C++初学者学习笔记

面向对象的程序设计

初步理解

相比较于面向过程的程序设计来说有更多的封装的函数可以使用，相比较来说会比较方便。但是如何去设计整个程序的思路也是需要一定的训练的。

C++ 简介

C++ 是一种静态类型的、编译式的、通用的、大小写敏感的、不规则的编程语言，支持过程化编程、面向对象编程和泛型编程。

C++ 被认为是一种中级语言，它综合了高级语言和低级语言的特点。

C++ 是由 Bjarne Stroustrup 于 1979 年在新泽西州美利山贝尔实验室开始设计开发的。C++ 进一步扩充和完善了 C 语言，最初命名为带类的C，后来在 1983 年更名为 C++。

C++ 是 C 的一个超集，事实上，任何合法的 C 程序都是合法的 C++ 程序。

注意：使用静态类型的编程语言是在编译时执行类型检查，而不是在运行时执行类型检查。
对我这种算法菜鸡来说可能就是CwithSTL，呜呜呜呜呜

面向对象程序设计

C++ 完全支持面向对象的程序设计，包括面向对象开发的四大特性：
封装
抽象
继承
多态

C++ 的使用

基本上每个应用程序领域的程序员都有使用 C++。

C++ 通常用于编写设备驱动程序和其他要求实时性的直接操作硬件的软件。

C++语言基础

C++ 程序可以定义为对象的集合，这些对象通过调用彼此的方法进行交互。现在让我们简要地看一下什么是类、对象，方法、即时变量。

对象 :对象具有状态和行为。例如：一只狗的状态 - 颜色、名称、品种，行为 摇动、叫唤、吃。对象是类的实例。

类 :类可以定义为描述对象行为/状态的模板/蓝图。

方法:从基本上说，一个方法表示一种行为。一个类可以包含多个方法。可以在方法中写入逻辑、操作数据以及执行所有的动作。

即时变量 :每个对象都有其独特的即时变量。对象的状态是由这些即时变量的值创建的。

在 C++ 中 main 函数前面为什么要加上数据类型，比如： int void ?

为什么要使用 using namespace std; ?

有些名字容易冲突，所以会使用命名空间的方式进行区分，具体来说就是加个前缀。比如 C++ 标准库里面定义了 vector 容器，你自己也写了个 vector 类，这样名字就冲突了。于是标准库里的名字都加上 std:: 的前缀，你必须用 std::vector 来引用。同理，你自己的类也可以加个自定义的前缀。

但是经常写全名会很繁琐，所以在没有冲突的情况下你可以偷懒，写一句 using namespace std;，接下去的代码就可以不用写前缀直接写 vector 了。

C++ 注释

C++ 注释一般有两种：

// - 一般用于单行注释。

/* … */ - 一般用于多行注释。

C++数据类型

C++ 数据类型

#include  
#include 
 
using namespace std;  
  
int main()  
{  
    cout << "type: \t\t" << "************size**************"<< endl;  
    cout << "bool: \t\t" << "所占字节数：" << sizeof(bool);  
    cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<bool>::max)();  
    cout << "\t\t最小值：" << (numeric_limits<bool>::min)() << endl;  
    cout << "char: \t\t" << "所占字节数：" << sizeof(char);  
    cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<char>::max)();  
    cout << "\t\t最小值：" << (numeric_limits<char>::min)() << endl;  
    cout << "signed char: \t" << "所占字节数：" << sizeof(signed char);  
    cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<signed char>::max)();  
    cout << "\t\t最小值：" << (numeric_limits<signed char>::min)() << endl;  
    cout << "unsigned char: \t" << "所占字节数：" << sizeof(unsigned char);  
    cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<unsigned char>::max)();  
    cout << "\t\t最小值：" << (numeric_limits<unsigned char>::min)() << endl;  
    cout << "wchar_t: \t" << "所占字节数：" << sizeof(wchar_t);  
    cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<wchar_t>::max)();  
    cout << "\t\t最小值：" << (numeric_limits<wchar_t>::min)() << endl;  
    cout << "short: \t\t" << "所占字节数：" << sizeof(short);  
    cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<short>::max)();  
    cout << "\t\t最小值：" << (numeric_limits<short>::min)() << endl;  
    cout << "int: \t\t" << "所占字节数：" << sizeof(int);  
    cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<int>::max)();  
    cout << "\t最小值：" << (numeric_limits<int>::min)() << endl;  
    cout << "unsigned: \t" << "所占字节数：" << sizeof(unsigned);  
    cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<unsigned>::max)();  
    cout << "\t最小值：" << (numeric_limits<unsigned>::min)() << endl;  
    cout << "long: \t\t" << "所占字节数：" << sizeof(long);  
    cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<long>::max)();  
    cout << "\t最小值：" << (numeric_limits<long>::min)() << endl;  
    cout << "unsigned long: \t" << "所占字节数：" << sizeof(unsigned long);  
    cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<unsigned long>::max)();  
    cout << "\t最小值：" << (numeric_limits<unsigned long>::min)() << endl;  
    cout << "double: \t" << "所占字节数：" << sizeof(double);  
    cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<double>::max)();  
    cout << "\t最小值：" << (numeric_limits<double>::min)() << endl;  
    cout << "long double: \t" << "所占字节数：" << sizeof(long double);  
    cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<long double>::max)();  
    cout << "\t最小值：" << (numeric_limits<long double>::min)() << endl;  
    cout << "float: \t\t" << "所占字节数：" << sizeof(float);  
    cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<float>::max)();  
    cout << "\t最小值：" << (numeric_limits<float>::min)() << endl;  
    cout << "size_t: \t" << "所占字节数：" << sizeof(size_t);  
    cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<size_t>::max)();  
    cout << "\t最小值：" << (numeric_limits<size_t>::min)() << endl;  
    cout << "string: \t" << "所占字节数：" << sizeof(string) << endl;  
    // << "\t最大值：" << (numeric_limits::max)() << "\t最小值：" << (numeric_limits::min)() << endl;  
    cout << "type: \t\t" << "************size**************"<< endl;  
    return 0;  
}

typedef 声明

枚举类型

枚举类型(enumeration)是C++中的一种派生数据类型，它是由用户定义的若干枚举常量的集合。

如果一个变量只有几种可能的值，可以定义为枚举(enumeration)类型。所谓"枚举"是指将变量的值一一列举出来，变量的值只能在列举出来的值的范围内。

创建枚举，需要使用关键字 enum。枚举类型的一般形式为：

enum 枚举名{ 
     标识符[=整型常数], 
     标识符[=整型常数], 
... 
    标识符[=整型常数]
} 枚举变量;

