0、前言
文章内容主要讲解C++区别于C的部分。
1、命名空间
1.1 定义
命名空间（Namespace）是C++中用来避免命名冲突并组织代码的一种机制。通过将代码放置在命名空间中，可以将不同部分的代码分隔开来，从而提高代码的可读性和可维护性。
命名空间的语法如下：
namespace namespace_name {
// 声明或定义变量、函数、类等
}
1.2 特点
命名空间有如下特点;
- 避免命名冲突：命名空间可以避免不同模块之间的命名冲突，不同命名空间中的同名标识符不会相互干扰。
- 可嵌套：命名空间可以嵌套定义，形成层级结构。
- 全局命名空间：如果没有指定命名空间，代码会默认在全局命名空间中。
- 使用using：可以使用
using namespace namespace_name;来引入整个命名空间，或者使用using namespace_name::identifier;来引入命名空间中的特定标识符。
1.3 编程示例
编写测试程序如下：
#include <iostream>
int Val;
namespace NamespaceA
{
int Val = 10;
int age = 18;
}
namespace NamespaceB
{
int Val = 30;
}
int main()
{
int Val = 5;
// 局部变量
std::cout << "Local :" << Val << std::endl;
// 全局变量
std::cout << "Global :" <<::Val << std::endl;
// A空间变量
std::cout << "NamespaceA:" << NamespaceA::Val << std::endl;
// B空间变量
std::cout << "NamespaceB:" << NamespaceB::Val << std::endl;
// 引入命名空间
using namespace NamespaceA;
std::cout << "age = " << age << std::endl;
// 存在同名局部变量时优先使用局部变量
int age = 20;
std::cout << "age = " << age << std::endl;
return 0;
}测试结果：
2、作用域
作用域是指程序中标识符（如变量、函数、类型等）的可见性和生命周期的范围。
2.1 全局作用域
全局作用域是程序中没有被包含在任何函数、类或命名空间中的部分。在全局作用域中定义的变量和函数可以在整个程序中访问。
#include <iostream>
int globalVariable = 10; // 全局变量
void globalFunction() {
std::cout << "Global function called." << std::endl;
}
int main() {
std::cout << "Global variable: " << globalVariable << std::endl;
globalFunction();
return 0;
}
2.2 命名空间作用域
命名空间作用域指的是在命名空间中定义的标识符的作用域范围。命名空间可以帮助组织代码并避免命名冲突。
#include <iostream>
namespace MyNamespace {
int namespaceVariable = 20; // 命名空间作用域的变量
void namespaceFunction() {
std::cout << "Namespace function called." << std::endl;
}
}
int main() {
std::cout << "Namespace variable: " << MyNamespace::namespaceVariable << std::endl;
MyNamespace::namespaceFunction();
return 0;
}
2.3 类作用域
类作用域是指在类中定义的成员变量和成员函数的作用域范围。类的成员变量和成员函数只能在类的内部或通过类的对象进行访问。
#include <iostream>
class MyClass {
public:
int classVariable = 30; // 类作用域的成员变量
void classFunction() {
std::cout << "Class function called." << std::endl;
}
};
int main() {
MyClass myObject;
std::cout << "Class variable: " << myObject.classVariable << std::endl;
myObject.classFunction();
return 0;
}
2.4 局部作用域
局部作用域是指在函数或代码块内部定义的变量的作用域范围。局部变量只能在定义它们的函数或代码块内部访问。
#include <iostream>
void localScopeFunction() {
int localVariable = 40; // 局部变量
std::cout << "Local variable: " << localVariable << std::endl;
}
int main() {
localScopeFunction();
return 0;
}
3、引用
3.1 关于引用和指针
引用：
- 引用是C++中的一种别名，用于引用（指向）已存在的变量。引用一旦初始化后，就不能再引用其他变量，而一直引用同一个变量。
- 引用使用
&符号定义，并且必须在定义时初始化，之后可以当作原变量使用。 - 引用在声明和使用时更加直观和简洁，通常用于函数参数传递和返回值。
指针：
- 指针是一个变量，存储另一个变量的内存地址。指针可以指向不同的变量，也可以指向空地址（nullptr）。
