C++学习笔记--黑马程序员

学习目标：

• 掌握 C++入门知识
• 掌握 STL
• 洛谷算法训练题

---

学习内容：

C++入门知识

一、基本介绍：C++不同于C语言，这是一门面向对象的高级程序设计语言。
二、面向对象与面向过程：什么是面向对象？对象又是什么？ 对象是对客观事物的抽象，也就是说，任何事物都可以看做对象。说到面向对象，就不得不提面向过程了。我们可以举个例子来理解他们：
例如：我们要去自动售货机买饮料，如果面向过程：我们需要走到售货机前，投掷硬币，拿到饮料，它所针对的是我买饮料的这个过程。而面向对象则是：自动售货机有哪些功能，收钱、找钱、送出饮料，它面向的是整个过程。
三、C++基本结构
众所周知，每一门语言都有自己的基本结构，下面让我来介绍一下C++的基本结构吧！

#include 
using namespace std;
 
// main() 是程序开始执行的地方
 
int main()
{
   cout << "Hello World"; // 输出 Hello World
   return 0;
}

• C++ 语言定义了一些头文件，这些头文件包含了程序中必需的或有用的信息。上面这段程序中，包含了头文件 。
• 下一行 using namespace std; 告诉编译器使用 std 命名空间。命名空间是 C++ 中一个相对新的概念。
• 下一行 // main() 是程序开始执行的地方 是一个单行注释。单行注释以 // 开头，在行末结束。
• 下一行 int main() 是主函数，程序从这里开始执行。
• 下一行 cout << “Hello World”; 会在屏幕上显示消息 “Hello World”。
• 下一行 return 0; 终止 main( )函数，并向调用进程返回值 0。

四、变量
1、什么是变量：变量名称本身就是一个指针指向你一个空间用来存储你的数据，其作用就是给一段指定的内存起名，方便我们操作这段内存。
2、变量创建语法：数据类型 变量名 = 变量初始值
3、示例

#include 
using namespace std;
int main() {
    int a=10;
    cout<< a<<endl;
    return 0;
}

规定所有用到的变量要先定义后使用，编译器处理起来比较方便,不会有歧义。因为 C++ 里面，相同名字的变量在不同的作用域里面,是可以重复声明的，而一个{}就是一个作用域。
五、常量
1、作用：用于记录程序中不可更改的数据
2、定义方式：
<1> #define 宏常量 #define 常量名 常量值 通常在文件上方定义
<2> const修饰的变量 const 数据类型 常量名 = 常量值
3、示例

#include <iostream>
#define day 7
using namespace  std;
int main() {
   const int time=24;
cout<<"一周有"<<day<<"天"<<endl;
cout<<"一天有"<<time<<"小时"<<endl;
}

五、关键字
作用：关键字是C++中预先保留的单词，也称标识符。

• 在定义变量或者常量时，不得使用关键字，否则会产生歧义
  
  六、标识符命名规则
  作用：C++规定标识符（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、数字以及下划线组成
• 第一个字符必须是字母或下划线
• 标识符中的字母区分大小写
  给标识符命名时，一定要做到见明知意
  七、数据类型
  存在意义：给变量分配合适的内存空间。
  

1、整型

2、sizeof关键字
<1>作用：利用sizeof关键字可以统计数据类型所占内存大小
<2>语法：sizeof( 数据类型 / 变量 )
<3>

#include 
using namespace std;
int main(){

    cout <<"short类型所占空间"<<sizeof(short)<<endl;
    cout <<"int类型所占空间"<<sizeof(int)<<endl;
    cout <<"long类型所占空间"<<sizeof(long)<<endl;
    cout <<"long long类型所占空间"<<sizeof(long long)<<endl;
    cout <<"float类型所占空间"<<sizeof(float)<<endl;
    cout <<"double类型所占空间"<<sizeof(double)<<endl;
    cout <<"long double类型所占空间"<<sizeof(long double)<<endl;
    cout <<"char类型所占空间"<<sizeof(char)<<endl;
    cout <<"unsigned char类型所占空间"<<sizeof(unsigned char)<<endl;
    cout <<"unsigned short类型所占空间"<<sizeof(unsigned short)<<endl;
    cout <<"unsigned int类型所占空间"<<sizeof(unsigned int)<<endl;
    cout <<"unsigned long类型所占空间"<<sizeof(unsigned long)<<endl;
    cout <<"unsigned long long类型所占空间"<<sizeof(unsigned long long)<<endl;
    cout <<"bool类型所占空间"<<sizeof(bool)<<endl;


}

3、浮点型
<1>作用：用于表示小数
<2>分类：浮点型变量分为两种：单精度(float)和双精度(double)

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

<3>示例

#include
using namespace std;
int main(){
    float f1=3.14f;//不加f系统会认为是double类型的
    cout<<"f1="<<f1<<endl;
    double dl=3.14;
    cout<<"dl="<<dl<<endl;
}

4、字符型
<1>作用：字符型变量用于显示单个字符
<2>语法：char ch='a'

注意：在显示字符型变量时，用单引号将字符括起来

• c/c++中字符型变量只占用一个字节
• 字符型变量并不是把字符本身到内存中存储，而是将对应的ASCII编码放入存储单元

<3>示例

#include
using namespace std;
int main(){
    char ch='a';
    cout <<ch<<endl;
    cout<<sizeof(char)<<endl;
    cout<<(int)ch<<endl;
}

