C++基础入门
1 C++初识
1.1 第一个C++程序
编写一个C++程序总共分为4个步骤
- 创建项目
- 创建文件
- 编写代码
- 运行程序
1.1.1 创建项目
Visual Studio是我们用来编写C++程序的主要工具，我们先将它打开
1.1.2 创建文件
右键源文件，选择添加->新建项
给C++文件起个名称，然后点击添加即可。
1.1.3 编写代码
#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
cout << "Hello world" << endl;
system("pause");
return 0;
}
1.1.4 运行程序
1.2 注释
作用：在代码中加一些说明和解释，方便自己或其他程序员程序员阅读代码
两种格式
- 单行注释：
// 描述信息 - 通常放在一行代码的上方，或者一条语句的末尾，==对该行代码说明==
- 多行注释：
/* 描述信息 */ - 通常放在一段代码的上方，==对该段代码做整体说明==
提示：编译器在编译代码时，会忽略注释的内容
1.3 变量
作用：给一段指定的内存空间起名，方便操作这段内存
语法：数据类型 变量名 = 初始值;
示例：
#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
//变量的定义
//语法：数据类型 变量名 = 初始值
int a = 10;
cout << "a = " << a << endl;
system("pause");
return 0;
}
注意：C++在创建变量时，必须给变量一个初始值，否则会报错
1.4 常量
作用：用于记录程序中不可更改的数据
C++定义常量两种方式
- #define 宏常量：
#define 常量名 常量值 -
==通常在文件上方定义==，表示一个常量
-
const修饰的变量
const 数据类型 常量名 = 常量值 - ==通常在变量定义前加关键字const==，修饰该变量为常量，不可修改
示例：
//1、宏常量
#define day 7
int main() {
cout << "一周里总共有 " << day << " 天" << endl;
//day = 8; //报错，宏常量不可以修改
//2、const修饰变量
const int month = 12;
cout << "一年里总共有 " << month << " 个月份" << endl;
//month = 24; //报错，常量是不可以修改的
system("pause");
return 0;
}
1.5 关键字
作用：关键字是C++中预先保留的单词（标识符）
- 在定义变量或者常量时候，不要用关键字
C++关键字如下：
| asm | do | if | return | typedef |
|---|---|---|---|---|
| auto | double | inline | short | typeid |
| bool | dynamic_cast | int | signed | typename |
| break | else | long | sizeof | union |
| case | enum | mutable | static | unsigned |
| catch | explicit | namespace | static_cast | using |
| char | export | new | struct | virtual |
| class | extern | operator | switch | void |
| const | false | private | template | volatile |
| const_cast | float | protected | this | wchar_t |
| continue | for | public | throw | while |
| default | friend | register | true | |
| delete | goto | reinterpret_cast | try |
提示：在给变量或者常量起名称时候，不要用C++得关键字，否则会产生歧义。
1.6 标识符命名规则
作用：C++规定给标识符（变量、常量）命名时，有一套自己的规则
- 标识符不能是关键字
- 标识符只能由字母、数字、下划线组成
- 第一个字符必须为字母或下划线
- 标识符中字母区分大小写
建议：给标识符命名时，争取做到见名知意的效果，方便自己和他人的阅读
2 数据类型
C++规定在创建一个变量或者常量时，必须要指定出相应的数据类型，否则无法给变量分配内存
2.1 整型
作用：整型变量表示的是==整数类型==的数据
C++中能够表示整型的类型有以下几种方式，区别在于所占内存空间不同：
| 数据类型 | 占用空间 | 取值范围 |
|---|---|---|
| short(短整型) | 2字节 | (-2^15 ~ 2^15-1) |
| int(整型) | 4字节 | (-2^31 ~ 2^31-1) |
| long(长整形) | Windows为4字节，Linux为4字节(32位)，8字节(64位) | (-2^31 ~ 2^31-1) |
| long long(长长整形) | 8字节 | (-2^63 ~ 2^63-1) |