- 指针使用
*符号定义，并且可以在定义后重新指向其他变量。 - 指针需要注意空指针和指针操作的安全性，因为指针可以随意修改指向的地址。
3.2 引用的格式
变量的引用格式：
int x = 10;
int &ref_x = x; // 引用变量x
ref_x = 20; // 修改x的值
数组的引用格式：
int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
int (&ref_arr)[5] = arr; // 引用数组arr
ref_arr[0] = 10; // 修改数组第一个元素的值
指针的引用格式：
int *ptr = nullptr;
int *&ref_ptr = ptr; // 引用指针ptr
ref_ptr = &x; // 让ptr指向变量x
结构体的引用格式：
struct Point {
int x;
int y;
};
Point p = {1, 2};
Point &ref_p = p; // 引用结构体p
ref_p.x = 10; // 修改结构体成员x的值
函数的引用格式：
void (*operation)(int, int) = add;
void (*&ref_operation)(int, int) = operation;3.3 编程示例
编写测试代码：
#include <iostream>
using namespace std;
void add(int a, int b)
{
cout << "Sum: " << a + b << endl;
}
void sub(int a, int b)
{
cout << "Dif: " << a - b << endl;
}
void performOperation(void (*func)(int, int), int x, int y)
{
func(x, y);
}
int main()
{
// 变量引用
int x = 10;
cout << "Pre x: " << x << endl;
int &ref_x = x; // 引用变量x
ref_x = 20; // 修改x的值
cout << "After x: " << x << endl;
cout << "*********************" << endl;
// 数组引用
int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
cout << "Pre arr[0]: " << arr[0] << endl;
int (&ref_arr)[5] = arr; // 引用数组arr
ref_arr[0] = 10; // 修改数组第一个元素的值
cout << "After arr[0]: " << arr[0] << endl;
cout << "*********************" << endl;
// 指针引用
int *ptr = nullptr;
int *&ref_ptr = ptr; // 引用指针ptr
ref_ptr = &x; // 让ptr指向变量x
cout << "After *ptr: " << *ptr << endl;
cout << "*********************" << endl;
// 结构体引用
struct Point {
int x;
int y;
};
Point p = {1, 2};
cout << "Pre p.x: " << p.x << endl;
Point &ref_p = p; // 引用结构体p
ref_p.x = 10; // 修改结构体成员x的值
cout << "After p.x: " << p.x << endl;
cout << "*********************" << endl;
// 函数指针引用
// 定义函数指针
void (*operation)(int, int) = add;
// 定义函数指针的引用
void (*&ref_operation)(int, int) = operation;
// 调用函数指针的引用
performOperation(ref_operation, 10, 5);
// 修改函数指针
operation = sub;
performOperation(operation, 10, 5);
return 0;
}
测试结果：
4、结构体
C++的结构体相比C语言有一些区别，主要包括以下几点：
默认访问权限：
- 在C语言中，结构体中的成员默认是公共的（public），所有成员都可以被外部访问。
- 在C++中，结构体中的成员默认是私有的（private），需要使用
public关键字来显式声明公共成员。
// C语言结构体
struct Person {
char name[20];
int age;
};
// C++结构体
struct Person {
char name[20];
int age;
public:
void display() {
cout << "Name: " << name << ", Age: " << age << endl;
}
};
成员函数：
- 在C语言中，结构体只能包含数据成员，不能包含成员函数。
- 在C++中，结构体可以包含成员函数，从而实现面向对象的特性。
// C++结构体支持继承
struct Employee : public Person {
int employeeId;
};
继承：
- 在C语言中，结构体不支持继承特性。
- 在C++中，结构体可以通过继承从其他结构体或类中继承成员。
// C++结构体支持继承
struct Employee : public Person {
int employeeId;
};
5、总结
本文主要讲解了C++区别于C语言的命名空间、作用域、引用、和结构体等内容，并编写示例程序测试。
