C++算法前笔记

C++复习笔记

这是小编第一次尝试写博客，初来乍到，还请大家不吝赐教，非常感谢！看过一些C++教程，对于小编这样的初学者来说，好多知识自己在书写C++代码时很少用到，特别是写算法题前，所以下面介绍的是一些小编认为比较重要而又实用的知识点。

1.基本语法

C++相对于C而言，小编认为比较大的区别是C++引入了类和对象这两个概念，如果说C是面向过程的语言，那么C++就是面向对象的语言，这些对象通过调用彼此的方法进行交互。现在简要介绍一下C++里一些比较重要的术语
类-它是对某一类事物的笼统概括，也可以是一些属性的集合，包括该类事物的自身属性，以及它能行驶的行为。比如：定义某一动物的属性有：颜色，体重，定义该动物的行为有：爬，叫。
对象(此对象非彼对象 )对象是类的实例化，即将抽象的属性概念赋予一个具体的人，物，集合等。它是行驶行为的主体，承接上面的例子，狗的颜色是黑色，体重是十公斤，这只狗可以叫，也可以爬。
方法相信介绍了类和对象之后，大家对方法这个概念也有了自己的理解，即上例的“爬，叫”。从基本上说，一个方法表示一种行为。一个类可以包含一个或多个方法，方法可以对数据进行操作，也可以写入逻辑，执行所有的动作。
变量每个对象都有独特的即时变量。对象的状态是由这些即时变量的值创建的。感觉理解起来有点抽象

2.C++结构代码一览

下面对这段程序进行简单介绍：

• #include是C++引入的头文件
• using namespace std;使用std命名空间，在后文也会对该内容进行详细介绍
• int main();是主函数，也是程序执行的入口，一个程序有且只有一个主函数
• cout<<“Hello World”;是程序的输出方式，输出结果将在命令行窗口显示，相当于C语言的printf
• return 0；终止main()函数，对初学者来说，可有可无太深奥的咱也不懂

3.注释

行注释：“//”，双斜杆是行注释，双斜杆所在行，并在双斜杆右侧的内容将不会被编译器捕获。
多行注释：“/* /”,显示在 *中的内容将都会被注释掉，不会被编译器捕获
注：初学者应该养成良好的注释习惯，对于代码量较大的程序，洽当的注释能大大提高编程效率，同时也方便以后再次查看代码，对整个程序的理解。可能开始还不知道如何有效的添加注释，那么小编可以推荐一下自己添加注释比较频繁的几个位置：声明变量，创建方法，语句块功能，创建类等等。

4.数据类型

数据类型简单的来说，是对不同需求的数据分类，以便更加有效合理的使用内存空间，减少空间资源的浪费，这也意味着，每个变量的存储会占用一定的内存空间。常用的数据类型包括，字符型，整型，浮点型，双浮点型，布尔型等。一些基本类型可以使用一个或多个类型修饰符进行修饰，下表显示了一些常用变量类型在内存中存储值时需要占用的内存，以及该类型的变量所能存储的范围
注：bool存储值为true或false
float格式为：1位符号，8位指数，23位小数
double格式为：1位符号，11位指数，52位小数

5.typedef声明

如果觉得有些类型书写比较繁琐，或者容易书写错误，可以使用typedef声明为一个已有的类型取一个新名字。
格式为：typedef 原有类型 自定类型名；
例如： typedef int number;
number one;
这是完全没有问题的，此时的number相当于int。平时感觉用的不是很多。

