初探 C++ 标准库（二十六）

        今天我们来看下 C++ 中的标准库，这几天我们一直学习的是 C++ 中的一大难点，操作符重载。那么我们想想操作符左移 << 可以重载吗？操作符 << 的原生语义是按位左移，如：1 << 2，则表示将整数 1 按位左移 2 位，即：0000 0001 ==> 0000 0100；那么我们是否能通过重载左移操作符，将变量或常量左移到一个对象中！

        下来我们来进行下实验，程序如下

#include <stdio.h>

const char endl = '\n';

class Console
{
public:
    Console& operator << (int i)
    {
        printf("%d", i);
        
        return *this;
    }
    Console& operator << (char c)
    {
        printf("%c", c);
        
        return *this;
    }
    Console& operator << (const char* s)
    {
        printf("%s", s);
        
        return *this;
    }
    Console& operator << (double d)
    {
        printf("%f", d);
        
        return *this;
    }
};

Console cout;

int main()
{
    cout << 1 << endl;
    cout << "D.T.Software" << endl;
    
    double a = 0.1;
    double b = 0.2;
    
    cout << a + b << endl;
    
    return 0;
}

        我们在以前的程序中老是要输入换行符 '\n'，所以我们就定义了一个字符串常量 endl 来代替它。我们定义了一个类 Console，在里面实现了各种版本的左移 << 操作符重载。那么我们在第 41 行便是想将 1 输出到屏幕上并进行换行，同理，第 42 行便是想将字符串 "D.T.Software" 输出到屏幕上并进行换行。第 47 行输出 a + b 的结果。我们来看看编译结果

        结果如我们所分析的那样，这样写是不是方便很多呢。其实这样的写法已经在 C++ 标准库中已经实现了，重复造轮子并不是一件有意义的事，站在巨人的肩膀上解决问题才会更加有效！下来我们就来讲讲 C++ 标准库的特性：a> C++ 标准库并不是 C++ 语言的一部分，它是由类库和函数库组成的集合；b> 它中定义的类和对象都位于 std 命名空间中；c> 它中的头文件都不带 .h 后缀，C++ 标准库涵盖了 C 库的功能。我们来看看 C++ 编译环境的组成，如下图所示

        那么在 C++ 标准库中预定义了多数常用的数据结构，如下

        下来我们试试 C++ 标准库中的 C 库的兼容

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    
    return 0;
}

        我们来编译下试试

        编译通过，那么我们在这块调用的既不是 C++ 标准库里的头文件，也不是 C 库中的头文件，而是各大编译器厂商为了推广自己的编译器而加的 C 库的兼容库。下来我们试试 C++ 标准库中的头文件，它和 C 的兼容库相比头文件名多了 c 而少了 .h 后缀名。

#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <cmath>

using namespace std;

int main()
{
    printf("Hello world!\n");
    
    char* p = (char*)malloc(16);
    
    strcpy(p, "D.T.Software");
    
    double a = 3;
    double b = 4;
    double c = sqrt(a * a + b * b);
    
    printf("c = %f\n", c);
    
    free(p);
    
    return 0;
}

        我们来看看编译结果

        那么它也实现了我们所想要的功能。下来我们来看看 C++ 中的 cout 和 cin 对应于现实生活中的关系，如下图所示

        那么通过前面示例代码的学习，我们不难看出 cout 和输出对应的关系，我们接下来看看 C++ 中的输入输出是怎样使用的

#include <iostream>
#include <cmath>

using namespace std;

int main()
{
    cout << "Hello world!" << endl;
    
    int a = 0;
    cout << "Please input a: ";
    cin >> a;
    
    int b = 0;
    cout << "Please input b: ";
    cin >> b;
    
    int c = sqrt(a * a + b * b);
    
    cout << "c = " << c << endl;
    
    return 0;
}

        我们来看看编译结果

        我们在运行期手动的输入了 a = 3，b = 4；那么它的结果自然就是 5 了。那么我们看到使用 C++ 编程原来如此简洁，那么我们以后就采用 C++ 标准库进行编程了。通过对 C++ 标准库的学习，总结如下：1、C++ 标准库是由类库和函数库组成的集合；2、C++ 标准库包含了经典算法和数据结构的实现，同时它也涵盖了 C 库的功能；3、C++ 标准库位于 std 命名空间中。

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