如果枚举没有初始化, 即省掉"=整型常数"时, 则从第一个标识符开始。

例如，下面的代码定义了一个颜色枚举，变量 c 的类型为 color。最后，c 被赋值为 “blue”。

enum color { red, green, blue } c;
c = blue;
默认情况下，第一个名称的值为 0，第二个名称的值为 1，第三个名称的值为 2，以此类推。但是，您也可以给名称赋予一个特殊的值，只需要添加一个初始值即可。例如，在下面的枚举中，green 的值为 5。

enum color { red, green=5, blue };
在这里，blue 的值为 6，因为默认情况下，每个名称都会比它前面一个名称大 1，但 red 的值依然为 0。

typedef 与 #define 的区别

1. 执行时间不同

关键字 typedef 在编译阶段有效，由于是在编译阶段，因此 typedef 有类型检查的功能。

#define 则是宏定义，发生在预处理阶段，也就是编译之前，它只进行简单而机械的字符串替换，而不进行任何检查。

【例1.1】typedef 会做相应的类型检查：

typedef unsigned int UINT;
 
void func()
{
    UINT value = "abc"; // error C2440: 'initializing' : cannot convert from 'const char [4]' to 'UINT'
    cout << value << endl;
}
【例1.2】#define不做类型检查：

// #define用法例子：
#define f(x) x*x
int main()
{
    int a=6, b=2, c;
    c=f(a) / f(b);
    printf("%d\n", c);
    return 0;
}

程序的输出结果是: 36，根本原因就在于 #define 只是简单的字符串替换。

2、功能有差异

typedef 用来定义类型的别名，定义与平台无关的数据类型，与 struct 的结合使用等。

#define 不只是可以为类型取别名，还可以定义常量、变量、编译开关等。

3、作用域不同

#define 没有作用域的限制，只要是之前预定义过的宏，在以后的程序中都可以使用。

而 typedef 有自己的作用域。

【例3.1】没有作用域的限制，只要是之前预定义过就可以

void func1()
{
    #define HW "HelloWorld";
}
 
void func2()
{
    string str = HW;
    cout << str << endl;
}
【例3.2】而typedef有自己的作用域

void func1()
{
    typedef unsigned int UINT;
}
 
void func2()
{
    UINT uValue = 5;//error C2065: 'UINT' : undeclared identifier
}

【例3.3】

class A
{
    typedef unsigned int UINT;
    UINT valueA;
    A() : valueA(0){}
};
 
class B
{
    UINT valueB;
    //error C2146: syntax error : missing ';' before identifier 'valueB'
    //error C4430: missing type specifier - int assumed. Note: C++ does not support default-int
};

上面例子在B类中使用UINT会出错，因为UINT只在类A的作用域中。此外，在类中用typedef定义的类型别名还具有相应的访问权限，【例3.4】：

class A
{
    typedef unsigned int UINT;
    UINT valueA;
    A() : valueA(0){}
};
 
void func3()
{
    A::UINT i = 1;
    // error C2248: 'A::UINT' : cannot access private typedef declared in class 'A'
}

而给UINT加上public访问权限后，则可编译通过。

【例3.5】：

class A
{
public:
    typedef unsigned int UINT;
    UINT valueA;
    A() : valueA(0){}
};
 
void func3()
{
    A::UINT i = 1;
    cout << i << endl;
}

4、对指针的操作

二者修饰指针类型时，作用不同。

typedef int * pint;
#define PINT int *

int i1 = 1, i2 = 2;

const pint p1 = &i1; //p不可更改，p指向的内容可以更改，相当于 int * const p;
const PINT p2 = &i2; //p可以更改，p指向的内容不能更改，相当于 const int *p；或 int const *p；

pint s1, s2; //s1和s2都是int型指针
PINT s3, s4; //相当于int * s3，s4；只有一个是指针。

void TestPointer()
{
    cout << "p1:" << p1 << "  *p1:" << *p1 << endl;
    //p1 = &i2; //error C3892: 'p1' : you cannot assign to a variable that is const
    *p1 = 5;
    cout << "p1:" << p1 << "  *p1:" << *p1 << endl;
 
    cout << "p2:" << p2 << "  *p2:" << *p2 << endl;
    //*p2 = 10; //error C3892: 'p2' : you cannot assign to a variable that is const
    p2 = &i1;
    cout << "p2:" << p2 << "  *p2:" << *p2 << endl;
}

结果：

p1:00EFD094 *p1:1
p1:00EFD094 *p1:5
p2:00EFD098 *p2:2
p2:00EFD094 *p2:5

C++ 变量类型

C++ 变量类型

C++ 变量作用域

作用域是程序的一个区域，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，称为局部变量。

在函数参数的定义中声明的变量，称为形式参数。

在所有函数外部声明的变量，称为全局变量。

#include 
using namespace std;
 
// 全局变量声明
int g;
 
int main ()
{
  // 局部变量声明
  int a, b;
 
  // 实际初始化
  a = 10;
  b = 20;
  g = a + b;
 
  cout << g;
 
  return 0;
}

C++ 常量

整数常量

整数常量可以是十进制、八进制或十六进制的常量。前缀指定基数：0x 或 0X 表示十六进制，0 表示八进制，不带前缀则默认表示十进制。

整数常量也可以带一个后缀，后缀是 U 和 L 的组合，U 表示无符号整数（unsigned），L 表示长整数（long）。后缀可以是大写，也可以是小写，U 和 L 的顺序任意。

下面列举几个整数常量的实例：

212 // 合法的
215u // 合法的
0xFeeL // 合法的
078 // 非法的：8 不是八进制的数字
032UU // 非法的：不能重复后缀
以下是各种类型的整数常量的实例：

85 // 十进制
0213 // 八进制
0x4b // 十六进制
30 // 整数
30u // 无符号整数
30l // 长整数
30ul // 无符号长整数

浮点常量

浮点常量由整数部分、小数点、小数部分和指数部分组成。您可以使用小数形式或者指数形式来表示浮点常量。

当使用小数形式表示时，必须包含整数部分、小数部分，或同时包含两者。当使用指数形式表示时， 必须包含小数点、指数，或同时包含两者。带符号的指数是用 e 或 E 引入的。

下面列举几个浮点常量的实例：

3.14159 // 合法的
314159E-5L // 合法的
510E // 非法的：不完整的指数
210f // 非法的：没有小数或指数
.e55 // 非法的：缺少整数或分数

字符常量

字符常量是括在单引号中。如果常量以 L（仅当大写时）开头，则表示它是一个宽字符常量（例如 L’x’），此时它必须存储在 wchar_t 类型的变量中。否则，它就是一个窄字符常量（例如 ‘x’），此时它可以存储在 char 类型的简单变量中。

字符常量可以是一个普通的字符（例如 ‘x’）、一个转义序列（例如 ‘\t’），或一个通用的字符（例如 ‘\u02C0’）。

在 C++ 中，有一些特定的字符，当它们前面有反斜杠时，它们就具有特殊的含义，被用来表示如换行符（\n）或制表符（\t）等。下表列出了一些这样的转义序列码：

转义序列 含义
\ \ 字符
’ ’ 字符
" " 字符
? ? 字符
\a 警报铃声
\b 退格键
\f 换页符
\n 换行符
\r 回车
\t 水平制表符
\v 垂直制表符
\ooo 一到三位的八进制数
\xhh . . . 一个或多个数字的十六进制数

