C++开发环境和基础语法

C++的编译环境

  1.在虚拟机中使用g++，可使用如下命令:

先测试有没有安装g++
    g++ -v
安装
    sudo apt-get update
    sudo apt-get install g++ 
    g++ -v //用来检查是否安装成功

  g++是c++的一种编译器，需要安装，g++的用法和gcc一致，需要更换下载源，不然速度很慢。
  2.使用VS Code加WSL，可参考如下博客：

https://blog.csdn.net/weixin_37714383/article/details/85239886

C++简介

  上世纪80年代初，由本贾尼在贝尔实验室开始从事将C改良为带类的C（C with classes）的工作，83年被正式命名为C++，在此基础上发展出了GNU C++、微软 C++、ANSI C++和制定了ISO C++98、ISO C++03、ISO C++11、ISO C++14等标准。可以看出C是C++的基础，C++是C的扩展，扩展了以下内容：

1.面向对象(以类的方式来组织代码)
2.运算符的重载(一种函数的特殊形式)
3.异常(一种新的错误处理方法)
4.泛型编程(类型通用的编程)

  C++完全兼容C，但C++属于强类型语言，类型检查严格，所以编程时需要注意，不像C语言一样，类型传递不相符只是报警告而已。

基础语法

1.源代码存储

  C++的源代码保存在后缀为.cpp的文件中，头文件的后缀.hpp，也有.cc .C .cxx .c++具体看使用什么样的编译器或者集成开发环境。

2.C++的头文件

  C++包含系统头文件不再以.h作为结尾

#include <iostream> ------- 支持输入输出的头文件
#include <string>
#include <vector>

  C语言的标准头文件仍然可以使用

#include <stdio.h>
#include <string.h>
//但是C++不推荐使用以上语法，要使用标准C库的头文件直接去掉.h再前面加上c就可以了
#include <cstdio>
#include <cstring>
//非标准头文件不支持以上语法
#include <pthread.h>

3.命名空间

  当一个项目有很多个人同时开发的时候，可能会发生使用了同一个标识符的情况，这样便会导致编译错误，如上图所示使用可命名空间的话，只要空间名不同即使标识符名字一样也不会发生冲突，使用：空间名::成员名 来访问不同空间的内容，::叫做域操作符。

4.匿名命名空间

  如果一个数据不属于任何命名空间，C++认为该数据处于匿名命名空间，可以使用 ::内容 语法来访问匿名命名空间中的内容，也可以省略::。也可以直接定义匿名命名空间：

namespace{
    内容;
}

4.C++的输入和输出

  C++的标准输入输出定义在std的命名空间中，使用C++的输入输出流(包括其他工具)都需要使用命令空间std。

using namespace std;

  上面代码表示需要使用命名空间std，当使用了这行代码时就不需要使用::来进行访问std空间中的内容了，当然前提是用户所定义标识符不会和系统的起冲突

using namespace std;
标准输入 ------ cin>>
    cin>>代表空间的内容(变量/地址)
    可以连续输入:cin>>空间1>>空间2>>空间3>>......

标准输出 ------ cout<<
    cout<<可以输出任何非自定义类型的数据，可以连续输出，endl表示换行
    cout<<数据1<<数据2<<数据3<<......<<endl;

实验程序

#include <iostream>

namespace ns1{
    int num1 = 1;
    int add(int x, int y)
    {
        return x + y;
    }
}

namespace ns2{  //命名空间可以嵌套使用
    int num2 = 2;
    namespace ns2_1{
        int num3 = 3;
        namespace ns_3{
            int num4 = 4;
        }
    }
}

int num5 = 5;  //匿名命名空间
int num6 = 6;

namespace{  //匿名命名空间
    int num7=7;
}

namespace{
    int num8=8;
}

using namespace std;
using namespace ns1;
int main()
{
    cout<<"num1:"<<num1<<endl;
    cout<<"sum:"<<add(num1, ns2::ns2_1::ns_3::num4)<<endl;
    cout<<"num5:"<<::num5<<endl;
    cout<<"num6:"<<num6<<endl;
    cout<<"num7:"<<::num7<<endl;
    cout<<"num8:"<<num8<<endl;
}

输出结果

5.引用(references)

  引用说白了就是起别名的意思，一般只在定义函数的参数时使用，表示将变量本身传递过去，而不是作为一个形式参数，和指针不同，指针传递的是地址，而引用就是其本身只是被起了别名而已，所以引用作为函数参数可以实现数据的双向传递。

