PAT乙级C/C++基础入门学习
PAT乙级C/C++基础入门学习
- 学前准备
- 基本数据类型
- 顺序结构
- 数组
- 函数
- 指针
学前准备
- 误区1：现在很多人都认为C++、Python以及JAVA等语言比较流行，C语言不如他们，这其实是不正确地理解。先看一下2019年各大编程语言TIOBE排行。其中用C语言编写的相关软件中占16%左右，居于第二。JAVA由于是编写网站以及手机APP的语言，所以应用比较广泛。但是C语言可以称作标准模范语言，其他语言也是模仿C语言衍生出来的，可以叫做C-Like语言。
- 误区2：C语言是编写操作系统以及嵌入式软件系统的必要语言，其他语言无法担任此项重任。C++也是由C语言改进衍生出来的，所以C++向下兼容C语言，即在C++中可以写C语言语法混编。C++的一些特性和功能比较友好（如标准STL库），但C++语言也是经过封装后的语言，某些地方并不如C语言运算效率高，所以最好的方式是混编，这也可能存在某些语法兼容的问题。
- 如何选择编程语言：语言肯定支持多种，C、C++、JAVA等，基本上都在使用C或C++，像JAVA、Python等语言可能会超时，在知乎上看到一些用JAVA超时的都转为C/C++了，所以推荐C/C++为妙。
- 如何选择编译器：由于VC6.0过于古老，很多语法在编译时不会通过，不要使用。一般推荐使用Dev-C++，比较好用；VS的会是第二选择吧，在VS中使用C语言的printf和scanf输入输出时会报不安全语法错误，需要改为printf_s、scanf_s使用，语法不能完全兼容；Eclipse是JAVA的编辑器，最终推荐Dev-C++。
基本数据类型
- 变量定义：
变量类型 变量名 = 初值；
int a = 0;
- 变量名规则：
1）不能是C语言保留字（关键字 ），如：auto，break，case,char,const,continue,default,do,double,else,extern,if,for,while等。
2）变量名由字母，数字以及下划线组成，数字不能在变量名的第一个位置。
3）区分大小写，tju和Tju是 两个不同的变量名。
4）变量名建议取有实际意义的变量名，提高程序的可读性。 - 变量类型：整型（int和long long）,浮点型（float和double），字符型char，布尔型bool。
- 强制类型转换：
格式：（新类型名）变量名
double r = 12.35;
printf("%d\n",(int)r);
- 宏定义常量和const常量
//宏定义,在main函数之前定义，不加分号，定义的标志符pi在全局值都为3.14
#define pi 3.14
//const常量,同宏定义一样，一旦定义好，其值就无法改变。
//一般定义常量值推荐const定义。
const double pi = 3.14;
- 宏定义函数
#include <stdio.h>
#define ADD(a,b) (a+b)
int main()
{
printf("%d\n",ADD(3,2));
return 0;
}
- 除法运算符和取模运算符
#include <stdio.h>
int main()
{
int a=5,b=4;
float c = 5.0;
double d = 6.0;
printf("%d %f %d",a/b,c/b,a%b);
return 0;
}
运行结果：
1 1.250000 1
- 自增运算符（与自减运算符相同）
记住：i++是先使用i在加1，++i是先加1在使用i
#include <stdio.h>
int main()
{
int a=1,b=1,n1,n2;
n1 = a++;
n2 = ++b;
printf("%d %d\n",n1,a);
printf("%d %d\n",n2,b);
}
运算结果：
1 2
2 2
- 条件运算符（三目运算符）
格式 A?B:C
其含义是，如果A为真则执行并返回B的结果，A为假则执行并返回C的结果。
#include <stdio.h>
int main()
{
int a=3,b=5;
int c = a>b?7:11;
printf("%d\n",c);
return 0;
}
运算结果：
11
- 位运算符（针对二进制操作）
下面的两种定义是等价的。
const int INF = (1<<30)-1;
const int INF = 0x3fffffff;
顺序结构
- scanf和printf输入/输出
int n = 0;
scanf("%d",&n);
注意：&为取地址运算符，在变量定义之后，就会在计算机内存中分配一块空间给这个变量，除了char数组不加&之外，其他变量类型在scanf中都要加上取地址运算符&。char数组本身就代表这个数组第一个元素的地址，所以不需要加&。
| 数据类型 | 格式符 | 举 例 |
|---|---|---|
| int | %d | scanf("%d",&n) |
| float | %f | scanf("%f",&n) |
| double | %lf | scanf("%lf",&n) |
| long long | %lld | scanf("%lld",&n) |
| char | %c | scanf("%c",&n) |
| 字符串（char数组） | %s | scanf("%s",str) |