定义常量

在 C++ 中，有两种简单的定义常量的方式：

使用 #define 预处理器。
使用 const 关键字。

Bjarne在他的The C++ Programming Language里面给出过一个助记的方法：把一个声明从右向左读。

char * const cp; ( * 读成 pointer to )
cp is a const pointer to char

const char * p;
p is a pointer to const char;

char const * p;

const char*, char const*, char*const 的区别

C++ 修饰符类型

C++ 允许在 char、int 和 double 数据类型前放置修饰符。修饰符用于改变基本类型的含义，所以它更能满足各种情境的需求。

下面列出了数据类型修饰符：

signed
unsigned
long
short
修饰符 signed、unsigned、long 和 short 可应用于整型，signed 和 unsigned 可应用于字符型，long 可应用于双精度型。

修饰符 signed 和 unsigned 也可以作为 long 或 short 修饰符的前缀。例如：unsigned long int。

C++ 允许使用速记符号来声明无符号短整数或无符号长整数。您可以不写 int，只写单词 unsigned、short 或 long，int 是隐含的。例如，下面的两个语句都声明了无符号整型变量。

unsigned x;
unsigned int y;

C++ 中的类型限定符

类型限定符提供了变量的额外信息。

限定符 含义
const const 类型的对象在程序执行期间不能被修改改变。
volatile 修饰符 volatile 告诉编译器不需要优化volatile声明的变量，让程序可以直接从内存中读取变量。对于一般的变量编译器会对变量进行优化，将内存中的变量值放在寄存器中以加快读写效率。
restrict 由 restrict 修饰的指针是唯一一种访问它所指向的对象的方式。只有 C99 增加了新的类型限定符 restrict。

C++ 存储类

auto 存储类

自 C++ 11 以来，auto 关键字用于两种情况：声明变量时根据初始化表达式自动推断该变量的类型、声明函数时函数返回值的占位符。

C++98标准中auto关键字用于自动变量的声明，但由于使用极少且多余，在 C++17 中已删除这一用法。

根据初始化表达式自动推断被声明的变量的类型，如：

auto f=3.14; //double
auto s(“hello”); //const char*
auto z = new auto(9); // int*
auto x1 = 5, x2 = 5.0, x3=‘r’;//错误，必须是初始化为同一类型

register 存储类

register 存储类用于定义存储在寄存器中而不是 RAM 中的局部变量。这意味着变量的最大尺寸等于寄存器的大小（通常是一个词），且不能对它应用一元的 ‘&’ 运算符（因为它没有内存位置）。

{
register int miles;
}
寄存器只用于需要快速访问的变量，比如计数器。还应注意的是，定义 ‘register’ 并不意味着变量将被存储在寄存器中，它意味着变量可能存储在寄存器中，这取决于硬件和实现的限制。

static 存储类

static 存储类指示编译器在程序的生命周期内保持局部变量的存在，而不需要在每次它进入和离开作用域时进行创建和销毁。因此，使用 static 修饰局部变量可以在函数调用之间保持局部变量的值。

static 修饰符也可以应用于全局变量。当 static 修饰全局变量时，会使变量的作用域限制在声明它的文件内。

在 C++ 中，当 static 用在类数据成员上时，会导致仅有一个该成员的副本被类的所有对象共享。

实例
#include

// 函数声明
void func(void);

static int count = 10; /* 全局变量 */

int main()
{
while(count–)
{
func();
}
return 0;
}
// 函数定义
void func( void )
{
static int i = 5; // 局部静态变量
i++;
std::cout << "变量 i 为 " << i ;
std::cout << " , 变量 count 为 " << count << std::endl;
}
当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

变量 i 为 6 , 变量 count 为 9
变量 i 为 7 , 变量 count 为 8
变量 i 为 8 , 变量 count 为 7
变量 i 为 9 , 变量 count 为 6
变量 i 为 10 , 变量 count 为 5
变量 i 为 11 , 变量 count 为 4
变量 i 为 12 , 变量 count 为 3
变量 i 为 13 , 变量 count 为 2
变量 i 为 14 , 变量 count 为 1
变量 i 为 15 , 变量 count 为 0

extern 存储类

extern 存储类用于提供一个全局变量的引用，全局变量对所有的程序文件都是可见的。当您使用 ‘extern’ 时，对于无法初始化的变量，会把变量名指向一个之前定义过的存储位置。

当您有多个文件且定义了一个可以在其他文件中使用的全局变量或函数时，可以在其他文件中使用 extern 来得到已定义的变量或函数的引用。可以这么理解，extern 是用来在另一个文件中声明一个全局变量或函数。

extern 修饰符通常用于当有两个或多个文件共享相同的全局变量或函数的时候，如下所示：

第一个文件：main.cpp

实例
#include

int count ;
extern void write_extern();

int main()
{
count = 5;
write_extern();
}
第二个文件：support.cpp

实例
#include

extern int count;

void write_extern(void)
{
std::cout << "Count is " << count << std::endl;
}
在这里，第二个文件中的 extern 关键字用于声明已经在第一个文件 main.cpp 中定义的 count。现在 ，编译这两个文件，如下所示：

$ g++ main.cpp support.cpp -o write
这会产生 write 可执行程序，尝试执行 write，它会产生下列结果：

$ ./write
Count is 5

mutable 存储类

mutable 说明符仅适用于类的对象，这将在本教程的最后进行讲解。它允许对象的成员替代常量。也就是说，mutable 成员可以通过 const 成员函数修改。

thread_local 存储类
使用 thread_local 说明符声明的变量仅可在它在其上创建的线程上访问。 变量在创建线程时创建，并在销毁线程时销毁。 每个线程都有其自己的变量副本。

thread_local 说明符可以与 static 或 extern 合并。

可以将 thread_local 仅应用于数据声明和定义，thread_local 不能用于函数声明或定义。

以下演示了可以被声明为 thread_local 的变量：

thread_local int x; // 命名空间下的全局变量
class X
{
static thread_local std::string s; // 类的static成员变量
};
static thread_local std::string X:; // X: 是需要定义的

void foo()
{
thread_local std::vector v; // 本地变量
}

C++ 运算符

算术运算符

下表显示了 C++ 支持的算术运算符。

假设变量 A 的值为 10，变量 B 的值为 20，则：

运算符 描述 实例

+	把两个操作数相加	A + B 将得到 30
-	从第一个操作数中减去第二个操作数	A - B 将得到 -10
*	把两个操作数相乘	A * B 将得到 200
/	分子除以分母	B / A 将得到 2
%	取模运算符，整除后的余数	B % A 将得到 0
++	自增运算符，整数值增加 1	A++ 将得到 11
--	自减运算符，整数值减少 1	A-- 将得到 9

实例
请看下面的实例，了解 C++ 中可用的算术运算符。

复制并粘贴下面的 C++ 程序到 test.cpp 文件中，编译并运行程序。

实例

#include 
using namespace std;
 
int main()
{
   int a = 21;
   int b = 10;
   int c;
 
   c = a + b;
   cout << "Line 1 - c 的值是 " << c << endl ;
   c = a - b;
   cout << "Line 2 - c 的值是 " << c << endl ;
   c = a * b;
   cout << "Line 3 - c 的值是 " << c << endl ;
   c = a / b;
   cout << "Line 4 - c 的值是 " << c << endl ;
   c = a % b;
   cout << "Line 5 - c 的值是 " << c << endl ;
 
   int d = 10;   //  测试自增、自减
   c = d++;
   cout << "Line 6 - c 的值是 " << c << endl ;
 
   d = 10;    // 重新赋值
   c = d--;
   cout << "Line 7 - c 的值是 " << c << endl ;
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生以下结果：