2.2 sizeof关键字
作用：利用sizeof关键字可以==统计数据类型所占内存大小==
语法： sizeof( 数据类型 / 变量)
示例：
int main() {
cout << "short 类型所占内存空间为： " << sizeof(short) << endl;
cout << "int 类型所占内存空间为： " << sizeof(int) << endl;
cout << "long 类型所占内存空间为： " << sizeof(long) << endl;
cout << "long long 类型所占内存空间为： " << sizeof(long long) << endl;
system("pause");
return 0;
}
整型结论：==short < int <= long <= long long==
2.3 实型（浮点型）
作用：用于==表示小数==
浮点型变量分为两种：
- 单精度float
- 双精度double
两者的区别在于表示的有效数字范围不同。
| 数据类型 | 占用空间 | 有效数字范围 |
|---|---|---|
| float | 4字节 | 7位有效数字 |
| double | 8字节 | 15～16位有效数字 |
示例：
int main() {
float f1 = 3.14f;
double d1 = 3.14;
cout << f1 << endl;
cout << d1<< endl;
cout << "float sizeof = " << sizeof(f1) << endl;
cout << "double sizeof = " << sizeof(d1) << endl;
//科学计数法
float f2 = 3e2; // 3 * 10 ^ 2
cout << "f2 = " << f2 << endl;
float f3 = 3e-2; // 3 * 0.1 ^ 2
cout << "f3 = " << f3 << endl;
system("pause");
return 0;
}
2.4 字符型
作用：字符型变量用于显示单个字符
语法：char ch = 'a';
注意1：在显示字符型变量时，用单引号将字符括起来，不要用双引号
注意2：单引号内只能有一个字符，不可以是字符串
- C和C++中字符型变量只占用==1个字节==。
- 字符型变量并不是把字符本身放到内存中存储，而是将对应的ASCII编码放入到存储单元
示例：
int main() {
char ch = 'a';
cout << ch << endl;
cout << sizeof(char) << endl;
//ch = "abcde"; //错误，不可以用双引号
//ch = 'abcde'; //错误，单引号内只能引用一个字符
cout << (int)ch << endl; //查看字符a对应的ASCII码
ch = 97; //可以直接用ASCII给字符型变量赋值
cout << ch << endl;
system("pause");
return 0;
}
ASCII码表格：
| ASCII值 | 控制字符 | ASCII值 | 字符 | ASCII值 | 字符 | ASCII值 | 字符 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | NUT | 32 | (space) | 64 | @ | 96 | 、 |
| 1 | SOH | 33 | ! | 65 | A | 97 | a |
| 2 | STX | 34 | “ | 66 | B | 98 | b |
| 3 | ETX | 35 | # | 67 | C | 99 | c |
| 4 | EOT | 36 | $ | 68 | D | 100 | d |
| 5 | ENQ | 37 | % | 69 | E | 101 | e |
| 6 | ACK | 38 | & | 70 | F | 102 | f |
| 7 | BEL | 39 | , | 71 | G | 103 | g |
| 8 | BS | 40 | ( | 72 | H | 104 | h |
| 9 | HT | 41 | ) | 73 | I | 105 | i |
| 10 | LF | 42 | * | 74 | J | 106 | j |
| 11 | VT | 43 | + | 75 | K | 107 | k |
| 12 | FF | 44 | , | 76 | L | 108 | l |
| 13 | CR | 45 | - | 77 | M | 109 | m |
| 14 | SO | 46 | . | 78 | N | 110 | n |
| 15 | SI | 47 | / | 79 | O | 111 | o |
| 16 | DLE | 48 | 0 | 80 | P | 112 | p |
| 17 | DCI | 49 | 1 | 81 | Q | 113 | q |
| 18 | DC2 | 50 | 2 | 82 | R | 114 | r |
| 19 | DC3 | 51 | 3 | 83 | S | 115 | s |
| 20 | DC4 | 52 | 4 | 84 | T | 116 | t |
