【C++入门】C++关键字 | 命名空间

0.C与C++

1.C++的关键字

2.命名空间

2.1域

2.2C中命名冲突问题

2.3命名空间定义

2.4命名空间使用

2.5命令空间的展开&头文件的展开

3.C++的输入&输出

3.1cout&cin

3.1<<流插入运算符

3.2>>流提取运算符

0.C与C++

C++是在C的基础之上，容纳进去了面向对象编程思想，并增加了许多有用的库，以及编程范式等。熟悉C语言之后，对C++学习有一定的帮助。C++兼容99%的C的语法。Cpulspuls

C++入门：

补充C语言语法的不足，以及C++是如何对C语言设计不合理的地方进行优化的，比如：作用域方面、IO方面、函数方面、指针方面、宏方面等。
为后续类和对象学习打基础。
VS中后缀.cpp调用C++的编译器，.c调用C的编译器。

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

1.C++的关键字

C++总计63个关键字。C语言总计32个关键字。

2.命名空间

2.1域

域（计算机词汇）_百度百科 (baidu.com)

全局域 || 局部域 || 命名空间域 || 类域
C语言中同一个域里面不能存在同名变量，不同域可以存在同名变量。
就近原则，局部优先。先局部再全局。

#include<stdio.h>
int a = 20;
int a = 50;//“a”: 重定义；多次初始化
int b = 70;//ok
int main()
{
	int a = 10;
	printf("%d",a);//10 先局部在全局
	return 0;
}

一般编译器的搜索原则是就近原则，局部优先。先局部再全局。但是我们现在就是想越过局部域的变量，找全局域的变量呢？

使用域作用限定符 ::

域 :: 变量
无域作用限定符 :: 先局部在整体
有域作用限定符 :: 直接去指定的域里面搜索
如果 :: 前是空白，则就是在全局域里面搜索
如果 :: 前有指定的域，直接去指定域里面搜索（指定域<<<命名空间域C++小知识）

#include<stdio.h>
int a = 20;
int main()
{
	int a = 10;
	printf("%d",::a);//20
	return 0;
}

一般来说，编译器的搜索原则：

不指定域：先当前局部域，再全局域。
指定域：如果指定了，直接去指定域搜索。（存在于全局域里面）
指定域必须使用域作用限定符。

全局域生命周期访问
局部域生命周期访问
命名空间域访问
类域

就我理解而言，函数里变量存在于局部域，函数外变量全局域，当我们把函数外的某个变量加上限制（域空间），给全局域里某些变量加上访问权限，使其属于某个指定域。（关键字namespace)。存在于全局的同名变量访问有冲突，可以加上命名空间域对全局的域做分割。

你使用自家不需要指定，直接搜索。
使用外部。若是野生也可以随意使用。若是隔壁的有访问权限的，则需要指定。

#include<iostream>
//全局域
namespace a1//局部域
{
	int a = 20;
}
namespace a2
{
	int a = 30;
}

int a = 70;

int main()
{
	int a = 10;//局部域

	printf("%d\n", a);
	printf("%d\n", ::a);
	printf("%d\n", a1::a);
	printf("%d\n", a2::a);
	return 0;
}

2.2C中命名冲突问题

在C/C++中，变量、函数和后面要学到的类都是大量存在的，这些变量、函数和类的名称将都存在于【全局作用域】中，可能会导致很多冲突。使用命名空间的目的是对标识符的名称进行本地化，以避免命名冲突或名字污染，namespace关键字的出现就是针对这种问题的。

C语言没办法解决类似这样的命名冲突问题，所以C++提出了namespace来解决

冲突1：头文件的函数/库会与程序员自己写的全局变量/函数等命名冲突
冲突2：在项目当中，两个程序员在不同的文件中写相同的命名的变量，最后合并到一起时会冲突
❗注意：处理全局变量的冲突问题，不包括局部的（局部程序员自己写的时候仔细）

//冲突1
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h> //头文件包含了rand()产生随机数的函数

int rand = 20;//全局

int main()
{
	printf("%d ", rand);
	return 0;
}


//❗编译后后报错：error C2365: “rand”: 重定义；以前的定义是“函数”

