
int &ref2=ref1;
ref2=100;			// num被修改为100

  对于引用，最为经典的程序就是交换两个数的值的函数。【附：常用的交换两个数的函数写法】

#include      
using namespace std;

void swap(int &a, int &b)  //传入的参数为两个数的引用，这样就能通过改变引用值来改变实参的值。
{
	int temp;
	temp=a;
	a=b;
    b=temp;
}

int main( )
{
	int i=3 , j=5;
    swap(i , j);
    cout << "i=" << i << "j=" << j << endl;
	return 0;
}

C++中的引用在函数也有应用，不仅仅是参数可以用引用，返回值也可以使用，具体可以参考一下这篇博客，讲得非常详细。

8. const关键字

  当我们需要定义一些不需要更改或者不能被更改的量时，就会用到const关键字。值得一提的是，在C和C++中，都有const这个关键字，都是表示一个变量为常量，但二者具有较大的差别。具体可以看一下这篇博客。
  总结来说，大致是 C语言中的const关键字修饰的变量不能直接赋值改变，但可以通过指针来改变；而C++中不能通过指针来改变变量的值。
  此外，const关键词还可以修饰函数，一般在定义函数放在函数后面，表示该函数为常成员函数，它一般在类中使用，表示不能更改类中的成员变量，具体可以参考这篇博客。

9. 字符串

  在C语言中，如果要使用字符串，一般都是用字符数组来表示。且其最后一个元素必须为'string'。在C++中，提供了一种既方便又好用的

string类型的字符串不同于C风格的字符串，它的末尾没有

string类型的字符串可以直接通过cin输入；

字符；类型。

• 使用string类型的字符要包含头文件#include ；
string str2 = str1;str1
• string类型的字符可以直接像变量一样赋值.（c_str()）也是一个string字符串；
• string字符串可以通过length()运算符来调用其内置的函数；
• string类型的字符串转换为C风格的字符串可以使用+函数；
• 如果要获取字符串长度可以调用+=函数；
• string类型的字符串可以直接用[]，
• string类型的字符串还有很多函数可以使用，可以很方便地实现增删改查，具体可以参考下面的链接。
来衔接多个字符串，且不用担心超出存储范围的问题；
• string类型的字符串仍然可以通过inline加下标来访问其中的字符，和C一样，下标从0开始；
#

附：string常用用法总结

10. 函数新特性 10.1 声明与定义

  C++中的函数与C中相同，如果使用先于定义，那就要在使用前声明。 且函数声明时可以省略形参，只保留形参数据类型。

10.2 内置函数【内联函数】

  一般来说，如果要调用一个函数，都要先中断主程序的运行，并记录现场（PC指针等），然后在调用完函数之后又要回到中断点，并恢复现场，这个过程中虽然不是很麻烦，但是如果调用太过频繁，那这个时间也是很可观的，为了避免这个问题，优化程序时会将短的且需要频繁调用的函数设置为内置函数，这样相当于调用这个函数时直接把程序接到主程序中，节约了执行时间。
  使用内置函数的方法很简单，即 在①声明函数 或 ②声明和定义函数时在函数前面加上关键词include。看个例子：

usingnamespace 
; inline stdint
max ( int,int,int);//声明的时候在前面加上inlineint  main

( )int=
{
	10 i , =20j , =30k , ;=mmax
	m (,,i)j;k<<"max ="
	cout<<<<;mgetcharendl(
	);return0
	; }inline
int

max ( int,int a,int b)//其实定义的时候可以不加inline cif (
{
	)=b>a; aifb(
	)=c>a; areturnc;
	} a附：代码来源
补充：如果在定义类时，直接定义函数，则该函数默认会被设置成内置函数。

//函数定义时

  float

10.3 带缺省参数的函数（参数有默认值）

  C++中，在函数声明和定义【如果分开的话，都要加上默认值】的时候，可以为形参指定一个缺省值，即不传这个参数时它取一个默认值，举个例子：

area
( float=6.5 r ) return;
{
	} r//函数被调用时
float

=
area a ( );//得到的a为6.5float  =
area b ( 5.6);//得到的b为5.6返回值可相同可不同  #

  需要注意的是，如果有多个缺省参数，那么参数应该从右往左定义，缺省参数的右边不能存在未指定默认值的参数。

这个很容易理解，如果缺省参数右边还有未指定缺省值的参数，那么在传参的时候就不确定是哪个参数了。

10.4 函数重载（overload）【重要概念】

  在C语言中，是不允许有同名的函数存在的，但在C++中，这一点是被允许的，即函数重载。
  所谓函数重载，是指两个函数同名，但是二者的参数个数或参数类型不同【include】，那么在调用时，编译器会自动根据实参和形参的个数和类型的最佳匹配，来确定调用哪个函数。举个例子：

usingnamespace             
; int stdmax

( int,int a,int b)//max有三个参数 cif (
{
	)=b>a; aifb(
   	)=c>a; areturnc;
   	} aint 
max