6.枚举类型

除上述一些基本的数据类型之外，枚举类型是C++中的一种派生数据类型，由用户自定，如果一个变量只有几种可能的值，则可定义为枚举类型。该变量的值将会一一列出，变量的值只能在列举出来的值的范围内。
创建枚举类型的关键字为enum,一般形式为

 enum 枚举名{
  标识符=该标识符的值,
  标识符2=该标识符的值,
  ......
}枚举变量;//相当与将创建枚举类型和声明枚举变量，也可分开执行

运行实例如下：
运行结果：
注：默认情况下，若不给枚举中标识符赋值，则第一个标识符的值为0，第二个标识符的值为1，以此类推

7.变量定义

变量定义就是告诉编译器在何处创建变量的存储，以及如何创建变量的存储。简单来说，创建一个变量，并说明该变量所占内存的大小，如下所示：
type variable;
type是指C++数据类型，也可以是用户自定义类型，variable是创建变量的名称，也可一行声明多个同类型的变量，如下所示：
type variable1, variable2,variable3;

   int i,j,k;//i,j,k的声明
   float w=1.0,y=3.6,z=4.33;//定义并初始化w,y,z

运行实例如下：
运行结果：
注：因未初始化k值，而且k为局部变量，所以程序编译报错。当局部变量被定义时，系统不会对其初始化，必须自行对其初始化。定义全局变量时，系统会自动初始化为：
- int -------->0
- char------->’\0’
- float------->0
- double---->0
- pointer---->NULL;//ponter为指针类型

8.变量作用域

变量作用域即该变量行驶的有效范围，一般来说有三个地方可以定义变量：

• 在函数或一个代码块内部声明的变量，为局部变量。
• 在所有函数外部声明的变量，称为全局变量。
• 在函数参数的定义中声明的变量，称为形式参数。
  局部变量：它只能被函数内部或者代码块内部的语句使用。
  全局变量：它的值在程序的整个生命周期内都是有效的，即在整个程序中都是可用的

运行实例如下：

9.常量

常量，顾名思义，是经常为某一值的量强行解释 ，而且在定义后不能进行修改。常量是固定值，在程序执行期间不会改变。这些固定的值，又叫做字面量，常量可以是任何的基本数据类型。那么常量是如何定义的呢，在C++中，有两种简单的定义常量的方式：

• 使用**#define**预处理器。
  格式为：#define identifier value//注意：没有分号，没有分号。
• 使用const关键字。
  格式为：const type variable=value;//可写在main函数外，也可以写在内部。

运行实例如下：

10.运算符

运算符是一种告诉编译器执行特定的数学或逻辑操作的符号。主要包括，算数运算符、关系运算符、逻辑运算符、位运算符、赋值运算符和其他运算符（其它不太常见，这里就不赘述了）

算术运算符
假设变量A的值为10，变量B的值为20，则：

关系运算符

逻辑运算符
假设变量A的值为1，变量B的值为0，则：

位运算符

赋值运算符

11.循环

循环即重复执行同一操作，多次执行同一块代码，C++编程语言提供了以下几种循环类型。下面直接在程序中解释这些循环的用法。
运行实例如下：
运行结果如下：

12.判断

如果条件为“真”，则进入相应的代码块（这是必须的），如果条件为“假”则进入另一代码块（可选）。
if语句：一个if语句由一个布尔表达式后跟一个或多个语句组成，这些语句共同决定结果的真假。
if…else语句：当if 条件不满足时，则执行else里的代码块，当然也可以使用，if…else if…else,else if即意为当前面几个条件都不满足，而且满足该条件时，才会执行内部的代码块。
运行实例如下： 运行结果：

switch语句：一个switch语句允许测试一个变量等于多个值时，执行不同代码块的情况。
运行实例如下：

13.函数

函数即一起执行并完成某项任务的语句块，比如最常见的main函数，它的功能是启动程序。当然你也可以定义自己的函数，比如加法函数，减法函数等等。前面提到的循环可以多次执行某一块代码块，但它是没有间隙的，且是在同一地方多次执行同一操作。而函数，则可以在任意地方执行，随着函数传入的参数不同，函数运行的结果也不同。
函数声明告诉编译器函数的名称、返回类型和参数。函数定义提供了函数的实际主体。C++标准库提供了大量的程序可以调用的内置函数，这些函数不需要用户定义，只需引入相应的头文件，就可以直接调用。具体什么头文件，得由你调用的函数决定，度娘知道 。
定义函数的一般形式如下：