Line 1 - c 的值是 31
Line 2 - c 的值是 11
Line 3 - c 的值是 210
Line 4 - c 的值是 2
Line 5 - c 的值是 1
Line 6 - c 的值是 10
Line 7 - c 的值是 10

关系运算符

下表显示了 C++ 支持的关系运算符。

假设变量 A 的值为 10，变量 B 的值为 20，则：

运算符 描述 实例

==	检查两个操作数的值是否相等，如果相等则条件为真。	(A == B) 不为真。
!=	检查两个操作数的值是否相等，如果不相等则条件为真。	(A != B) 为真。
>	检查左操作数的值是否大于右操作数的值，如果是则条件为真。	(A > B) 不为真。
<	检查左操作数的值是否小于右操作数的值，如果是则条件为真。	(A < B) 为真。
>=	检查左操作数的值是否大于或等于右操作数的值，如果是则条件为真。	(A >= B) 不为真。
<=	检查左操作数的值是否小于或等于右操作数的值，如果是则条件为真。	(A <= B) 为真。

实例
请看下面的实例，了解 C++ 中可用的关系运算符。

复制并黏贴下面的 C++ 程序到 test.cpp 文件中，编译并运行程序。

实例

#include 
using namespace std;
 
int main()
{
   int a = 21;
   int b = 10;
   int c ;
 
   if( a == b )
   {
      cout << "Line 1 - a 等于 b" << endl ;
   }
   else
   {
      cout << "Line 1 - a 不等于 b" << endl ;
   }
   if ( a < b )
   {
      cout << "Line 2 - a 小于 b" << endl ;
   }
   else
   {
      cout << "Line 2 - a 不小于 b" << endl ;
   }
   if ( a > b )
   {
      cout << "Line 3 - a 大于 b" << endl ;
   }
   else
   {
      cout << "Line 3 - a 不大于 b" << endl ;
   }
   /* 改变 a 和 b 的值 */
   a = 5;
   b = 20;
   if ( a <= b )
   {
      cout << "Line 4 - a 小于或等于 b" << endl ;
   }
   if ( b >= a )
   {
      cout << "Line 5 - b 大于或等于 a" << endl ;
   }
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生以下结果：

Line 1 - a 不等于 b
Line 2 - a 不小于 b
Line 3 - a 大于 b
Line 4 - a 小于或等于 b
Line 5 - b 大于或等于 a

逻辑运算符

下表显示了 C++ 支持的关系逻辑运算符。

假设变量 A 的值为 1，变量 B 的值为 0，则：

运算符 描述 实例
&& 称为逻辑与运算符。如果两个操作数都 true，则条件为 true。 (A && B) 为 false。
|| 称为逻辑或运算符。如果两个操作数中有任意一个 true，则条件为 true。 (A || B) 为 true。
! 称为逻辑非运算符。用来逆转操作数的逻辑状态，如果条件为 true 则逻辑非运算符将使其为 false。 !(A && B) 为 true。
实例
请看下面的实例，了解 C++ 中可用的逻辑运算符。

复制并黏贴下面的 C++ 程序到 test.cpp 文件中，编译并运行程序。

实例
#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;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生以下结果：

Line 1 - 条件为真
Line 2 - 条件为真
Line 4 - 条件不为真
Line 5 - 条件为真

位运算符

位运算符作用于位，并逐位执行操作。&、 | 和 ^ 的真值表如下所示：

p q p & q p | q p ^ q
0 0 0 0 0
0 1 0 1 1
1 1 1 1 0
1 0 0 1 1
假设如果 A = 60，且 B = 13，现在以二进制格式表示，它们如下所示：

A = 0011 1100

B = 0000 1101

---

A&B = 0000 1100

A|B = 0011 1101

A^B = 0011 0001

~A = 1100 0011

下表显示了 C++ 支持的位运算符。假设变量 A 的值为 60，变量 B 的值为 13，则：

运算符	描述	实例
&	
按位与操作，按二进制位进行"与"运算。运算规则：

0&0=0;   
0&1=0;    
1&0=0;     
1&1=1;	(A & B) 将得到 12，即为 0000 1100
|	
按位或运算符，按二进制位进行"或"运算。运算规则：

0|0=0;   
0|1=1;   
1|0=1;    
1|1=1;	(A | B) 将得到 61，即为 0011 1101
^	
异或运算符，按二进制位进行"异或"运算。运算规则：

0^0=0;   
0^1=1;   
1^0=1;  
1^1=0;	(A ^ B) 将得到 49，即为 0011 0001
~	
取反运算符，按二进制位进行"取反"运算。运算规则：

~1=-2;   
~0=-1;	(~A ) 将得到 -61，即为 1100 0011，一个有符号二进制数的补码形式。
<<	二进制左移运算符。将一个运算对象的各二进制位全部左移若干位（左边的二进制位丢弃，右边补0）。	A << 2 将得到 240，即为 1111 0000

二进制右移运算符。将一个数的各二进制位全部右移若干位，正数左补0，负数左补1，右边丢弃。 A >> 2 将得到 15，即为 0000 1111
实例
请看下面的实例，了解 C++ 中可用的位运算符。

复制并黏贴下面的 C++ 程序到 test.cpp 文件中，编译并运行程序。

实例

#include 
using namespace std;
 
int main()
{
   unsigned int a = 60;      // 60 = 0011 1100  
   unsigned int b = 13;      // 13 = 0000 1101
   int c = 0;           
 
   c = a & b;             // 12 = 0000 1100
   cout << "Line 1 - c 的值是 " << c << endl ;
 
   c = a | b;             // 61 = 0011 1101
   cout << "Line 2 - c 的值是 " << c << endl ;
 
   c = a ^ b;             // 49 = 0011 0001
   cout << "Line 3 - c 的值是 " << c << endl ;
 
   c = ~a;                // -61 = 1100 0011
   cout << "Line 4 - c 的值是 " << c << endl ;
 
   c = a << 2;            // 240 = 1111 0000
   cout << "Line 5 - c 的值是 " << c << endl ;
 
   c = a >> 2;            // 15 = 0000 1111
   cout << "Line 6 - c 的值是 " << c << endl ;
 
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生以下结果：

Line 1 - c 的值是 12
Line 2 - c 的值是 61
Line 3 - c 的值是 49
Line 4 - c 的值是 -61
Line 5 - c 的值是 240
Line 6 - c 的值是 15

赋值运算符

下表列出了 C++ 支持的赋值运算符：

运算符 描述 实例

=	简单的赋值运算符，把右边操作数的值赋给左边操作数	C = A + B 将把 A + B 的值赋给 C
+=	加且赋值运算符，把右边操作数加上左边操作数的结果赋值给左边操作数	C += A 相当于 C = C + A
-=	减且赋值运算符，把左边操作数减去右边操作数的结果赋值给左边操作数	C -= A 相当于 C = C - A
*=	乘且赋值运算符，把右边操作数乘以左边操作数的结果赋值给左边操作数	C *= A 相当于 C = C * A
/=	除且赋值运算符，把左边操作数除以右边操作数的结果赋值给左边操作数	C /= A 相当于 C = C / A
%=	求模且赋值运算符，求两个操作数的模赋值给左边操作数	C %= A 相当于 C = C % A
<<=	左移且赋值运算符	C <<= 2 等同于 C = C << 2
>>=	右移且赋值运算符	C >>= 2 等同于 C = C >> 2
&=	按位与且赋值运算符	C &= 2 等同于 C = C & 2
^=	按位异或且赋值运算符	C ^= 2 等同于 C = C ^ 2
|=	按位或且赋值运算符	C |= 2 等同于 C = C | 2