( int,int a)//max有两个参数 bif  (
{
	)returna>b;  else areturn 
    ;    } bvoid 
main

( )int=
{
	10 a,=7b,=-c2;<< max
    cout( ,)b<<c; //调用第二个max函数endl<<  max
   	cout( ,,a)b<<c; //调用第一个max函数endl } //如果定义这样两个函数：
int

  另外，结合带缺省值参数的函数的概念，自然可以想到，函数重载时，不能与缺省参数调用相冲突，看个例子：

f
( int,float a) ; bvoidf
( int,float a, int b= 0 c);//那么在如下调用时：f

(
10,1.2) ;//就不知道调用的是哪个函数

三、VS2005

  以上内容从C++相比于C的一些改变之处对C++有了一个整体的介绍，基本上能够让人有一个大致的认识，接下来就是介绍开发C++的最基础的工具——VS2005。为什么不用高版本的VS比如VS2019呢？因为对于初学者来说，VS2019增加了很多不必要的东西，它一个空项目就快100M，对于初学者来说没有必要。
  由于VS2005的版本太老，和当下一些流行的编译器如VSC没办法相比，因此为了优化自己的编程体验，这里总结了一些辅助措施，来提升编程效率和编程体验。

前面提到，VS2005编译器对应的C++版本是C++98，根据自己的需要选择。

1. 界面认识

  打开VS2005时看到的界面如下所示：

  这个界面主要是可以看到最近打开的项目，还是非常常用的。

2. 基本使用

  从学C语言我们就知道，一个编译性的语言，一般要经历编辑==>编译==>运行三个过程。VS2005也是这样的流程。

• 首先新建项目
  
  
  在这里其实也可以选择Win32，然后再选择空项目：
  
  
  
    到此，一个项目工程就创建好了，可以看一下项目文件夹，发现其实只有10M左右，还是非常小的。
• 工程文件结构
  在创建完项目之后，我们可以在解决方案资源管理器窗口中看到三个文件夹
  
  一般来说，头文件主要是放.h文件，而源文件主要是放.cpp文件，资源文件主要是放一些编译好的.obj文件（如果有的话）
• 添加、编辑文件
  确定文件结构之后，接下来就是添加文件并编辑了。
  直接在文件夹上右键，选择添加，新建项。
  
  
• 编译运行
  添加文件之后，就是正常的编程过程了，编辑完成之后，需要编译和运行，这个建议使用工具栏的图标。
  
  如果在工具栏没找到，可以右键工具栏空白位置，然后勾选生成和调试选项，即可看到工具栏。或者在菜单栏中点击“生成”==>“生成解决方案”。在底下的输出栏中即可看到编译信息。
  
  此外，值得一提的是，在VS中，调试和运行是一个按钮，如果有断点就是调试，如果没有断点，就全部执行，相当于运行了，这个设计挺棒。同样，调试的一些 *** 作（单步运行等）也可以在工具栏中找到，如果没有，右键选择。
• 调试技巧
  在VS2005中，可以在调试时查看局部变量的值，方法就是调出监视窗口。按下调试之后，程序停在某个断点时，点击菜单栏调试，可以看到可以调出很多窗口来辅助调试过程。
  
  此外，在设置断点，还可以设置为条件断点，将光标停留在断点附近，当光标变成尖头朝右时，如下图所示。
  
  然后再右键，可以选择条件断点。
  
  
  比如在一些循环中就可以设置在哪次循环中停在断点，其他次循环不停顿。

3. 字体、快捷键等设置

  一个编译器最基本的设置就是设置代码的显示字体和一些快捷键了，这对于老旧的VS2005来说还是很有必要的。
  打开“工具”==>“选项”

设置上自己想要的字体即可。


  对于VS2005中快捷键的设置，我有点奇怪，为什么注释这样常用的 *** 作的快捷键要按两次——Ctrl + K，Ctrl + C，难以接受，因此想要自定义一个常用的快捷键，同样打开 “工具” ==>“选项”：

但是遗憾的是，VS2005中不支持不同指令用一个快捷键，因此也就无法实现按Ctrl + /就注释代码，再按一下就取消注释，只能设置两个快捷键。

4. 代码联想

  由于VS2005版本太老了，所以像代码联想这种相对高级的功能就不具备，这样编程体验也不好，也没有什么办法能够补救呢？还真有，那就是装插件。VS有一个非常有名的插件，那就是VAssist，能够实现多种语言的代码联想，但这是一个收费软件，如果只是学习使用可以去找一个破解版，其安装与使用可以参考这篇博客。