//冲突2---多文件
//test.c
#include<stdio.h>
#include"List.h"
#include"Queue.h"
//❗: error C2011: “Node”:“struct”类型重定义


//List.h
#pragma once
//双向链表
struct Node
{
	int val;
	struct Node* next;
	struct Node* prev;
};

void Init(struct Node* phead);
void Push(struct Node* phead, int x);



//Queue.h
#pragma once
//栈
struct Node
{
	int val;
	struct Node* next;
};

struct Queue
{
	struct Node* head;
	struct Node* tail;
};

void Init(struct Node* pq);
void Push(struct Node* pq, int x);

2.3命名空间定义

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
命名空间可以嵌套
同一个工程中允许存在多个相同名称的命名空间,编译器最后会合成同一个命名空间中。（最后也是同名变量不能存在同一个域里面>>>命名冲突问题）

注意：一个命名空间定义了一个新的作用域，命名空间中的所有内容都局限于该命名空间中

namespace tsq
{
    //变量
	int rand = 10;
    //函数
	int Add(int left, int right)
	{
		return left + right;
	}
    //结构体
	struct Node
	{
		struct Node* next;
		int val;
	};
}

//命名空间可以嵌套
namespace tsq1
{
	int a;
	int b;
	int Add(int left, int right)
	{
		return left + right;
	}

	namespace tsq2
	{
		int c;
		int d;
		int Sub(int left, int right)
		{
			return left - right;
		}
	}
}

//List.h
namespace tsq
{
	//变量
	int rand = 10;
	//函数
	int Add(int left, int right)
	{
		return left + right;
	}
	//结构体
	struct Node
	{
		struct Node* next;
		int val;
	};
}

//Queue.h
namespace tsq
{
	int rand = 20;
	
	int Add(int left, int right)
	{
		return left + right;
	}

	struct Node
	{
		int val;
		struct Node* next;
		struct Node* prev;
	};
}

//ps：一个工程中的Queue.h和List.h中会被合并成一个,形成命名冲突问题

2.4命名空间使用

命名空间的使用有三种方式：

加命名空间名称及作用域限定符（变量/函数/结构体/嵌套等）
使用using将命名空间中某个成员引入
使用using namespace 命名空间名称引入

std命名空间的使用惯例：
std是C++标准库的命名空间，如何展开std使用更合理呢？

在日常练习中，建议直接using namespace std即可，这样就很方便。
using namespace std展开，标准库就全部暴露出来了，如果我们定义跟库重名的类型/对象/函数，就存在冲突问题。该问题在日常练习中很少出现，但是项目开发中代码较多、规模大，就很容易出现。所以建议在项目开发中使用，像std::cout这样使用时指定命名空间 +using std::cout展开常用的库对象/类型等方式。

加命名空间名称及作用域限定符

#include<stdio.h>
namespace tsq
{
	//变量
	int rand = 10;
	//函数
	int Add(int left, int right)
	{
		return left + right;
	}
	//结构体
	struct Node
	{
		struct Node* next;
		int val;
	};
	//嵌套
	namespace xgd
	{
		void Push()
		{
			printf("hello word\n");
		}
	}
}

int main()
{
	//变量
	printf("%d\n", tsq::rand);
	//函数
	int count=tsq::Add(1, 2);
	printf("%d\n", count);
	//结构体
	struct tsq::Node phead;
	//嵌套
	tsq::xgd::Push();
	return 0;
}

使用using将命名空间中某个成员引入

如果std这个域的权限全部放开,很大可能造成命名冲突问题，
但是又想频繁使用cout和endl这两个对象，一直带std::很不方便，

为了方便，我们可以指定放开某个域里面某个变量的权限。

#include<iostream>
//cin 和 cout都属于std的IO流
using std::cout;
using std::endl;


int main()
{
	int i = 0;
	std::cin >> i;//只用1次

	cout << "hello word" << endl;//频繁使用
	cout << "hello word" << endl;
	cout << "hello word" << endl;
	cout << "hello word" << endl;
	cout << "hello word" << endl;
	cout << "hello word" << endl;
}