return_type method_name(parameter list)
{
    the whole code of the function
}

下面列出一个函数的所有组成部分：
返回类型：即return_type,当函数执行完后，是否将得到的值发送给调用该函数的代码块中，return_type,则是该函数和调用代码块连接口，该类型可以是int,float,double等一系列基本数据类型，也可以是用户自定义类型，若不用返回值，可直接设为void.
函数名称：该函数的名称，函数名和参数列表一起构成了函数签名。
参数：即调用函数的代码块进入该函数的入口，可以通过该入口向参数传递一个或多个值，参数是可选的，也就是或函数可能不包含参数。这些参数在进入函数时被创建，退出函数时被销毁，当调用函数时，有三种向函数传递参数的方式：
- 传值调用：将参数的实际值赋值给函数的形式参数。修改函数内的形式参数对实际参数没有影响，也是平时用的比较多的参数传递方式。
-运行实例如下：

- 指针调用：相当与把实际参数的地址传值给形式参数。修改函数内的形式参数会对实际参数有影响。
运行实例如下：

- 引用调用：把参数的引用赋值给形式参数。修改函数内的形式参数会对实际参数有影响。
运行实例如下：
函数主体：执行具体功能的代码块。

14.随机数

有时候需要用到随机数，比如在验证一些函数功能的准确性时，使用随机数是一个不错的选择。关于随机数生成器，有两个相关的函数。一个是rand(),该函数只返回一个伪随机数。生成随机数之前必须先调用srand()函数。
运行实例如下：

15.数组

数组即同一类型变量的组合，它可以存储一个固定大小的相同类型元素的顺序集合。所有的数组都是由连续的内存位置组成。最低的地址对应第一个元素，下标为0。最高的地址对应最后一个元素，下标为数组长度-1。
声明数组：type arrayName[arraySize];
eg. int num[10];//意为声明了数组长度为10的整型数组，显然数组长度必须大于零。
初始化数组：
-可逐个初始化数组，也可使用一个初始化语句。
eg. int num[5]={1,2,3,4,5};
-为数组中某个元素赋值。
eg. int num[5];
num[0]=20;
访问数组元素：数组元素通过数组名称加索引进行访问。元素的索引是放在方括号内，跟在数组名称的后边，eg. int a=num[4];
多维数组：多维数组最常用的是二维数组，也是最简单的，因为和矩阵相似，所以用处也比较多。声明一个x行y列的二维整型数组，形式如下：
type arrayName[x][y];
运行实例如下： 传递数组给函数：比较常用的是，通过指定不带索引的数组名来传递一个指向数组的指针。传数组给一个函数，数组类型自动转换为指针类型，因而传的实际是地址，传递一个一维数组作为参数，有以下几种方式。

  void methods(int *param){}//形式参数是一个指针
  void methods2(int param[10]){}//形式参数是一个已定义大小的数组
  void methods3(int param[]){}//形式参数是一个未定义大小的数组，通常还会加一个数组大小的形式参数

从函数返回数组：C++不允许返回一个完整的数组作为函数的参数。但可以通过不带索引的数组名来返回一个指向数组的指针。而且，C++不支持在函数外返回局部变量的地址，除非定义局部变量为static变量。
运行实例如下：有static时
无static时：

16.字符串

C风格字符串：字符串实际上是使用null字符’\0’终止的一维字符数组。由于在数组的末尾存储了空字符，所以字符数组的大小比单词“false”的字符多一个。
运行实例如下：
C++中有大量的函数用来操作已null结尾的字符串。
C++中的String类：使用string类，需要引入头文件#include。

17.C++指针

学习C++的指针简单枯燥 又有趣乏味 ，指针的功能很强大，动态内存分配没有指针是无法执行的。但是越强大的东西，就说明其构造也会相对复杂点，要想掌握好也并非易事。上文提到过，每个变量都有一个内存位置，每一个内存位置都定义了可使用连字符号（&）运算符访问的地址，表示了在内存中的一个地址。
那么什么是指针呢？指针是一个变量，其值为另一个变量的地址。既然指针是变量，那么它也同样满足变量声明的规则，必须在使用指针存储其他变量地址之前，对其进行声明。一般形式为：
type var_name;
指针的几个常用操作：定义一个指针变量、把变量地址赋值给指针、访问指针变量中可用地址的值。通过使用一元运算符“”来返回位于操作数所指定地址的变量的值。
NULL指针：在声明变量的时候，如果没有确切的地址可以赋值，为指针变量赋一个NULL值是一个良好的编程习惯。赋值为NULL值的指针被称为空指针。