实例
请看下面的实例，了解 C++ 中可用的赋值运算符。
复制并黏贴下面的 C++ 程序到 test.cpp 文件中，编译并运行程序。
实例

```cpp
#include 
using namespace std;
 
int main()
{
   int a = 21;
   int c ;
 
   c =  a;
   cout << "Line 1 - =  运算符实例，c 的值 = : " <<c<< endl ;
 
   c +=  a;
   cout << "Line 2 - += 运算符实例，c 的值 = : " <<c<< endl ;
 
   c -=  a;
   cout << "Line 3 - -= 运算符实例，c 的值 = : " <<c<< endl ;
 
   c *=  a;
   cout << "Line 4 - *= 运算符实例，c 的值 = : " <<c<< endl ;
 
   c /=  a;
   cout << "Line 5 - /= 运算符实例，c 的值 = : " <<c<< endl ;
 
   c  = 200;
   c %=  a;
   cout << "Line 6 - %= 运算符实例，c 的值 = : " <<c<< endl ;
 
   c <<=  2;
   cout << "Line 7 - <<= 运算符实例，c 的值 = : " <<c<< endl ;
 
   c >>=  2;
   cout << "Line 8 - >>= 运算符实例，c 的值 = : " <<c<< endl ;
 
   c &=  2;
   cout << "Line 9 - &= 运算符实例，c 的值 = : " <<c<< endl ;
 
   c ^=  2;
   cout << "Line 10 - ^= 运算符实例，c 的值 = : " <<c<< endl ;
 
   c |=  2;
   cout << "Line 11 - |= 运算符实例，c 的值 = : " <<c<< endl ;
 
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生以下结果：

Line 1 - = 运算符实例，c 的值 = 21
Line 2 - += 运算符实例，c 的值 = 42
Line 3 - -= 运算符实例，c 的值 = 21
Line 4 - *= 运算符实例，c 的值 = 441
Line 5 - /= 运算符实例，c 的值 = 21
Line 6 - %= 运算符实例，c 的值 = 11
Line 7 - <<= 运算符实例，c 的值 = 44
Line 8 - >>= 运算符实例，c 的值 = 11
Line 9 - &= 运算符实例，c 的值 = 2
Line 10 - ^= 运算符实例，c 的值 = 0
Line 11 - |= 运算符实例，c 的值 = 2

杂项运算符

下表列出了 C++ 支持的其他一些重要的运算符。

运算符 描述

sizeof	sizeof 运算符返回变量的大小。例如，sizeof(a) 将返回 4，其中 a 是整数。
Condition ? X : Y	条件运算符。如果 Condition 为真 ? 则值为 X : 否则值为 Y。
,	逗号运算符会顺序执行一系列运算。整个逗号表达式的值是以逗号分隔的列表中的最后一个表达式的值。
.（点）和 ->（箭头）	成员运算符用于引用类、结构和共用体的成员。
Cast	强制转换运算符把一种数据类型转换为另一种数据类型。例如，int(2.2000) 将返回 2。
&	指针运算符 & 返回变量的地址。例如 &a; 将给出变量的实际地址。
*	指针运算符 * 指向一个变量。例如，*var; 将指向变量 var。
C++ 中的运算符优先级
运算符的优先级确定表达式中项的组合。这会影响到一个表达式如何计算。某些运算符比其他运算符有更高的优先级，例如，乘除运算符具有比加减运算符更高的优先级。

例如 x = 7 + 3 * 2，在这里，x 被赋值为 13，而不是 20，因为运算符 * 具有比 + 更高的优先级，所以首先计算乘法 3*2，然后再加上 7。

下表将按运算符优先级从高到低列出各个运算符，具有较高优先级的运算符出现在表格的上面，具有较低优先级的运算符出现在表格的下面。在表达式中，较高优先级的运算符会优先被计算。

类别 	运算符 	结合性 
后缀 	() [] -> . ++ - -  	从左到右 
一元 	+ - ! ~ ++ - - (type)* & sizeof 	从右到左 
乘除 	* / % 	从左到右 
加减 	+ - 	从左到右 
移位 	<< >> 	从左到右 
关系 	< <= > >= 	从左到右 
相等 	== != 	从左到右 
位与 AND 	& 	从左到右 
位异或 XOR 	^ 	从左到右 
位或 OR 	| 	从左到右 
逻辑与 AND 	&& 	从左到右 
逻辑或 OR 	|| 	从左到右 
条件 	?: 	从右到左 
赋值 	= += -= *= /= %=>>= <<= &= ^= |= 	从右到左 
逗号 	, 	从左到右 

实例
请看下面的实例，了解 C++ 中运算符的优先级。

复制并黏贴下面的 C++ 程序到 test.cpp 文件中，编译并运行程序。

对比有括号和没有括号时的区别，这将产生不同的结果。因为 ()、 /、 * 和 + 有不同的优先级，高优先级的操作符将优先计算。

实例

#include 
using namespace std;
 
int main()
{
   int a = 20;
   int b = 10;
   int c = 15;
   int d = 5;
   int e;
 
   e = (a + b) * c / d;      // ( 30 * 15 ) / 5
   cout << "(a + b) * c / d 的值是 " << e << endl ;
 
   e = ((a + b) * c) / d;    // (30 * 15 ) / 5
   cout << "((a + b) * c) / d 的值是 " << e << endl ;
 
   e = (a + b) * (c / d);   // (30) * (15/5)
   cout << "(a + b) * (c / d) 的值是 " << e << endl ;
 
   e = a + (b * c) / d;     //  20 + (150/5)
   cout << "a + (b * c) / d 的值是 " << e << endl ;
  
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生以下结果：

(a + b) * c / d 的值是 90
((a + b) * c) / d 的值是 90
(a + b) * (c / d) 的值是 90
a + (b * c) / d 的值是 50

关于位运算的补充：

& ：只有2个都为1，那么结果是1，否则为0；例如：1&1=1，1&0=0，0&0=0，0&1=0；

11 & 3 = 3

00001011
& 00000011
= 00000011 = 3
| ：只要有一个是1，那么结果为1，否则为0；例如：1&1=1，1&0=1，0&0=0，0&1=1；

11 | 3 = 11

00001011
| 00000011
= 00001011 = 11

：向右位移，就是把尾数去掉位数，例如：153 >> 2，153的二进制是：10011001，屁股后面去掉 2 位 100110，100110 转化成十进制就是 38，153 = 10011001，38 =100110，“01” 去掉了。

<< ：向左位移，就是把开头两位数去掉，尾数加位数00，例如：

107 = 0110 1011 <<2
<<
172 = 1010 1100
在计算机中由于是32位的

107 = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0110 1011 <<2
<<
428 = 0000 0000 0000 0000 0000 0001 1010 1100
^ ：两个相同的数会变成0，反之是1，例如：1&1=0，1&0=1，0&0=0，0&1=1；

11^3 = 8

00001011
^ 00000011
= 00001000 = 8

C++ 循环

无限循环

如果条件永远不为假，则循环将变成无限循环。for 循环在传统意义上可用于实现无限循环。由于构成循环的三个表达式中任何一个都不是必需的，您可以将某些条件表达式留空来构成一个无限循环。

实例
#include 
using namespace std;
 
int main ()
{
 
   for( ; ; )
   {
      printf("This loop will run forever.\n");
   }
 
   return 0;
}

当条件表达式不存在时，它被假设为真。您也可以设置一个初始值和增量表达式，但是一般情况下，C++ 程序员偏向于使用 for(;; ) 结构来表示一个无限循环。

注意：您可以按 Ctrl + C 键终止一个无限循环。

C++ 判断

三目运算嵌套

#include
using namespace std;

int main(){
    int a,b,c,d,max;
    cout<<"请输入三个数字：";
    cin>>a>>b>>c;
    max=(d=a>=b?a:b)>=c?d:c;
    cout<<"最大值为："<<max<<endl;
    return 0;
}

求 a,b,c,d 四个数中的最大数。

#include  
#include 
using namespace std;

int main()