| 21 | NAK | 53 | 5 | 85 | U | 117 | u |
| 22 | SYN | 54 | 6 | 86 | V | 118 | v |
| 23 | TB | 55 | 7 | 87 | W | 119 | w |
| 24 | CAN | 56 | 8 | 88 | X | 120 | x |
| 25 | EM | 57 | 9 | 89 | Y | 121 | y |
| 26 | SUB | 58 | : | 90 | Z | 122 | z |
| 27 | ESC | 59 | ; | 91 | [ | 123 | { |
| 28 | FS | 60 | < | 92 | / | 124 | | |
| 29 | GS | 61 | = | 93 | ] | 125 | } |
| 30 | RS | 62 | > | 94 | ^ | 126 | ` |
| 31 | US | 63 | ? | 95 | _ | 127 | DEL |
ASCII 码大致由以下两部分组成：
- ASCII 非打印控制字符： ASCII 表上的数字 0-31 分配给了控制字符，用于控制像打印机等一些外围设备。
- ASCII 打印字符：数字 32-126 分配给了能在键盘上找到的字符，当查看或打印文档时就会出现。
2.5 转义字符
作用：用于表示一些==不能显示出来的ASCII字符==
现阶段我们常用的转义字符有：\n \\ \t
| 转义字符 | 含义 | ASCII码值（十进制） |
|---|---|---|
| \a | 警报 | 007 |
| \b | 退格(BS) ，将当前位置移到前一列 | 008 |
| \f | 换页(FF)，将当前位置移到下页开头 | 012 |
| \n | 换行(LF) ，将当前位置移到下一行开头 | 010 |
| \r | 回车(CR) ，将当前位置移到本行开头 | 013 |
| \t | 水平制表(HT) （跳到下一个TAB位置） | 009 |
| \v | 垂直制表(VT) | 011 |
| \\ | 代表一个反斜线字符”" | 092 |
| ' | 代表一个单引号（撇号）字符 | 039 |
| " | 代表一个双引号字符 | 034 |
| \? | 代表一个问号 | 063 |
| \0 | 数字0 | 000 |
| \ddd | 8进制转义字符，d范围0~7 | 3位8进制 |
| \xhh | 16进制转义字符，h范围0~9，a~f，A~F | 3位16进制 |
示例：
int main() {
cout << "\\" << endl;
cout << "\tHello" << endl;
cout << "\n" << endl;
system("pause");
return 0;
}
2.6 字符串型
作用：用于表示一串字符
两种风格
- C风格字符串：
char 变量名[] = "字符串值"
示例：
```C++
int main() {
char str1[] = "hello world";
cout << str1 << endl;
system("pause");
return 0;
}
```
注意：C风格的字符串要用双引号括起来
- C++风格字符串：
string 变量名 = "字符串值"
示例：
```C++
int main() {
string str = "hello world";
cout << str << endl;
system("pause");
return 0;
}
```
注意：C++风格字符串，需要加入头文件==#include\[HTML_REMOVED]==
2.7 布尔类型 bool
作用：布尔数据类型代表真或假的值
bool类型只有两个值：
- true — 真（本质是1）
- false — 假（本质是0）
bool类型占==1个字节==大小
示例：
int main() {
bool flag = true;
cout << flag << endl; // 1
flag = false;
cout << flag << endl; // 0
cout << "size of bool = " << sizeof(bool) << endl; //1
system("pause");
return 0;
}
2.8 数据的输入
作用：用于从键盘获取数据
关键字：cin
语法： cin >> 变量
示例：
int main(){
//整型输入
int a = 0;
cout << "请输入整型变量：" << endl;
cin >> a;
cout << a << endl;
//浮点型输入
double d = 0;
cout << "请输入浮点型变量：" << endl;
cin >> d;
cout << d << endl;
//字符型输入
char ch = 0;
cout << "请输入字符型变量：" << endl;
cin >> ch;
cout << ch << endl;
//字符串型输入
string str;
cout << "请输入字符串型变量：" << endl;
cin >> str;
cout << str << endl;
//布尔类型输入
bool flag = true;
cout << "请输入布尔型变量：" << endl;
