第2章 开始学习C++

说明

看《C++ Primer Plus》时整理的学习笔记，部分内容完全摘抄自《C++ Primer Plus》（第6版）中文版，Stephen Prata 著，张海龙 袁国忠译，人民邮电出版社。只做学习记录用途。

目录

• 说明
• 2.1 进入C++
  • 2.1.1 main() 函数
  • 2.1.2 C++ 注释
  • 2.1.3 C++ 预处理器
  • 2.1.4 头文件名
  • 2.1.5 名称空间
  • 2.1.6 使用 cout 进行 c++ 输出
  • 2.1.7 C++源代码的格式化
• 2.2 C++ 语句
  • 2.2.1 声明语句
  • 2.2.2 赋值语句
• 2.3 其他 C++ 语句
• 2.4 函数
  • 2.4.1 有返回值的函数
  • 2.4.2 函数变体
  • 2.4.3 用户定义的函数
  • 2.4.4 用户定义的有返回值的函数
  • 2.4.5 在多函数程序中使用 using 编译指令

2.1 进入C++

2.1.1 main() 函数

如下几行代码构成了函数定义，该定义由两部分组成：第一行 int main() 叫函数头，花括号中包括的部分叫函数体。函数头对函数与程序其他部分之间的接口进行了总结；函数体是指出函数应做什么的计算机指令。每条完整的指令都称为语句，所有语句都以分号结束。main() 被启动代码调用，启动代码是程序和操作系统之间的桥梁，在运行独立的 C++ 程序时，通常从 main() 函数开始执行。如果编译器到达 main() 函数末尾时没有遇到返回语句，则默认 return 0，这条隐含的返回语句只适用于 main() 函数，不适用于其他函数。操作系统根据 main() 函数的返回值来判断程序是否存在问题，通常的约定是：退出值为零则意味着程序运行成功，为非零则意味着存在问题。

int main()
{
    statements;
    return 0;
}

2.1.2 C++ 注释

注释是程序员为读者提供的说明，通常用于解释代码的用途，编译器编译时会忽略注释。行注释以双斜杠 // 打头，到行尾结束；块注释（也称C-风格注释）以 /* 开始，到 */ 结束，块注释可以跨越多行。

//我是行注释，我只能待在双斜杠兄弟的后面

/*我是块注释，我可以在这一行
  也可以在这一行
  还可以在这一行，但我不能跑到它们的外面  */

2.1.3 C++ 预处理器

预处理器在程序进行主编译之前对源文件进行处理。有些 C++ 实现使用翻译器程序将 C++ 程序转换为 C 程序，这里的翻译器也是一种预处理器，但通常所说的预处理器一般用来处理名称以 # 开头的编译指令。不必执行任何特殊的操作来调用预处理器，它会在编译程序时自动运行。下面是一种典型的预处理器操作： #include 编译指令导致 iostream 文件的内容随源代码文件的内容一起被发送给编译器。这个过程中，原始文件并没有被修改，而是将源代码文件和 iostream 组合成一个复合文件，编译的下一阶段将使用该文件。

//一条预处理器指令
#include <iostream>

2.1.4 头文件名

像 iostream 这样的文件叫做包含文件（include file，由于它们被包含在其他文件中），也叫头文件（header file，由于它们被包含在文件起始处）。C 语言的传统是：头文件使用扩展名 h。C++用法对老式 C 的头文件保留了扩展名 h，对部分 C 头文件去掉扩展名 h 并在文件名前加上前缀 c，纯粹的 C++ 头文件则没有扩展名。

2.1.5 名称空间

名称空间支持是一项 C++ 特性。当使用两个已封装好的库，但它们都包含一个同名函数时（例如 wanda() 函数），编译器将不知道应该使用哪个版本。为此，可以将两个库函数的定义放在不同的名称空间中，例如厂商 Microflop Industries 将他们定义的 wanda() 函数放入一个名为 Microflop 的名称空间中，这样，其 wanda() 函数的全称为 Microflop::wanda() ；同样，厂商 Piscine 的 wanda() 函数的全称为 Piscine::wanda() 。这样，程序就可以使用名称空间来区分不同的版本了。

当使用某名称空间中的类、函数或变量时，有三种方式：

1. 使用 using 编译指令 一次性导入名称空间中定义的所有名称，这是一种偷懒的做法，在大型项目中会存在潜在的问题；
2. 使用 using 声明 逐条导入所需的名称；
3. 使用 名称空间名::名称 的形式直接使用目标名称空间中的类、函数或变量，例如 std::cout << "hello world"。