使用using namespace 命名空间名称引入（做项目不用，练习用，慎用）

#include<iostream>
using namespace std;//直接把这个域的权限全部放开

int main()
{
	cout << "hello word" << endl;//存在std这个指定域
	cout << "hello word" << endl;
	cout << "hello word" << endl;
	cout << "hello word" << endl;
	cout << "hello word" << endl;
	cout << "hello word" << endl;
}

2.5命令空间的展开&头文件的展开

头文件的展开：是程序预处理阶段，头文件拷贝一份到当前代码程序中。
命名空间的展开：是指把指定某个命名空间域的权限相对于全局域的权限放开，可以像访问全局域一样访问命名空间域。
二者不可混为一谈

3.C++的输入&输出

3.1cout&cin

新生婴儿会以自己独特的方式向这个崭新的世界打招呼，C++刚出来后，也算是一个新事物，那C++是否也应该向这个美好的世界来声问候呢？我们来看下C++是如何来实现问候的。

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	char a[10] = { 0 };
	cin >> a;
	cout << "Hello world!!!" << endl;
	return 0;
}

C++大多数头文件都是不带.h的后缀（在VC6.0版本中<iostream.h>）
std是C++标准库的命名空间名，C++将标准库的定义实现都放到这个命名空间中
cout和cin都是std命名空间域的对象，也包含在<iostream>标准库中。
使用cout标准输出对象(控制台)和cin标准输入对象(键盘)时，必须包含< iostream >头文件以及按命名空间使用方法使用std。
cout和cin是全局的流对象，endl是特殊的C++符号，表示换行输出，他们都包含在包含<iostream >头文件中。
cout：console控制台
<<是流插入运算符，>>是流提取运算符。
使用C++输入输出更方便，不需要像printf/scanf输入输出时那样，需要手动控制格式。
C++的输入输出可以自动识别变量类型。
实际上cout和cin分别是ostream和istream类型的对象，>>和<<也涉及运算符重载等知识，这些知识我们我们后续才会学习，所以我们这里只是简单学习他们的使用。后面我们更深入的学习IO流用法及原理。

注意：早期标准库将所有功能在全局域中实现，声明在.h后缀的头文件中，使用时只需包含对应头文件即可，后来将其实现在std命名空间下，为了和C头文件区分，也为了正确使用命名空间，规定C++头文件不带.h；旧编译器(vc 6.0)中还支持<iostream.h>格式，后续编译器已不支持，因此推荐使用<iostream>+std的方式。

3.1<<流插入运算符

<<流插入运算符

<<复用，两种用法。左移，流插入。
<<流连续插入。
类比printf的用法，但是<<可以自动识别类型。
endl类似'\n'的用法，换行符。end line
printf为什么不包含#include<stdio.h> <iostream>间接包含了（VS编译器，有些编译器可能没有）
cout - C++ Reference (cplusplus.com)

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	//1.左移
	int i = 100;
	i = i << 1;
	const char* str = "hello word";
	char ch = '\n';

	//2流插入
	printf("%d%s%c", i, str, ch);
	cout << i << str << ch;
	cout << i << str << endl;
	return 0;
}

3.2>>流提取运算符

>>流提取运算符

>>复用，两种用法。右移，流提取。
>>流连续插入。
类比scanf的用法，但是>>可以自动识别类型。
scanf为什么不包含#include<stdio.h> <iostream>间接包含了（VS编译器，有些编译器可能没有）
cin - C++ Reference (cplusplus.com)

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	//1.左移
	int i = 100;
	i = i >> 1;


	//2流提取
	int a = 0;
	char ch;
	char str[10] = { 0 };
	cin >> a >> str>>ch;
	scanf("%d%s%c", &a,&str,&ch);

	return 0;
}

ps：关于cout和cin还有很多更复杂的用法，比如控制浮点数输出精度，控制整形输出进制格等。因为C++兼容C语言的用法，这些又用得不是很多，我们这里就不展开学习了。后续如果有需要，我们再配合文档学习。

🙂感谢大家的阅读，若有错误和不足，欢迎指正。