{
    int a, b, c, d, m, n,z;
    a = 10;
    b = 20;
    c = 30;
    d = 40;
    m = a > b ? a : b;
    n = c > d ? c : d;
    z = m > n ? m : n;
    cout<<"最大值为："<<z<<endl;
    return 0;
}

找出a[1],a[2],a[3],a[4]这四个数中最大的哪个：

#include
using namespace std;

int main(){
    int a[5],max;
    cout<<"请输入四个数字：";
    cin>>a[1]>>a[2]>>a[3]>>a[4];
    max = a[a[a[1]>a[2]?1:2]>a[a[3]>a[4]?3:4]?a[1]>a[2]?1:2:a[3]>a[4]?3:4];
    cout<<"最大值为："<<max<<endl;
    return 0;
}

C++ 函数

C++ 函数

传值调用

#include 
using namespace std;
 
// 函数声明
void swap(int x, int y);
 
int main ()
{
   // 局部变量声明
   int a = 100;
   int b = 200;
 
   cout << "交换前，a 的值：" << a << endl;
   cout << "交换前，b 的值：" << b << endl;
 
   // 调用函数来交换值
   swap(a, b);
 
   cout << "交换后，a 的值：" << a << endl;
   cout << "交换后，b 的值：" << b << endl;
 
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

交换前，a 的值： 100
交换前，b 的值： 200
交换后，a 的值： 100
交换后，b 的值： 200

C++ 指针调用

#include 
using namespace std;

// 函数声明
void swap(int *x, int *y);

int main ()
{
   // 局部变量声明
   int a = 100;
   int b = 200;
 
   cout << "交换前，a 的值：" << a << endl;
   cout << "交换前，b 的值：" << b << endl;

   /* 调用函数来交换值
    * &a 表示指向 a 的指针，即变量 a 的地址 
    * &b 表示指向 b 的指针，即变量 b 的地址 
    */
   swap(&a, &b);

   cout << "交换后，a 的值：" << a << endl;
   cout << "交换后，b 的值：" << b << endl;
 
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

交换前，a 的值： 100
交换前，b 的值： 200
交换后，a 的值： 200
交换后，b 的值： 100

参数的默认值

当您定义一个函数，您可以为参数列表中后边的每一个参数指定默认值。当调用函数时，如果实际参数的值留空，则使用这个默认值。

这是通过在函数定义中使用赋值运算符来为参数赋值的。调用函数时，如果未传递参数的值，则会使用默认值，如果指定了值，则会忽略默认值，使用传递的值。请看下面的实例：

实例

#include 
using namespace std;
 
int sum(int a, int b=20)
{
  int result;
 
  result = a + b;
  
  return (result);
}
 
int main ()
{
   // 局部变量声明
   int a = 100;
   int b = 200;
   int result;
 
   // 调用函数来添加值
   result = sum(a, b);
   cout << "Total value is :" << result << endl;
 
   // 再次调用函数
   result = sum(a);
   cout << "Total value is :" << result << endl;
 
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Total value is :300
Total value is :120

C++ 数学运算

在 C++ 中，除了可以创建各种函数，还包含了各种有用的函数供您使用。这些函数写在标准 C 和 C++ 库中，叫做内置函数。您可以在程序中引用这些函数。

C++ 内置了丰富的数学函数，可对各种数字进行运算。下表列出了 C++ 中一些有用的内置的数学函数。

为了利用这些函数，您需要引用数学头文件 。

序号 函数 & 描述
1 double cos(double);
该函数返回弧度角（double 型）的余弦。
2 double sin(double);
该函数返回弧度角（double 型）的正弦。
3 double tan(double);
该函数返回弧度角（double 型）的正切。
4 double log(double);
该函数返回参数的自然对数。
5 double pow(double, double);
假设第一个参数为 x，第二个参数为 y，则该函数返回 x 的 y 次方。
6 double hypot(double, double);
该函数返回两个参数的平方总和的平方根，也就是说，参数为一个直角三角形的两个直角边，函数会返回斜边的长度。
7 double sqrt(double);
该函数返回参数的平方根。
8 int abs(int);
该函数返回整数的绝对值。
9 double fabs(double);
该函数返回任意一个浮点数的绝对值。
10 double floor(double);
该函数返回一个小于或等于传入参数的最大整数。
下面是一个关于数学运算的简单实例：

实例
#include
#include
using namespace std;

int main ()
{
// 数字定义
short s = 10;
int i = -1000;
long l = 100000;
float f = 230.47;
double d = 200.374;

// 数学运算
cout << “sin(d) :” << sin(d) << endl;
cout << “abs(i) :” << abs(i) << endl;
cout << “floor(d) :” << floor(d) << endl;
cout << “sqrt(f) :” << sqrt(f) << endl;
cout << “pow( d, 2) :” << pow(d, 2) << endl;

return 0;
}
当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

sin(d) :-0.634939
abs(i) :1000
floor(d) :200
sqrt(f) :15.1812
pow( d, 2 ) :40149.7

C++ 随机数

在许多情况下，需要生成随机数。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。

下面是一个关于生成随机数的简单实例。实例中使用了 time() 函数来获取系统时间的秒数，通过调用 rand() 函数来生成随机数：

实例
#include
#include
#include

using namespace std;

int main ()
{
int i,j;

// 设置种子
srand( (unsigned)time( NULL ) );

/* 生成 10 个随机数 */
for( i = 0; i < 10; i++ )
{
// 生成实际的随机数
j= rand();
cout <<"随机数： " << j << endl;
}

return 0;
}
当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

随机数： 1748144778
随机数： 630873888
随机数： 2134540646
随机数： 219404170
随机数： 902129458
随机数： 920445370
随机数： 1319072661
随机数： 257938873
随机数： 1256201101
随机数： 580322989

C++ 数组

C++ 支持数组数据结构，它可以存储一个固定大小的相同类型元素的顺序集合。数组是用来存储一系列数据，但它往往被认为是一系列相同类型的变量。

数组的声明并不是声明一个个单独的变量，比如 number0、number1、…、number99，而是声明一个数组变量，比如 numbers，然后使用 numbers[0]、numbers[1]、…、numbers[99] 来代表一个个单独的变量。数组中的特定元素可以通过索引访问。

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，最高的地址对应最后一个元素。

C++ 字符串

C++ 提供了以下两种类型的字符串表示形式：

C 风格字符串
C++ 引入的 string 类类型

C++ 字符串

C++ 中的 String 类

C++ 标准库提供了 string 类类型，支持上述所有的操作，另外还增加了其他更多的功能。我们将学习 C++ 标准库中的这个类，现在让我们先来看看下面这个实例：