cin >> flag;
cout << flag << endl;
system("pause");
return EXIT_SUCCESS;
}
3 运算符
作用：用于执行代码的运算
本章我们主要讲解以下几类运算符：
| 运算符类型 | 作用 |
|---|---|
| 算术运算符 | 用于处理四则运算 |
| 赋值运算符 | 用于将表达式的值赋给变量 |
| 比较运算符 | 用于表达式的比较，并返回一个真值或假值 |
| 逻辑运算符 | 用于根据表达式的值返回真值或假值 |
3.1 算术运算符
作用：用于处理四则运算
算术运算符包括以下符号：
| 运算符 | 术语 | 示例 | 结果 |
|---|---|---|---|
| + | 正号 | +3 | 3 |
| - | 负号 | -3 | -3 |
| + | 加 | 10 + 5 | 15 |
| - | 减 | 10 - 5 | 5 |
| * | 乘 | 10 * 5 | 50 |
| / | 除 | 10 / 5 | 2 |
| % | 取模(取余) | 10 % 3 | 1 |
| ++ | 前置递增 | a=2; b=++a; | a=3; b=3; |
| ++ | 后置递增 | a=2; b=a++; | a=3; b=2; |
| – | 前置递减 | a=2; b=–a; | a=1; b=1; |
| – | 后置递减 | a=2; b=a–; | a=1; b=2; |
示例1：
//加减乘除
int main() {
int a1 = 10;
int b1 = 3;
cout << a1 + b1 << endl;
cout << a1 - b1 << endl;
cout << a1 * b1 << endl;
cout << a1 / b1 << endl; //两个整数相除结果依然是整数
int a2 = 10;
int b2 = 20;
cout << a2 / b2 << endl;
int a3 = 10;
int b3 = 0;
//cout << a3 / b3 << endl; //报错，除数不可以为0
//两个小数可以相除
double d1 = 0.5;
double d2 = 0.25;
cout << d1 / d2 << endl;
system("pause");
return 0;
}
总结：在除法运算中，除数不能为0
示例2：
//取模
int main() {
int a1 = 10;
int b1 = 3;
cout << 10 % 3 << endl;
int a2 = 10;
int b2 = 20;
cout << a2 % b2 << endl;
int a3 = 10;
int b3 = 0;
//cout << a3 % b3 << endl; //取模运算时，除数也不能为0
//两个小数不可以取模
double d1 = 3.14;
double d2 = 1.1;
//cout << d1 % d2 << endl;
system("pause");
return 0;
}
总结：只有整型变量可以进行取模运算
示例3：
//递增
int main() {
//后置递增
int a = 10;
a++; //等价于a = a + 1
cout << a << endl; // 11
//前置递增
int b = 10;
++b;
cout << b << endl; // 11
//区别
//前置递增先对变量进行++，再计算表达式
int a2 = 10;
int b2 = ++a2 * 10;
cout << b2 << endl;
//后置递增先计算表达式，后对变量进行++
int a3 = 10;
int b3 = a3++ * 10;
cout << b3 << endl;
system("pause");
return 0;
}
总结：前置递增先对变量进行++，再计算表达式，后置递增相反
3.2 赋值运算符
作用：用于将表达式的值赋给变量
赋值运算符包括以下几个符号：
| 运算符 | 术语 | 示例 | 结果 |
|---|---|---|---|
| = | 赋值 | a=2; b=3; | a=2; b=3; |
| += | 加等于 | a=0; a+=2; | a=2; |
| -= | 减等于 | a=5; a-=3; | a=2; |
| *= | 乘等于 | a=2; a*=2; | a=4; |
| /= | 除等于 | a=4; a/=2; | a=2; |
| %= | 模等于 | a=3; a%2; | a=1; |
示例：
int main() {
//赋值运算符
// =
int a = 10;
a = 100;
cout << "a = " << a << endl;
// +=
a = 10;
a += 2; // a = a + 2;
cout << "a = " << a << endl;
// -=
a = 10;
a -= 2; // a = a - 2
cout << "a = " << a << endl;
// *=
a = 10;
a *= 2; // a = a * 2
cout << "a = " << a << endl;
// /=
a = 10;
a /= 2; // a = a / 2;
