C/C++、C#、JAVA(一):代码模板与库代码的引入

内容纲要

代码默认模板

编译性高级编程语言中,几乎每种语言,都有个静态的 main 方法作为程序启动入口,每种语言都有其编写规范。为了学习 C/C++、C#、JAVA四种语言,我们要先从默认代码模板中,慢慢摸索学习。

约定:
我们常常可以看到 函数、方法这两个词,很多人对此进行了混用。
方法,就是 void Test(){} 这样的形式;
函数,指具有确定命名的、并且可以通过名称调用的代码,属性、字段、方法、委托、事件等;
只要能够通过确定的名称调用(使用)的代码块,就是函数;而方法就是 返回值、名称、参数等组成的代码块;

C/C++、Java 主要是 驼峰命名(Camel-Case), C# 是Pascal 规则(帕斯卡命名)。
文章代码和示例比较多,对于命名这方面,可能不会严格按照此语言的规范编写。(主要是笔者习惯写C#)

代码模板

C

#include <stdio.h>

int main()
{
    /* 代码 */
    return 0;
}

C++

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    /* 代码 */
   return 0;
}

C#

using System;

namespace ConsoleApp1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
           /* 代码 */
        }
    }
}

JAVA

package com.company;
import com.company.test.*;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        Test test = new Test();
    }
}

C# 和 Java 的 main 方法都是静态入口。
C# 的 main 方法是大写,其余语言都是小写。

库代码的引入和解析

每种编程语言中,例如 sdk 等都会有大量丰富的官方库代码已经自定义库代码,那么,我们应该如何引入使用呢?

C

C语言 源文件以 .c.h 结尾,一般 .h 用来定义成员, .c 用来实现成员。
.c 称为源文件,.h 称为头文件。

C语言中,使用 #include "{文件名称}.{.c|.h}"#include <{文件名称}.{.c|.h}> 来使用系统或自定义的库代码。
简单来说,#include <> 是使用系统自带的代码,#include "" 是使用你自己写的代码或第三方代码。
请参考
http://c.biancheng.net/view/443.html

写代码和编译时,.c.h 文件和里面的代码没有任何联系。

C语言 中没有接口(面向对象),因此考虑到解耦,将函数的定义和实现两个部分分开,.h 文件定义外界可以访问使用的成员,以及如何调用成员。.c 实现 .h 中声明名的成员。

那么,如何使用 .h.c 声明和实现函数,并且能给外部使用呢?

实现 .h.c 以及外部调用

编写一个 Test.h 文件。
此文件声明了一个 getA方法,不需要输入参数,会返回一个 int 类型的值。
extern 关键字,声明了此方法能够被外部调用。

#include <stdio.h>

extern int getA(void);

我们在 main 方法中,使用此方法

#include <stdio.h>
#include "Test.h"

int main() {
    int a = getA();
    printf("%d",a);
    return 0;
}

然后来实现 Test.c

#include <stdio.h>

// 实现 getA方法
int getA(void) {
    return 666;
}

以上代码就是 .h.c 文件的编写方法以及提供外部调用。

.h.c 文件

前面我说了,.h、和 .c 文件,没有必然联系。下面我来解释一下。

因为 .h.c 不像 C#、JAVA 中的 接口和继承,没有强制规定,因此可以只写 .h,或只写 .c
.h 也可以实现代码,例如 Test.h 文件

#include <stdio.h>
extern int getA(void) {
    return 666;
}

C语言的编译,经历预处理/预编译、编译、汇编、链接四个步骤。
预处理/预处理(Preprocessing):条件编译、宏定义处理等
编译(Compilation): 检查语法,生成汇编
汇编(Assemble):汇编代码转换机器码
链接(Linking):与其它组件组合起来生成可执行文件
资料参考
http://c.biancheng.net/view/1736.html

https://blog.51cto.com/7905648/1297255

.h.c 文件,在最后链接阶段,才会出现真正 联系
请参考
https://www.cnblogs.com/laojie4321/archive/2012/03/30/2425015.html