现在您可能还无法透彻地理解这个实例，因为到目前为止我们还没有讨论类和对象。所以现在您可以只是粗略地看下这个实例，等理解了面向对象的概念之后再回头来理解这个实例。

#include 
#include 
 
using namespace std;
 
int main ()
{
   string str1 = "runoob";
   string str2 = "google";
   string str3;
   int  len ;
 
   // 复制 str1 到 str3
   str3 = str1;
   cout << "str3 : " << str3 << endl;
 
   // 连接 str1 和 str2
   str3 = str1 + str2;
   cout << "str1 + str2 : " << str3 << endl;
 
   // 连接后，str3 的总长度
   len = str3.size();
   cout << "str3.size() :  " << len << endl;
 
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

str3 : runoob
str1 + str2 : runoobgoogle
str3.size() :  12

string类提供了一系列针对字符串的操作，比如：

1. append() – 在字符串的末尾添加字符
2. find() – 在字符串中查找字符串
3. insert() – 插入字符
4. length() – 返回字符串的长度
5. replace() – 替换字符串
6. substr() – 返回某个子字符串
7. …
   下面是关于string类的实例：

#include 
#include 
using namespace std;

int main()
{
    //定义一个string类对象
    string http = "www.runoob.com";

   //打印字符串长度
   cout<<http.length()<<endl;

    //拼接
    http.append("/C++");
    cout<<http<<endl; //打印结果为：www.runoob.com/C++

    //删除
    int pos = http.find("/C++"); //查找"C++"在字符串中的位置
    cout<<pos<<endl;
    http.replace(pos, 4, "");   //从位置pos开始，之后的4个字符替换为空，即删除
    cout<<http<<endl;

    //找子串runoob
    int first = http.find_first_of("."); //从头开始寻找字符'.'的位置
    int last = http.find_last_of(".");   //从尾开始寻找字符'.'的位置
    cout<<http.substr(first+1, last-first-1)<<endl; //提取"runoob"子串并打印

    return 0;
}

C++ 指针

学习 C++ 的指针既简单又有趣。通过指针，可以简化一些 C++ 编程任务的执行，还有一些任务，如动态内存分配，没有指针是无法执行的。所以，想要成为一名优秀的 C++ 程序员，学习指针是很有必要的。

正如您所知道的，每一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号（&）运算符访问的地址，它表示了在内存中的一个地址。请看下面的实例，它将输出定义的变量地址：

实例

#include 
 
using namespace std;
 
int main ()
{
   int  var1;
   char var2[10];
 
   cout << "var1 变量的地址： ";
   cout << &var1 << endl;
 
   cout << "var2 变量的地址： ";
   cout << &var2 << endl;
 
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

var1 变量的地址： 0xbfebd5c0
var2 变量的地址： 0xbfebd5b6
通过上面的实例，我们了解了什么是内存地址以及如何访问它。接下来让我们看看什么是指针。

什么是指针？

指针是一个变量，其值为另一个变量的地址，即，内存位置的直接地址。就像其他变量或常量一样，您必须在使用指针存储其他变量地址之前，对其进行声明。指针变量声明的一般形式为：
type *var-name;
在这里，type 是指针的基类型，它必须是一个有效的 C++ 数据类型，var-name 是指针变量的名称。用来声明指针的星号 * 与乘法中使用的星号是相同的。但是，在这个语句中，星号是用来指定一个变量是指针。以下是有效的指针声明：

int ip; / 一个整型的指针 */
double dp; / 一个 double 型的指针 */
float fp; / 一个浮点型的指针 */
char ch; / 一个字符型的指针 */
所有指针的值的实际数据类型，不管是整型、浮点型、字符型，还是其他的数据类型，都是一样的，都是一个代表内存地址的长的十六进制数。不同数据类型的指针之间唯一的不同是，指针所指向的变量或常量的数据类型不同。

C++ 中使用指针

使用指针时会频繁进行以下几个操作：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。这些是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。

#include 
 
using namespace std;
 
int main ()
{
   int  var = 20;   // 实际变量的声明
   int  *ip;        // 指针变量的声明
 
   ip = &var;       // 在指针变量中存储 var 的地址
 
   cout << "Value of var variable: ";
   cout << var << endl;
 
   // 输出在指针变量中存储的地址
   cout << "Address stored in ip variable: ";
   cout << ip << endl;
 
   // 访问指针中地址的值
   cout << "Value of *ip variable: ";
   cout << *ip << endl;
 
   return 0;
}
当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Value of var variable: 20
Address stored in ip variable: 0xbfc601ac
Value of *ip variable: 20

C++ 引用

引用变量是一个别名，也就是说，它是某个已存在变量的另一个名字。一旦把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来指向变量。

C++ 引用 vs 指针

引用很容易与指针混淆，它们之间有三个主要的不同：

不存在空引用。引用必须连接到一块合法的内存。
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。
C++ 中创建引用
试想变量名称是变量附属在内存位置中的标签，您可以把引用当成是变量附属在内存位置中的第二个标签。因此，您可以通过原始变量名称或引用来访问变量的内容。例如：

int i = 17;
我们可以为 i 声明引用变量，如下所示：

int& r = i;
double& s = d;
在这些声明中，& 读作引用。因此，第一个声明可以读作 “r 是一个初始化为 i 的整型引用”，第二个声明可以读作 “s 是一个初始化为 d 的 double 型引用”。下面的实例使用了 int 和 double 引用：

实例

#include 
 
using namespace std;
 
int main ()
{
   // 声明简单的变量
   int    i;
   double d;
 
   // 声明引用变量
   int&    r = i;
   double& s = d;
   
   i = 5;
   cout << "Value of i : " << i << endl;
   cout << "Value of i reference : " << r  << endl;
 
   d = 11.7;
   cout << "Value of d : " << d << endl;
   cout << "Value of d reference : " << s  << endl;
   
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Value of i : 5
Value of i reference : 5
Value of d : 11.7
Value of d reference : 11.7

int& r = i; 和 int r = i; 不同之处应该是内存的分配吧，后者会再开辟一个内存空间

#include 
 
using namespace std;
 
int main ()
{
   int i;
   int& r = i;
   i = 5;
   cout << "Value of i : " << i << endl;
   cout << "Value of i reference : " << r  << endl;
   cout << "Addr of i: " << &i << endl;
