【C++】简单理解头文件、命名空间、操作符、函数返回值

前言

这是C++入门学习中的第一段代码。

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

这段代码的作用是在屏幕上输出“Hello world!”，详细点说，这里引用iostream头文件，使用std命名空间，调用其中输出操作符进行输出操作。可能初学者对相关概念还会有疑问：什么是iostream？using namespace是什么意思？std表示什么？cout从何而来？<<符号是做什么用的？endl和return 0又表示什么？（反正我第一次学的时候这些疑问都有QAQ）

为了回到上面的问题，可以将疑问分为：
1. 什么是头文件？
2. 什么是命名空间？
3. 什么是操作符？
4. 函数的返回值？

1、头文件

在C/C++中，头文件是一种特殊的文件，是包含函数声明、类定义、模板定义以及全局变量定义的文件。头文件的存在使得代码可以被模块化管理，方便代码的管理和复用，可以在多个源文件之间共享。
<iostream>库是C++标准库中用于输入输出操作的头文件。下面介绍<iostream>库内定义的常用类和操作符。

常用类：
std::istream：用于输入操作的抽象基类。
std::ostream：用于输出操作的抽象基类。
std::iostream：继承自std::istream和std::ostream，用于同时进行输入和输出操作。
std::cin：标准输入流对象，通常与键盘关联。
std::cout：标准输出流对象，通常与屏幕关联。

常用操作符：
>>：输入操作符，从输入流读取数据。
<<：输出操作符，将数据写入输出流。

2、命名空间

命名空间（namespace）是为了在程序中有效地组织代码并避免命名冲突。
如不同程序员编写不同库时，难免会出现相同的变量名，不同命名空间的出现防止因为变量名重复而出现问题。

// 没有命名空间时，两个库中函数冲突
int print(){return 1;
}
int print(){return 2;	// 错误：这里的print和上面重复定义
}

而在使用命名空间后：

namespace libraryA{int print(){return 1;}
}namespace libraryB{int print(){return 2;}
}int main(){libraryA::print();	// 使用libraryA的printlibraryB::print();	// 使用libraryB的printreturn 0;
}

using namespace是C++编程语言中的一个名称空间（namespace）声明，它允许程序员省略前缀，直接使用所在命名空间中的标识符。
而using namespace std表示允许程序员直接使用标准库std中的所有标识符。std是C++标准库的命名空间。
cout就是在标准库命名空间std中，表示标准输出流。

3、操作符

操作符（operator）是一种用于执行特定操作的符号或关键词，比如算术操作、比较、逻辑操作等。操作符是语言的基础组成部分，用于处理数据和对象。
常见操作符如：

算术操作符：+， -， *， /
逻辑操作符：&&， ||， !
比较操作符：<， <=， >， >=， ==， !=
赋值操作符：=， +=， -=， *=， /=
位操作符：&， |， ^， <<， >>
其他操作符：[]， ->， .*， new， delete 等

<<是一个左移操作符，但是在iostream中<<被重载为流插入操作符，用于将数据插入到输出流中（例如cout），即将右侧的值输入到左侧的流中
（重载的意思可以理解为在iostream中对<<的功能重新定义，<< 原本是左移操作符，但通过重载，在 iostream 中它被赋予了新的含义，成为流插入操作符，用于输出数据到流）

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

上面代码解释为：将"Hello World!"插入到左侧的cout（输出流对象）中。endl用于向控制台或其他输出流写入一个换行符（等价于\n），并刷新输出缓存区。

4、返回值

return语句用于从函数中返回值，return后面的值就是函数的返回值。

在 main() 中，return 0；表示程序正常结束，并向操作系统返回状态码 0。
如果不写 return，C++11 及之后的标准会自动插入 return 0；。
对于非 main() 函数，return 用于返回函数的计算结果，或者用于提前终止函数的执行。