【探索C++】输入输出

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        在这篇博客中，我们将探讨 C++ 编程语言的基础知识，从 C++ 与 C 的区别开始，到 C++ 的优势、流、命名空间以及输入输出等方面。

一、C++ 与 C 的区别

        虽然C++是C的超集，但二者之间存在许多关键区别。以下是一些主要的区别：

        1.面向对象：C++支持面向对象编程，这包括类，对象，继承，多态，封装等。而C语言是一个过程式编程语言，不支持这些特性。

// 一个简单的C++类示例
class Rectangle {
    int width, height;  // 私有成员变量
  public:
    void set_values (int,int);  // 成员函数
    int area() {
        return width*height;
    }  // 成员函数
};

        此外如果你对对向对象的理解还不够深刻或者无法理解他们，可以看看我的这一篇博客：

【探索C++】用实例教你理解面向对象编程（看不懂打我版）_祐言QAQ的博客-CSDN博客
        2.STL(Standard Template Library)模板库：C++有一个强大的标准模板库，提供了一些预定义的类和方法（函数），如向量，链表，集合，栈，队列，图等。C语言没有这样的库。

        （1）vector：标准模板库（STL）提供的一个动态数组容器。它提供了动态大小的数组，能够在运行时动态地增加或减少元素的数量。末尾增减push_back  ,删除pop_back.

        （2）list:提供的双向链表容器。与vector不同，list以双向链表的形式存储元素，这意味着它可以在任何位置快速插入和删除元素.

        （3）set和multiset都属于标准模板库（STL）提供的关联容器，用于存储一组有序的唯一元素。它们都基于红黑树实现.

        （4）map和multimap是标准模板库（STL）提供的关联容器，用于存储一组键-值对（key-value pairs）。它们的主要区别在于：

        map：map是一种关联容器，其中的每个元素都包含一个键和一个关联的值。键是唯一的，每个键对应一个值，因此不允许重复的键。

        multimap：multimap也是一种关联容器，与map不同的是，它允许多个元素拥有相同的键。换句话说，multimap允许键重复。

        （5）适配器（Adapters）:通常指的是容器适配器（Container Adapters），它们是标准模板库（STL）提供的一种包装容器的方式，用于提供不同的接口和功能。常见的容器适配器包括stack、queue和priority_queue。

        3.异常处理：C++通过try、catch和throw关键字支持异常处理。而C语言没有内置的异常处理支持。

二、C++ 的优势

        C++是一种多范式编程语言，它具有诸多优势，包括：

        1.性能：C++的运行速度非常快，这使得它在需要大量计算的领域，如游戏编程，很受欢迎。

        2.面向对象：C++的面向对象特性使得代码更加模块化，更容易维护和复用。

        3.丰富的库支持：C++有大量的库和工具，可以处理各种任务，从图形用户界面到3D图形，从数据库操作到网络编程。

        4.强类型检查：C++ 在类型检查方面更加严格，可以减少很多常见的错误。

三、流

        在C++中，流是一个抽象概念，用于处理输入/输出操作。想象一下现在有一条河流，而cin、cout等像是河边垂钓者，数据就像是鱼，等待着这些垂钓者也就是流将其钓起。

常见的流有：

        cin(用于从标准输入读取数据)；

        cout(用于向标准输出写入数据)；

        cerr(用于输出错误消息)； 

        clog(用于记录程序的一般信息)等。

#include <iostream>
using namespace std;
 
int main() {
    int myNumber;
    // 使用 << 操作符将信息输出到cout流
    cout << "Please enter a number: ";
    // 使用 >> 操作符从cin流读取输入
    cin >> myNumber;
    cout << "Your number is: " << myNumber << endl;
    return 0;
}

四、命名空间

       命名空间是 C++ 中用于避免命名冲突的机制。通过将一组相关的变量、函数、类等放在命名空间中，可以有效组织代码。

#include <iostream>
using namespace std;  // 使用std命名空间
 
int main() {
    cout << "Hello, World!";  // 实际上是std::cout
    return 0;
}

        如果你不想使用 using namespace std;，你也可以直接使用 std:: 前缀来访问std命名空间中的元素：

#include 
 
int main() {
    std::cout << "Hello, World!";
    return 0;
}

        当然你也可以自己写一个属于自己的命名空间，下面就举一个简单的例子，写一个自定义命名空间teacher，存放一个名字“小明”，然后打印出小明。

#include <iostream>
 
using namespace std;
 
namespace teacher {
    // 在命名空间里定义字符数组并初始化
    char name[20] = "xiaoming";
    // 命名空间内部可以定义任何内容
}
 
int main() {
    // 因为 name 是定义在 teacher 命名空间里，所以要么先声明使用 teacher 命名空间，要么在 name 前面加上 teacher::
    cout << teacher::name << endl;
    return 0;
}

1. 命名空间的别名：可以使用 namespace 的别名来简化命名空间的名称。例如：

   namespace tc = teacher;
   

2. 命名空间的嵌套：可以在一个命名空间中嵌套另一个命名空间。例如：

   namespace OuterNamespace {
       namespace InnerNamespace {
           // 内部命名空间中的代码
           int innerFunction(int y) {
               return y + 10;
           }
       }
   }
   

   要访问内部命名空间中的成员，可以使用 :: 操作符。

五、C++的输入与输出

        C++ 中的输入输出通过流来实现，可以使用 控制符“<<” 将数据输出到流中，使用控制符 “>>” 从流中读取数据，这个“<<” 看起来很像C中的移位操作符：左移，那么为什么在C++中就成了输出控制符了呢，实际上这就是C++的一个特点：重载，这里简单提一句，后续还会专门讲。

        下面我们举几个例子来简单理解一下C++中的输入和输出用法。

1. 打印你的年龄

#include <iostream>
using namespace std;
 
int main() {
    int age;
    cout << "Enter your age: ";
    cin >> age;
    cout << "You are " << age << " years old." << endl;
    return 0;
}

  2. 输出你的名字（中间保留空格）

      

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
 
int main() {
    string s1;
 
    // 使用getline函数来读取整行输入，直到按下回车键
    getline(cin, s1);
 
    cout << s1 << endl;
 
    return 0;
}

        这里我们用到了getline()函数，它的功能就是获取整行输入，如果我们使用cin，空格就会被吃掉，从而只显示Zhang 或者Li 而不是全名。

        getline还有两种写法，这是在使用char类型字符串时可以使用的，而不是我们写的string类，关于string类我们在上一篇博客中有详细讲到，链接：【探索C++】string类：更强大的字符串处理_祐言QAQ的博客-CSDN博客

char name[20];
        cin.getline(name,20);        
        cin.get(name,20);

        这些是 C++ 中基础的输入输出操作，当然还有更多高级用法可以进一步探索。

        更多C/C++语言、Linux系统、数据结构和ARM板实战相关文章，关注专栏：

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