类型名& 引用名 = ....;//引用必须初始化
//以上代码就相当于给等号后边的内容起一个别名
引用既可以指向变量，也可以指向常量
    int num = 10;
    int& r = num;//变量的引用
    const int& cr = 100;//常量的引用
    int *p = xxx;
    int *&rp = p;//指针的引用
    int arr[5];
    int (*r_arr)[5] = arr;//数组的引用
    //数组引用作为函数攒书可以保留数组的特性，也就是可以用sizeof求出它的大小
    //但是丧失了数组传递的灵活性，几乎不使用
    int x = a(...);// 声明为int& a(...); 注意返回的类型也需要是引用的类型

实验程序
  使用引用的方法给一个指针类型分配空间

#include <iostream>
#include <cstring>

using namespace std;

void get_space(double *&p, int size)
{
    p = new double[size];
}

int main()
{
    double *p = 0x00;
    get_space(p, 5);
    cout<<"p address:"<<p<<endl;
    return 0;
}

输出结果：

6.内存分配

new/delete --------- 分配和释放单个内存
new[]/delete[] ----- 分配和释放多个连续内存

申请一个类型大小的内存
    类型名 *指针变量名 = new 类型;
    类型名 *指针变量名 = new 类型(值);//分配初始化
释放一个类型大小的内存
    delete 指针变量名;
    
申请多个同类型大小的内存  
    类型名 *指针变量名 = new 类型[n];//分配n个类型大小的内存
释放多个同类型大小的内存
    delete[] 指针变量;

7.函数重载(overload)

  C++中函数名相同，形参列表不同的函数构成重载关系，C语言不支持。所谓的参数列表不同，如下所示，调用重载函数时，根据传递的实参来选择合适的函数调用，可知道C++的函数在编译时不但记录函数名，而且记录参数列表，函数调用匹配时，同时匹配函数名和参数列表。所以对于类似功能，在不同数据下可以用一个函数名实现，大大简化上层调用的复杂度。

参数的个数不同
参数的类型不同
参数的顺序不同

int print(int);
int print(double);
int print(int,double);
int print(double,int);

  1.C++中参数列表为()表示没有参数，等价于(void)；
  2.C++不支持隐式声明，必须前置声明；
  3.C++的函数不在默认返回int,必须指定函数的返回值；
实验程序
  使用函数重载，实现两个数的加法，两个数可以是整数，浮点数或者一个整数，一个浮点数。

#include <iostream>

using namespace std;

int add(int a, int b)
{
    return a + b;
}

float add(float a, float b)
{
    return a + b;
}

float add(int a, float b)
{
    return a + b;
}

int main()
{
    int num1 = 1;
    int num2 = 2;

    float f1 = 1.500000;
    float f2 = 2.500000;

    cout<<"int add:"<<add(num1, num2)<<endl;
    cout<<"float add:"<<add(f1, f2)<<endl;
    cout<<"int float add:"<<add(num1, f1)<<endl;

    return 0;
}

输出结果：

8.函数参数的默认值

  函数参数的默认值指的是在调用函数时，如果不提供对应的实参，就选择使用参数的默认值。如果传递了实参，使用实参来覆盖默认值，C++函数的参数可以选择使用默认值。

返回值类型 函数名(形参类型1 形参名1,形参类型2 形参名2,...,形参类型n 形参名n=默认值)
{
    .....
}

1.有默认值的参数必须靠右，一个参数有默认值，其右边的参数都应该有默认值
2.一个形参有默认值，调用时如果提供实参就使用实参而不使用默认值
  如果不提供实参就使用默认值
3.使用函数参数默认值时，注意不要和函数重载冲突
4.如果有函数声明，函数默认值应该写到函数声明中 

实验程序
  打印整数数组的函数，默认打印前5个元素，默认使用逗号作为分隔符，也可以指定打印个数和分隔符。

#include <iostream>

using namespace std;

void def_p(int (&arr)[10] , char separator = ',', int plen = 5)
{
    int i;
    for(i = 0; i < plen-1; i++)
    {
        cout<<arr[i]<<separator;
    }

    cout<<arr[i]<<endl;
}

int main()
{
     int arr[10] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
     def_p(arr);
}

输出结果：

总结

  1.命名空间的作用是对代码进行划分，防止命名冲突，应该避免使用匿名命名空间；
  2.如果函数内部不对引用形参进行修改，应该给引用参数加const；
  3.不能局部变量和非引用形参的引用，可以返回静态、全局、堆、引用参数的引用；
  4.内存分配在C++使用malloc/free，而使用new/delete；
  5.参数列表相同，返回值不同的函数不构成重载函数；
  6.如果一个函数的参数只有类型，没有形参名，这个参数就叫哑元，哑元的作用就用来实现没有参数函数的重载；