C++

据说 C++ 之父 Bjarne Stroustrup 博士,都没有搞懂 C++ 这种编程。
《C/C++、C#、JAVA(一):代码模板与库代码的引入》

C++ 源文件后缀为 .cpp

C++ 中,我们看到了 #include <iostream> ,为啥不带 .h.c
C++ 是 C语言 的超集,C++ 实现了面向对象,C++ 出现了命名空间和库的概念。
在 C++ 中,#include <stdio.h> 是一般的头文件引用方式;而 #include <iostream> 是 C++ 库的引用方式。引用的是 标准库

C++ 标准库分为两部分:

标准函数库: 继承C语言,由不属于类的函数组成。
面向对象类库: 类及其相关函数的集合。

命名空间

前面我们看到了 C++ 代码模板中,还有 using namespace std; ,这一句是引用命名空间。

在 c++ 中,也可以直接实现 .h 声明的 函数,但是这样跟不能体会到 面向对象 的优势。

C++ 使用面向对象,采用 命名空间-类-成员实现 的机构,来编写代码,示例如下。
编写 Test.h


namespace first_space {
    int func();
}

编写 Test.c

namespace first_space {
    int func() {
        return 666;
    }
}

main 函数中调用

#include <iostream>
#include "Test.h"

using namespace std;
using namespace first_space;

int main()
{
    int a = func();     // first_space
    cout << a << endl;
    return 0;
}

可以看到,命名空间只是多了个范围限定。
在 C++ 中,函数可以定义在类中,命名空间中,也可以直接写在 源文件中。

C#

C# 是笔者最喜欢的语言,嘿嘿嘿。
C# 中类库编译后,是一个 .dll 文件。

以下是 C# 命名空间和引用命名空间的示例。

namespace ConsoleApp1
{
    using Test;
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            T666 t = new T666();
            t.Test();
        }
    }
}
namespace Test
{
    public class T666
    {
        public void Test(){}
    }
}

C# 中,命名空间没有严格要求。
一般,命名空间以 [项目名称].[目录名称].[目录名称]... 组成。
以项目名称开头,后面每个子目录名称组成。
例如要实现用户身份认证的功能,将这部分代码放到 MyProj/Auth 目录中,那么命名空间就是 MyProj.Auth
C# 的源文件以 .cs 结尾,一般来说,一个独立功能的类或接口,使用一个 .cs 文件。
但 C# 中,并不强制要求。这些慢慢学习 C# 时会学习了解到。很大程度上跟 C++ 的命名空间相似。

C# 中以命名空间作为限定范围,对类进行使用。
调用的最小粒度为类、结构体、枚举等。
所有的字段、属性、方法等必须在类中定义和实现。
C# 引入一个命名空间后,便能使用此命名空间的所有的类。

Java

Java 的规则还是比较多的。
Java 的源文件,以 .java 结尾。
每个 .java 文件中,只能有一个 public 类,并且类名称必须跟 .java 文件的名称相同。
Java 中,没有命名空间,而是以包的形式来调用,包名引用严格以目录名称设置。

Java 中,使用 import 关键字来引入包,例如 import java.io.*;
有两种引用形式,一种是引用具体的类名

import  java.io.PrintStream;

之后便可以使用 PrintStream 类。
另一种是使用 import java.io.*; ,可以使用此包下所有的类。

Java 中,标准库以 java.javax. 开头。

如果想将编写的类提供给外部使用,则要使用 package 关键字。

以下为一个示例.

程序目录结构如下

.
│  main
│
└─com
    └─company
        │  Main.java
        │  MyFrame.java
        │
        └─test
                Test.java
                Test2.java

编写两个类,Test,Test2,

# Test
package com.company.test;

public class Test {
    public void My() {
        Test2 t = new Test2();
    }
}

# Test2
package com.company.test;

public class Test2 {
}

main 函数中调用调用

package com.company;
import com.company.test.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Test test = new Test();
    }
}
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