18.引用

引用是某个已存在变量的另一个名字。一旦半引用初始化为某个变量，就可以使用该引用名称或变量名称指向该变量。
引用和指针的区别：
-不存在空引用。引用必须连接到一块合法的内存，而存在空指针。
- 一旦引用被初始化为一个对象，就不能被指向到另一个对象。指针可以在任何时候指向到另一个对象。
- 引用必须在创建时被初始化。指针可以在任何时间被初始化。
运行实例如下：

18.数据结构

学习C++,数组是我们最开始接触的数据结构，但数组仅允许存储相同类型数据项的变量，而结构是C++中另一种用户自定义的可用的数据类型，它允许存储不同类型的数据项。定义结构的格式如下：

  struct type_name{
   member_type1 member_name1;
   member_type2 member_name2;
   member_type3 member_name3;
}object_names;

对如上代码进行简要说明，type_name是结构题类型的名称，member_type1 member_name1是标准的变量定义。在结构定义的末尾，最后一个分号前，可以定义多个结构变量，举例如下：

  struct Books{
   char title[50];
   int page;
   float price;
}onebook;

访问结构成员:成员访问运算符（.)。

19.类&对象

类是C++的核心特性，通常被称为用户定义的类型。它包含了数据表示法和用户处理数据的方法。类中的数据和方法成为类的成员。函数在一个类中被称为类的成员。
C++类定义：定义一个类，本质上是给一个物体，或者一个抽象概念搭建一个框架，告诉人们有这么一类东西存在，但却不能指名道姓的找出这么一个实例，它们有自己特有的属性和行为。定义类是以关键字class开头，后跟类的名称。类的主体是包含一对花括号中。类定义后必须跟着一个分号或一个声明列表。

class animal{
  private:
     string name;
     int age;
  public:
     void eat(){
      cout<<this.name<<"已经喂食";
   }  
}

定义C++对象：对象即为类的实例化，真实存在的个体。声明类的对象，就像是声明基本类型的变量一样。
类成员函数：即该类所拥有的方法，它可以操作类的任意对象。该成员函数可以定义在类定义内部，或者单独使用范围解析运算符::来定义。在类定义中定义的成员函数吧函数声明为内联的。在这里，需要强调一点，在::运算符之前必须使用类名。调用成员函数是在对象上使用点运算符（.）。
类访问修饰符：
- 公有（public）成员：公有成员在程序中类的外部是可访问的。
- 私有（private）成员：私有成员变量或函数在类的外部是不可访问的，甚至是不可查看的。只有类和友元函数可以访问私有成员。默认情况下，类的所有成员都是私有的。额，好枯燥
- 保护（proteced）成员：保护成员变量或函数与私有成员十分相似，但是，保护成员在派生类（即子类）中可访问的。
构造函数:当我们试图创建一个对象时，会调用类的一个特殊的函数，也就是构造函数，函数功能显而易见。构造函数是一个和类名同名的特殊函数，它不会返回任何类型，毕竟它的目的只是创建对象。默认的的构造函数没有任何参数，也可以自己额外定义有参构造函数，但这样系统便不会生成无参构造函数，需自己额外设定。
析构函数：与构造函数决定了对象的生命周期，它会在每次删除所创建的对象时执行，析构函数的名称只是在构造函数前加了个波浪号（~）作为前缀，既然是结束对象的使用，那么它也不会返回任何值，与构造函数不同的是，它不能带有任何参数。

 以上知识点是小编在写C++算法题前打算复习的一些知识，因为平时大多用java,所以临时写了些总结来巩固一下，至于其他C++知识点，个人认为在算法题中使用的比较少，所以这里就不介绍了，之后的日子，小编会更新leetcode题的解法，有兴趣的小伙伴可以一起哟