//using编译指令导入std名称空间中的所有名称
using namespace std;

//using声明导入std名称空间中的cout
using std::cout;

//using声明导入std名称空间中的endl
using std::endl;

//using声明导入std名称空间中的cin
using std::cin;

使用上述前两种方式之一导入所需名称后，便可以直接使用相应的名称而不必加上名称空间前缀。

2.1.6 使用 cout 进行 c++ 输出

这里涉及到运算符重载，详见后面章节。 endl 与 \n 都表示换行符，一个差别是 endl 确保程序继续运行前刷新输出（将其立即显示在屏幕上），而 \n 不能提供这样的保证，这意味着在有些系统中，有时可能在输入信息后才会出现提示。

2.1.7 C++源代码的格式化

在 C++ 中，回车的作用和空格或制表符相同，可以在能够使用回车的地方使用空格，反之亦然。这说明既可以把一条语句放在几行上，也可以把几条语句放在同一行上，虽然不太好看，但仍是合法的代码。一行代码中不可分割的元素叫做标记，空格、制表符和回车统称为空白，通常，必须用空白将两个标记分开。一般来说，有效但难看的代码不会令人满意，如果遵循合理的风格，程序将更便于阅读:

• 每条语句占一行。
• 每个函数的开始花括号以及结束花括号独自各占一行。
• 语句在应该缩进的地方缩进。
• 与函数名称相关的圆括号周围没有空白。

2.2 C++ 语句

2.2.1 声明语句

声明语句创建变量，指出了要存储的数据类型和程序对存储在这里的数据使用的名称，声明语句通常导致编译器为变量分配内存空间。

int carrots;

2.2.2 赋值语句

赋值语句给变量提供一个值（将值赋给存储单元），符号 = 叫做赋值运算符，C++ 和 C 可以连续使用赋值运算符，此时赋值将从右向左进行。

//常见赋值
carrots = 25;

//连续赋值
a = b = c = 25;

2.3 其他 C++ 语句

cin 、cout 的使用，类的简介：类描述了一种数据类型的全部属性（包括可使用它执行的操作），对象是根据这些描述创建的实体。

2.4 函数

C++ 函数分两种：有返回值的和没有返回值的。

2.4.1 有返回值的函数

有返回值的函数将生成一个值，这个值可赋给变量或在其他表达式中使用。被调用的函数叫做被调用函数（called function），包含函数调用的函数叫做调用函数（calling function）。函数原型描述的是发送给函数的信息和返回的信息，函数定义则包含了函数的代码，C++程序应当在首次使用函数之前提供其原型，有两种方式：一是在源代码中输入函数原型、二是包含相应的头文件。

//方式一：输入函数原型
double sqrt(double);

//方式二：包含头文件
#include <cmath>

2.4.2 函数变体

有些函数需要多个参数，有些函数不接受任何参数，有些函数没有返回值。

//需要多个参数
double pow(double, double);

//不接受任何参数
int rand(void);

//不接受任何参数，void可省略
int rand();

//没有返回值
void bucks(double);

在有些语言中，有返回值的函数被称为函数；没有返回值的函数被称为过程或子程序；C++ 与 C 一样，这两种变体都被称为函数。

2.4.3 用户定义的函数

使用自定义函数时，通常将函数原型放到 main() 定义之前，将函数定义放到 main() 的后面。函数定义包括函数头和花括号中的函数体：

//函数头
type functionname(argumentlist)
{
    //函数体
    statements
}

2.4.4 用户定义的有返回值的函数

函数原型描述了函数接口，即函数如何与程序的其他部分交互；参数列表指出了何种信息将被传递给函数；函数类型指出了返回值的类型。

2.4.5 在多函数程序中使用 using 编译指令

让程序能够访问名称空间中类、函数或变量的方法有多种：

• 将 using 编译指令 放在所有函数定义之前，使得文件中所有函数都能使用该名称空间中的所有元素。
• 将 using 编译指令 放在特定函数定义中，让特定函数能使用该名称空间中的所有元素。
• 在特定函数定义中使用 using 声明 ，让特定函数能使用该名称空间中的指定元素。
• 在需要使用名称空间中某元素时，直接使用前缀 名称空间名::名称 的形式。