记住：字符数组使用%s格式读入时以空格跟换行为读入结束的标志。
#include <stdio.h>
int main()
{
char str[10];
scanf("%s",str);
printf("%s",str);
return 0;
}
//输入数据
abcd efgh
//输出数据
abcd
记住：printf中的float和double输出格式都是%f，float精度比较低，书中推荐使用double类型；下面例子中两个float比较大的数相乘，得到的数在整数位就已经不准了，所以在有效位超过7位的数选择double类型计算。
#include <stdio.h>
int main()
{
float f1 = 8765.4,f2 = 8765.4;
double d1 = 8765.4,d2 = 8765.4;
printf("%f\n%f\n",f1*f2,d1*d2);
return 0;
}
输出结果：
76832244.007969
76832237.160000
- typedef
它的作用是给一个复杂的数据类型起一个别名，提高编码效率。
#include <stdio.h>
typedef long long LL;
int main()
{
LL a = 123456789012345LL, b = 234567890123456LL;
return 0;
}
- 常用math函数
注意：头文件加入math.h
1）绝对值函数：fabs(double x)
2）向下取整函数：floor(double x)
3）向上取整函数：ceil(double x)
4）开方函数：pow(double x,double y)
5）算数平方根：sqrt(double x)
6）四舍五入：round(double x) - break和continue语句
break一般在选择结构中经常遇到，比如switch顺序语句中case的跳出，for以及while循环语句中的跳出。
//break示例
#include <stdio.h>
int main()
{
int n,sum = 0;
for(int i = 1;i<=100;i++)
{
sum += i;
if(sum>=2000) break;
}
return 0;
}
//continue示例
#include <stdio.h>
int main()
{
int sum =0;
for(int i = 1;i<=5;i++)
{
if(i%2==1) continue;
sum += i;
}
printf("sum = %d\n",sum);
return 0;
}
输出结果：sum = 6
数组
数组是把相同数据类型的变量组合在一起产生的数据集合（容器），数组的每个变量地址是连续的。
注意：C99标准之前，数组大小必须是整数常量，不可以是变量；C99之后数组大小可以是变量。
- 数组赋初值0有三种形式，推荐使用memset函数，速度快：
1）int a[10] = {0};
2）int a[10] = {};
3） int a[5] = {};
memset(a,0,sizeof(a));
- 冒泡排序（经典）
核心在于交换，比如从小到大排列，比较相邻的两个数，将大数向右移动，直至在最右侧，依次执行，比如将数组从小到大进行冒泡排序。
#include
int main()
{
int a[10] = {3,1,4,5,2};
for(int i = 0;i < 5 - 1;i++)
{
for(int j=0;j<5-i-1;j++)
{
if(a[j]>a[j+1])
{
int temp = a[j];
a[j] = a[j+1];
a[j+1] = temp;
}
}
}
for(int i= 0;i<5;i++)
{
printf("%d ",a[i]);
}
return 0;
}
- 堆栈的理解
1）堆和栈都是存放临时数据的，栈只能在栈顶操作，所以先进后出，后进先出，堆没有先后特性。
2）堆是程序运行时请求操作系统分配 给的内存，一般是C/C++分别使用malloc/New来申请分配内存，使用free/delete来释放申请的内存，由于操作系统OS在分配和销毁内存都需要占用时间，所以使用堆的效率比较低，最起码比栈低很多；堆的好处是可以分配很大的内存。
3）程序的局部变量存在栈中，全局变量存在在静态区，动态内存申请存在于对中。
4）static修饰的变量存在于静态存储区，不管在函数内还是函数外只进行一次 初始化。
5）全局变量与静态全局变量区别：作用于不同，全局变量可以再其他文件中访问，而静态全局变量只能在本文件访问。
5）局部变量与静态局部变量区别：局部变量在函数内，存在于栈中，调用函数时动态创建，函数执行完则动态销毁；静态局部变量存在于静态存储区 ，只初始化一次。 - string.h头文件函数
1）strlen()得到字符串中字符个数
2）strcpy(str1,str2)将字符串str2复制给str1
3）strcat(str1,str2)将字符串str2拼接在str1后面
函数
- 以数组作为函数参数
数组可以作为形参传入，但注意的是：数组第一位不写长度，第二维需要写长度，实际调用时也需要写数组名；数组为形参时，对数组元素的修改就等于对原数组进行修改，这与普通局部变量不同，实例如下：
（1）普通局部参数
