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C++入门(namespace/输入输出）

ds 2025/5/5 3:57:04

一.C++起源

发展历程：
C++ 由美国 AT&T 贝尔实验室的本贾尼・斯特劳斯特卢普博士在 20 世纪 80 年代初开发。它最初被称为 “C with Classes”，后来逐渐发展成为一种独立的编程语言，并在 1985 年正式定名为 C++。C++ 是在 C 语言的基础上进行了扩展和改进，保留了 C 语言的高效性和底层控制能力，同时增加了面向对象编程的特性。
语言特点：

高效性
C++的高效性是众所周知的。C++直接操作硬件资源，能够实现高效的内存管理和高性能计算。这使得它在需要高性能的应用场景中表现出色，例如游戏引擎和实时系统。
面向对象
C++ 支持面向对象编程，这意味着它将数据和操作数据的方法封装在类中，通过创建类的对象来实现对数据的操作和管理。这种编程方式使得代码更易于维护、扩展和复用。
兼容性：
C++ 与 C 语言有着良好的兼容性，许多 C 语言的代码可以在 C++ 环境中直接编译和运行。

废话不多说，直接开始技术介绍部分。

第一个程序也是老朋友hello world.

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

以上程序作为C++模板，基本上日后绝大部分C++程序都可以看得到。
以上内容依旧涉及太多知识盲区，下面将对其逐步解释。

namespace是一种逻辑上的分区，用于将标识符（如变量名、函数名、类名等）分组。通过命名空间，可以将不同的标识符放在不同的作用域中，从而避免命名冲突。简单来说，namespace就像一个容器，将相关的代码封装在一起。
例如：

namespace MyNamespace {int a = 1;int b = 2;
}

以上例子namespace就是一个命名空间，其中包含着a,b变量。
• C++标准库都放在⼀个叫std(standard)的命名空间中。

using namespace std;

上述代码所使用到的cout的函数，就是包括在std这个命名空间当中。

避免命名冲突
在大型项目中，代码可能由多个开发者编写，或者使用了多个第三方库。这些代码中可能会出现相同的标识符名称，从而导致冲突。namespace通过为标识符提供一个唯一的上下文，有效避免了这种冲突。

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。
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，所有有了域隔离，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。
命名空间的别名
如果某个命名空间的名称较长，可以为其定义一个别名，以简化代码。
namespace MY = mynamespace

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。
所以我们要使⽤命名空间中定义的变量/函数，有三种⽅式：

namespace N
{int a = 0;int b = 1;
}int main()
{printf("%d\n", N::a);return 0; 
}

在未展开命名空间的情况下，可以用 ::来对命名空间内的变量进行访问。
如上述代码，在:: 前加上命名空间，后面跟上命名空间的所属变量，就可以对其进行访问。

// 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; 
}

在全局中，可以只展开命名空间中的其中一个变量。如上述，将命名空间中的b展开后，下面可以直接对b进行输出。

// 展开命名空间中全部成员 using namespce N;int main()
{printf("%d\n", a);printf("%d\n", b);return 0; 
}

通过using 可以将整个命名空间展开，展开后可以直接对命名空间中的变量进行使用。using namespace std;也同理是将C++本身所含的标准库当中的函数展开了。

在C++的第一个代码中，我们可以看到cout 这个符号，这是C++中的输出函数。
下面将进行详细说明。

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
（narrow characters(of type char)）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）
自动识别变量类型
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。
std库
• 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。
• 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。（此条取决于编译器类型）