cout << "a = " << a << endl;
// %=
a = 10;
a %= 2; // a = a % 2;
cout << "a = " << a << endl;
system("pause");
return 0;
}
3.3 比较运算符
作用：用于表达式的比较，并返回一个真值或假值
比较运算符有以下符号：
| 运算符 | 术语 | 示例 | 结果 |
|---|---|---|---|
| == | 相等于 | 4 == 3 | 0 |
| != | 不等于 | 4 != 3 | 1 |
| < | 小于 | 4 < 3 | 0 |
| > | 大于 | 4 > 3 | 1 |
| <= | 小于等于 | 4 <= 3 | 0 |
| >= | 大于等于 | 4 >= 1 | 1 |
示例：
int main() {
int a = 10;
int b = 20;
cout << (a == b) << endl; // 0
cout << (a != b) << endl; // 1
cout << (a > b) << endl; // 0
cout << (a < b) << endl; // 1
cout << (a >= b) << endl; // 0
cout << (a <= b) << endl; // 1
system("pause");
return 0;
}
注意：C和C++ 语言的比较运算中， ==“真”用数字“1”来表示， “假”用数字“0”来表示。==
3.4 逻辑运算符
作用：用于根据表达式的值返回真值或假值
逻辑运算符有以下符号：
| 运算符 | 术语 | 示例 | 结果 |
|---|---|---|---|
| ! | 非 | !a | 如果a为假，则!a为真； 如果a为真，则!a为假。 |
| && | 与 | a && b | 如果a和b都为真，则结果为真，否则为假。 |
| || | 或 | a || b | 如果a和b有一个为真，则结果为真，二者都为假时，结果为假。 |
示例1：逻辑非
//逻辑运算符 --- 非
int main() {
int a = 10;
cout << !a << endl; // 0
cout << !!a << endl; // 1
system("pause");
return 0;
}
总结： 真变假，假变真
示例2：逻辑与
//逻辑运算符 --- 与
int main() {
int a = 10;
int b = 10;
cout << (a && b) << endl;// 1
a = 10;
b = 0;
cout << (a && b) << endl;// 0
a = 0;
b = 0;
cout << (a && b) << endl;// 0
system("pause");
return 0;
}
总结：逻辑==与==运算符总结： ==同真为真，其余为假==
示例3：逻辑或
//逻辑运算符 --- 或
int main() {
int a = 10;
int b = 10;
cout << (a || b) << endl;// 1
a = 10;
b = 0;
cout << (a || b) << endl;// 1
a = 0;
b = 0;
cout << (a || b) << endl;// 0
system("pause");
return 0;
}
逻辑==或==运算符总结： ==同假为假，其余为真==
4 程序流程结构
C/C++支持最基本的三种程序运行结构：==顺序结构、选择结构、循环结构==
- 顺序结构：程序按顺序执行，不发生跳转
- 选择结构：依据条件是否满足，有选择的执行相应功能
- 循环结构：依据条件是否满足，循环多次执行某段代码
4.1 选择结构
4.1.1 if语句
作用：执行满足条件的语句
if语句的三种形式
-
单行格式if语句
-
多行格式if语句
-
多条件的if语句
- 单行格式if语句：
if(条件){ 条件满足执行的语句 }
示例：
```C++
int main() {
//选择结构-单行if语句
//输入一个分数，如果分数大于600分，视为考上一本大学，并在屏幕上打印
int score = 0;
cout << "请输入一个分数：" << endl;
cin >> score;
cout << "您输入的分数为： " << score << endl;
//if语句
//注意事项，在if判断语句后面，不要加分号
if (score > 600)
{
cout << "我考上了一本大学！！！" << endl;
}
system("pause");
return 0;
}
```
注意：if条件表达式后不要加分号
- 多行格式if语句：
if(条件){ 条件满足执行的语句 }else{ 条件不满足执行的语句 };
示例：
int main() {
int score = 0;
cout << "请输入考试分数：" << endl;
cin >> score;
if (score > 600)
{
cout << "我考上了一本大学" << endl;
}
else
{
cout << "我未考上一本大学" << endl;
}
system("pause");
return 0;
}
- 多条件的if语句：