#include <stdio.h>
void change(int x)
{
x = x + 2;
printf("%d\n",x);
}
int main()
{
int x = 1;
change(x);
printf("%d\n",x);
return 0;
}
运行结果：
3
1
（2）数组参数
#include <stdio.h>
void change(int a[],int b[][5])
{
a[0] = 1;
a[1] = 3;
a[2] = 5;
b[0][0] = 1;
}
int main()
{
int a[3] = {0};
int b[5][5] = {0};
change(a,b);
for(int i=0;i<3;i++)
{
printf("%d\n",a[i]);
}
return 0;
}
运行结果：
1
3
5
- 函数递归
函数递归是指一个函数调用该函数本身，实例：计算n的阶乘。
#include <stdio.h>
int f(int n)
{
if(n == 0) return 1;
else return f(n-1)*n;
}
int main()
{
int n = 6;
printf("%d\n",f(n));
return 0;
}
运行结果：
720
指针
- 什么是指针
变量的地址一般指它占用的字节中第一个字节的地址，C语言的指针指向了变量的内存地址，所以说指针是一个unsigned类型的整数。 - 如何取得一个普通类型变量地址：取地址运算符&
#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 1;
printf("%d,%d\n",&a,a);
return 0;
}
运算结果：
648728,1
- 指针变量
注意：“*”位置可以在数据类型之后或者变量名之前，一般程序员习惯把星号放在数据类型之后。
int* p;
double* p;
char* p;
当存在多个同类型指针变量时如下定义：
//三个都是指针变量
int *p1,*p2,*p3;
//只有第一个p1是指针变量，p2、p3是int类型
int* p1,p2,p3;
- 指针变量：
//三个都是指针变量
#include <stdio.h>
int main()
{
int a;
int* p = &a;
*p = 233;
//
printf("%d,%d,%d,%d\n",*p,a,p,&a);
return 0;
}
输出结果：
233,233，6487620,6487620
- 使用指针变量作为函数参数
1）不使用指针函数参数
函数在接收参数时是单向一次性的值传递，所以在调用swap函数时只是把a,b的 值传进去了。
#include <stdio.h>
void swap(int a,int b)
{
int temp = a;
a = b;
b = temp;
}
int main()
{
int a=1,b=2;
swap(a,b);
printf("a = %d,b = %d\n",a,b);
return 0;
}
输出结果：
a = 1,b = 2
2）使用指针函数参数
#include <stdio.h>
void swap(int* a,int* b)
{
int temp = *a;
*a = *b;
*b = temp;
}
int main()
{
int a=1,b=2;
int *p1 = &a,*p2 = &b;
swap(p1,p2);
printf("a = %d,b = %d\n",a,b);
return 0;
}
输出结果：
a = 2,b = 1
- 引用
引用的&与取地址的&不同，C++中的改变传入函数参数的方法有指针传参和引用传参。
#include <stdio.h>
void change(int &x)
{
x = 2;
}
int main()
{
int a = 1;
change(a);
printf("%d\n",a);
return 0;
}
输出结果：
2
- 结构体
#include <stdio.h>
struct Point
{
int x,y;
//不经过初始化定义构造函数
Point(){}
//提供x,y的初始化构造函数
Point(int _x,int _y):x(_x),y(_y){}
}pt[10];
int main()
{
int num = 0;
for(int i = 0;i<=3;i++)
{
for(int j=0;j<=3;j++)
{
pt[num++]= Point(i,j);
}
}
for(int i=0;i<num;i++)
{
printf("%d,%d\n",pt[i].x,pt[i].y);
}
return 0;
}
运行结果：
0,0
0,1
0,2
0,3
1,0
1,1
1,2
1,3
2,0
2,1
2,2
2,3
3,0
3,1
3,2
3,3
- cin与cout
C++的输入输出函数，不需要像C语言scanf与printf那样指定输入输出格式，与不需要取地址运算符&，比较简便。
- 复杂度
1）时间复杂度：时间复杂度是算法需要执行基本运算的次数所处的等级，类似于加减乘除计算机可以直接实现的运算。时间复杂度是评判算法时间效率的有效标准。
2）空间复杂度：表示算法需要消耗的最大数据空间。
3）编码复杂度：没有量化标准。