C++ 是在C语言的基础上开发的,早期的 C++ 还不完善,不支持命名空间 , 没有自己的编译器,而是将 C++ 代码翻译成C代码,再通过C编译器完成编译 。这个时候的 C++ 仍然在使用C语言的库,stdio.h、stdlib.h、string.h 等头文件依然有效;此外 C++ 也开发了一些新的库 , 增加了自己的头文件 , 例如:
- iostream.h:用于控制台输入输出头文件 。
- fstream.h:用于文件操作的头文件 。
- complex.h:用于复数计算的头文件 。
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和C语言一样 , C++ 头文件仍然以.h为后缀,它们所包含的类、函数、宏等都是全局范围的 。
后来 C++ 引入了命名空间的概念,计划重新编写库,将类、函数、宏等都统一纳入一个命名空间,这个命名空间的名字就是std 。std 是 standard 的缩写,意思是“标准命名空间” 。
但是这时已经有很多用老式 C++ 开发的程序了,它们的代码中并没有使用命名空间,直接修改原来的库会带来一个很严重的后果:程序员会因为不愿花费大量时间修改老式代码而极力反抗,拒绝使用新标准的 C++ 代码 。
C++ 开发人员想了一个好办法 , 保留原来的库和头文件,它们在 C++ 中可以继续使用,然后再把原来的库复制一份 , 在此基础上稍加修改,把类、函数、宏等纳入命名空间 std 下,就成了新版 C++ 标准库 。这样共存在了两份功能相似的库,使用了老式 C++ 的程序可以继续使用原来的库,新开发的程序可以使用新版的 C++ 库 。
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为了避免头文件重名 , 新版 C++ 库也对头文件的命名做了调整,去掉了后缀.h,所以老式 C++ 的iostream.h变成了iostream , fstream.h变成了fstream 。而对于原来C语言的头文件,也采用同样的方法,但在每个名字前还要添加一个c字母,所以C语言的stdio.h变成了cstdio,stdlib.h变成了cstdlib 。
需要注意的是 , 旧的 C++ 头文件是官方所反对使用的,已明确提出不再支持,但旧的C头文件仍然可以使用 , 以保持对C的兼容性 。实际上,编译器开发商不会停止对客户现有软件提供支持,可以预计,旧的 C++ 头文件在未来数年内还是会被支持 。
下面是我总结的 C++ 头文件的现状:
1) 旧的 C++ 头文件 , 如 iostream.h、fstream.h 等将会继续被支持,尽管它们不在官方标准中 。这些头文件的内容不在命名空间 std 中 。
2) 新的 C++ 头文件,如 iostream、fstream 等包含的基本功能和对应的旧版头文件相似,但头文件的内容在命名空间 std 中 。
注意:在标准化的过程中,库中有些部分的细节被修改了 , 所以旧的头文件和新的头文件不一定完全对应 。3) 标准C头文件如 stdio.h、stdlib.h 等继续被支持 。头文件的内容不在 std 中 。
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4) 具有C库功能的新C++头文件具有如 cstdio、cstdlib 这样的名字 。它们提供的内容和相应的旧的C头文件相同,只是内容在 std 中 。
【下列哪些头文件包含在std命名空间中?】可以发现,对于不带.h的头文件,所有的符号都位于命名空间 std 中,使用时需要声明命名空间 std;对于带.h的头文件,没有使用任何命名空间,所有符号都位于全局作用域 。这也是 C++ 标准所规定的 。
不过现实情况和 C++ 标准所期望的有些不同,对于原来C语言的头文件,即使按照 C++ 的方式来使用,即#include <cstdio>这种形式,那么符号可以位于命名空间 std 中,也可以位于全局范围中,请看下面的两段代码 。
1) 使用命名空间 std:
#include <cstdio>int main(){ std::printf("***\n"); return 0;}2) 不使用命名空间 std:
#include <cstdio>int main(){ printf("***\n"); return 0;}这两种形式在 Microsoft Visual C++ 和 GCC 下都能够编译通过 , 也就是说,大部分编译器在实现时并没有严格遵循C++标准 , 它们对两种写法都支持,程序员可以使用 std 也可以不使用 。
第 1) 种写法是标准的,第 2) 种不标准,虽然它们在目前的编译器中都没有错误,但我依然推荐使用第 1) 种写法,因为标准写法会一直被编译器支持,非标准写法可能会在以后的升级版本中不再支持 。
使用C++的头文件
虽然 C++ 几乎完全兼容C语言,C语言的头文件在 C++ 中依然被支持,但 C++ 新增的库更加强大和灵活,请读者尽量使用这些 C++ 新增的头文件,例如 iostream、fstream、string 等 。
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