if(条件1){ 条件1满足执行的语句 }else if(条件2){条件2满足执行的语句}... else{ 都不满足执行的语句}
示例：
int main() {
int score = 0;
cout << "请输入考试分数：" << endl;
cin >> score;
if (score > 600)
{
cout << "我考上了一本大学" << endl;
}
else if (score > 500)
{
cout << "我考上了二本大学" << endl;
}
else if (score > 400)
{
cout << "我考上了三本大学" << endl;
}
else
{
cout << "我未考上本科" << endl;
}
system("pause");
return 0;
}
嵌套if语句：在if语句中，可以嵌套使用if语句，达到更精确的条件判断
案例需求：
- 提示用户输入一个高考考试分数，根据分数做如下判断
- 分数如果大于600分视为考上一本，大于500分考上二本，大于400考上三本，其余视为未考上本科；
- 在一本分数中，如果大于700分，考入北大，大于650分，考入清华，大于600考入人大。
示例：
int main() {
int score = 0;
cout << "请输入考试分数：" << endl;
cin >> score;
if (score > 600)
{
cout << "我考上了一本大学" << endl;
if (score > 700)
{
cout << "我考上了北大" << endl;
}
else if (score > 650)
{
cout << "我考上了清华" << endl;
}
else
{
cout << "我考上了人大" << endl;
}
}
else if (score > 500)
{
cout << "我考上了二本大学" << endl;
}
else if (score > 400)
{
cout << "我考上了三本大学" << endl;
}
else
{
cout << "我未考上本科" << endl;
}
system("pause");
return 0;
}
练习案例： 三只小猪称体重
有三只小猪ABC，请分别输入三只小猪的体重，并且判断哪只小猪最重？
4.1.2 三目运算符
作用： 通过三目运算符实现简单的判断
语法：表达式1 ? 表达式2 ：表达式3
解释：
如果表达式1的值为真，执行表达式2，并返回表达式2的结果；
如果表达式1的值为假，执行表达式3，并返回表达式3的结果。
示例：
int main() {
int a = 10;
int b = 20;
int c = 0;
c = a > b ? a : b;
cout << "c = " << c << endl;
//C++中三目运算符返回的是变量,可以继续赋值
(a > b ? a : b) = 100;
cout << "a = " << a << endl;
cout << "b = " << b << endl;
cout << "c = " << c << endl;
system("pause");
return 0;
}
总结：和if语句比较，三目运算符优点是短小整洁，缺点是如果用嵌套，结构不清晰
4.1.3 switch语句
作用：执行多条件分支语句
语法：
switch(表达式)
{
case 结果1：执行语句;break;
case 结果2：执行语句;break;
...
default:执行语句;break;
}
示例：
int main() {
//请给电影评分
//10 ~ 9 经典
// 8 ~ 7 非常好
// 6 ~ 5 一般
// 5分以下 烂片
int score = 0;
cout << "请给电影打分" << endl;
cin >> score;
switch (score)
{
case 10:
case 9:
cout << "经典" << endl;
break;
case 8:
cout << "非常好" << endl;
break;
case 7:
case 6:
cout << "一般" << endl;
break;
default:
cout << "烂片" << endl;
break;
}
system("pause");
return 0;
}
注意1：switch语句中表达式类型只能是整型或者字符型
注意2：case里如果没有break，那么程序会一直向下执行
总结：与if语句比，对于多条件判断时，switch的结构清晰，执行效率高，缺点是switch不可以判断区间
4.2 循环结构
4.2.1 while循环语句
作用：满足循环条件，执行循环语句
语法：while(循环条件){ 循环语句 }
解释：==只要循环条件的结果为真，就执行循环语句==
示例：
int main() {
int num = 0;
while (num < 10)
{
cout << "num = " << num << endl;
num++;
}
system("pause");
return 0;
}
注意：在执行循环语句时候，程序必须提供跳出循环的出口，否则出现死循环
while循环练习案例：==猜数字==
案例描述：系统随机生成一个1到100之间的数字，玩家进行猜测，如果猜错，提示玩家数字过大或过小，如果猜对恭喜玩家胜利，并且退出游戏。