5、字符串型
<1>作用：用于表示一串字符
<2>语法：string 变量名 =“字符串值”
<3>示例：

#include 
#include 
using namespace std;
int main(){
    string str="adfg";
    cout<<str<<endl;
}

6、布尔类型
<1>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类型只占一个字节
<2>示例：

#include
using namespace std;
int main(){
    bool flag=true;
    cout<<flag<<endl;
    cout<<sizeof(flag)<<endl;
}

八、运算符
1、算术运算符
<1>作用：用于处理四则运算
<2>分类

#include
using namespace std;
int main(){
    int a1=10;
    int b1=3;
    double d1=3.14;
    double d2=3.1;
    cout<<a1+b1<<endl;
    cout<<a1-b1<<endl;
    cout<<a1*b1<<endl;
    cout<<a1/b1<<endl;
    cout<<a1%b1<<endl;
    //cout<
}

2、逻辑运算符
<1>作用：进行逻辑运算

<2>示例：

#include 
using namespace std;
 
int main()
{
   int a = 5;
   int b = 20;
   int c ;
 
   if ( a && b )
   {
      cout << "Line 1 - 条件为真"<< endl ;
   }
   if ( a || b )
   {
      cout << "Line 2 - 条件为真"<< endl ;
   }
   /* 改变 a 和 b 的值 */
   a = 0;
   b = 10;
   if ( a && b )
   {
      cout << "Line 3 - 条件为真"<< endl ;
   }
   else
   {
      cout << "Line 4 - 条件不为真"<< endl ;
   }
   if ( !(a && b) )
   {
      cout << "Line 5 - 条件为真"<< endl ;
   }
   return 0;
}

九、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：依赖条件是否满足，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

顺序结构比较简单，在此就不多做赘述
1、选择结构
<1>作用：执行满足条件的语句
<2>格式：

• 单行格式if语句
• 多行格式if语句
• 多条件if语句
  <4>练习题：
  这里推荐大家去练习洛谷的算法题，题目如下：
  输入一个年份（大于 1582 的整数 ），判断这一年是否是闰年，如果是输出 1，否则输出 0。
  解答：

#include 
using namespace std;
int main() {
int year;
cin>>year;
    if ((year%4==0&&year%100!=0)||year%400==0){
        cout<<"1";
    }
    else cout<<"0";
}

2、循环结构
<1>作用：满足循环条件，执行循环语句
<2>分类：
①while语句：while(循环条件){循环语句}

#include 
using namespace std;
int main() {
    int n;
    cin>>n;
while(n--){
    cout<<n<<endl;
}

}

②for语句：for(起始表达式;条件表达式;末尾循环体){循环语句;}

#include 
using namespace std;
int main() {
    int n;
    cin>>n;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        cout<<i<<endl;
    }

}

<3>解释：只要循环条件位置，就执行循环语句。
<4>两大语句：break、continue
break
①作用：终止循环
②使用时机：

• 出现在switch语句中，作用是终止case并跳出switch
• 出现在循环语句中，作用是跳出当前循环
• 出现在嵌套循环语句中，跳出最近的内层循环语句

---

continue
①作用：在循环语句中，跳过本次循环中余下的语句，继续执行下一次循环
②示例：

#include 
using namespace std;
int main() {
    int n;
    cin>>n;
    for (int i = 0; i < n; ++i){
        if(i%2==0){
            continue;
        }
        cout<<i<<endl;
    }
}

十、数组
1、概述：所谓数组，就是一个集合，里面存放了相同类型的数据元素
2、特点：<1>数组中每个数据元素都是相同的数据类型；<2>数组是由连续内存位置组成的
3、语法：数据类型 数组名[]={值1，值2};
4、数组名
<1>用途：①可以统计整个数组在内存中的长度②可以获取数组在内存中的首地址
<2>示例

#include 
using namespace std;
int main(){
    int arr[10]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
    cout<<sizeof(arr)<<endl;//整个数组所占内存空间
    cout<< sizeof(arr[0])<<endl;//每个元素所占内存空间
    cout<<sizeof(arr)/sizeof(arr[0])<<endl;//数组长度
    cout<<(long long)arr<<endl;//数组的首地址

}

十一、函数
1、作用：
<1>将一段经常使用的代码封装起来，减少重复代码
<2>将较大的程序分割成几个较小的代码块，每个代码块实现特定的功能
2、函数的定义
函数的定义一般主要有以下5个步骤：
<1>返回值类型
<2>函数名
<3>参数表列
<4>函数体语句
<5>return语句
3、函数的调用
<1>语法：函数名(参数)
<2>值传递：
①函数调用时实参将值传入给形参
②重点来啦！
数组在传参会退化成指针
为什么会退化：C语言只会以值拷贝的方式传递参数，参数传递时，如果只拷贝整个数组，效率会大大降低，并且在参数位于栈上，太大的数组拷贝将会导致栈溢出。
示例:

#include 
using namespace std;
void test(int *a){}//此处传参传的是数组首地址
void test2(int a[]){}//用数组的形式传递参数，不需要指定参数的大小，因为在一维数组传参时，形参不会真实的创建数组，传的只是数组首元素的地址。（如果是变量的值传递，那么形参就是实参的一份拷贝）
void test3(int b[][3]){}//二维数组与此不同，必须要传列数
int main(){
    int a[3]={1,2,3};
    int b[][3]={1,2,3};
    test(a);
    test2(a);
}