   cout << "Addr of r: " << &r << endl;
   
   int x;
   int y = x;
   x = 6;
   cout << "Value of x : " << x << endl;
   cout << "Value of y : " << y  << endl;
   cout << "Addr of x: " << &x << endl;
   cout << "Addr of y: " << &y << endl;
 
   return 0;
}
输出结果：

Value of i : 5
Value of i reference : 5
Addr of i: 0x7fff59cda988
Addr of r: 0x7fff59cda988
Value of x : 6
Value of y : 32767
Addr of x: 0x7fff59cda97c
Addr of y: 0x7fff59cda978

当前日期和时间

下面的实例获取当前系统的日期和时间，包括本地时间和协调世界时（UTC）。

实例

#include 
#include 
 
using namespace std;
 
int main( )
{
   // 基于当前系统的当前日期/时间
   time_t now = time(0);
   
   // 把 now 转换为字符串形式
   char* dt = ctime(&now);
 
   cout << "本地日期和时间：" << dt << endl;
 
   // 把 now 转换为 tm 结构
   tm *gmtm = gmtime(&now);
   dt = asctime(gmtm);
   cout << "UTC 日期和时间："<< dt << endl;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

本地日期和时间：Sat Jan  8 20:07:41 2011

UTC 日期和时间：Sun Jan  9 03:07:41 2011

使用结构 tm 格式化时间

tm 结构在 C/C++ 中处理日期和时间相关的操作时，显得尤为重要。tm 结构以 C 结构的形式保存日期和时间。大多数与时间相关的函数都使用了 tm 结构。下面的实例使用了 tm 结构和各种与日期和时间相关的函数。

在练习使用结构之前，需要对 C 结构有基本的了解，并懂得如何使用箭头 -> 运算符来访问结构成员。

实例

#include 
#include 
 
using namespace std;
 
int main( )
{
   // 基于当前系统的当前日期/时间
   time_t now = time(0);
 
   cout << "1970 到目前经过秒数:" << now << endl;
 
   tm *ltm = localtime(&now);
 
   // 输出 tm 结构的各个组成部分
   cout << "年: "<< 1900 + ltm->tm_year << endl;
   cout << "月: "<< 1 + ltm->tm_mon<< endl;
   cout << "日: "<<  ltm->tm_mday << endl;
   cout << "时间: "<< ltm->tm_hour << ":";
   cout << ltm->tm_min << ":";
   cout << ltm->tm_sec << endl;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

1970 到目前时间:1503564157
年: 2017
月: 8
日: 24
时间: 16:42:37

C++ 基本的输入输出

C++ 标准库提供了一组丰富的输入/输出功能，我们将在后续的章节进行介绍。本章将讨论 C++ 编程中最基本和最常见的 I/O 操作。

C++ 的 I/O 发生在流中，流是字节序列。如果字节流是从设备（如键盘、磁盘驱动器、网络连接等）流向内存，这叫做输入操作。如果字节流是从内存流向设备（如显示屏、打印机、磁盘驱动器、网络连接等），这叫做输出操作。

I/O 库头文件
下列的头文件在 C++ 编程中很重要。

头文件 函数和描述

该文件定义了 cin、cout、cerr 和 clog 对象，分别对应于标准输入流、标准输出流、非缓冲标准错误流和缓冲标准错误流。
该文件通过所谓的参数化的流操纵器（比如 setw 和 setprecision），来声明对执行标准化 I/O 有用的服务。
该文件为用户控制的文件处理声明服务。我们将在文件和流的相关章节讨论它的细节。
标准输出流（cout）
预定义的对象 cout 是 iostream 类的一个实例。cout 对象"连接"到标准输出设备，通常是显示屏。cout 是与流插入运算符 << 结合使用的，如下所示：

实例
#include

using namespace std;

int main( )
{
char str[] = “Hello C++”;

cout << "Value of str is : " << str << endl;
}
当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Value of str is : Hello C++
C++ 编译器根据要输出变量的数据类型，选择合适的流插入运算符来显示值。<< 运算符被重载来输出内置类型（整型、浮点型、double 型、字符串和指针）的数据项。

流插入运算符 << 在一个语句中可以多次使用，如上面实例中所示，endl 用于在行末添加一个换行符。

标准输入流（cin）

预定义的对象 cin 是 iostream 类的一个实例。cin 对象附属到标准输入设备，通常是键盘。cin 是与流提取运算符 >> 结合使用的，如下所示：

实例
#include

using namespace std;

int main( )
{
char name[50];

cout << "请输入您的名称： ";
cin >> name;
cout << "您的名称是： " << name << endl;

}
当上面的代码被编译和执行时，它会提示用户输入名称。当用户输入一个值，并按回车键，就会看到下列结果：

请输入您的名称： cplusplus
您的名称是： cplusplus
C++ 编译器根据要输入值的数据类型，选择合适的流提取运算符来提取值，并把它存储在给定的变量中。

流提取运算符 >> 在一个语句中可以多次使用，如果要求输入多个数据，可以使用如下语句：

cin >> name >> age;
这相当于下面两个语句：

cin >> name;
cin >> age;
标准错误流（cerr）
预定义的对象 cerr 是 iostream 类的一个实例。cerr 对象附属到标准输出设备，通常也是显示屏，但是 cerr 对象是非缓冲的，且每个流插入到 cerr 都会立即输出。

cerr 也是与流插入运算符 << 结合使用的，如下所示：

实例
#include

using namespace std;

int main( )
{
char str[] = “Unable to read…”;

cerr << "Error message : " << str << endl;
}
当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Error message : Unable to read…
标准日志流（clog）
预定义的对象 clog 是 iostream 类的一个实例。clog 对象附属到标准输出设备，通常也是显示屏，但是 clog 对象是缓冲的。这意味着每个流插入到 clog 都会先存储在缓冲区，直到缓冲填满或者缓冲区刷新时才会输出。

clog 也是与流插入运算符 << 结合使用的，如下所示：

实例
#include

using namespace std;

int main( )
{
char str[] = “Unable to read…”;

clog << "Error message : " << str << endl;
}
当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Error message : Unable to read…
通过这些小实例，我们无法区分 cout、cerr 和 clog 的差异，但在编写和执行大型程序时，它们之间的差异就变得非常明显。所以良好的编程实践告诉我们，使用 cerr 流来显示错误消息，而其他的日志消息则使用 clog 流来输出。

C++ 数据结构

C/C++ 数组允许定义可存储相同类型数据项的变量，但是结构是 C++ 中另一种用户自定义的可用的数据类型，它允许您存储不同类型的数据项。

结构用于表示一条记录，假设您想要跟踪图书馆中书本的动态，您可能需要跟踪每本书的下列属性：

Title ：标题
Author ：作者
Subject ：类目
Book ID ：书的 ID
定义结构
为了定义结构，您必须使用 struct 语句。struct 语句定义了一个包含多个成员的新的数据类型，struct 语句的格式如下：

struct type_name {
member_type1 member_name1;
member_type2 member_name2;
member_type3 member_name3;
.
.
} object_names;
type_name 是结构体类型的名称，member_type1 member_name1 是标准的变量定义，比如 int i; 或者 float f; 或者其他有效的变量定义。在结构定义的末尾，最后一个分号之前，您可以指定一个或多个结构变量，这是可选的。下面是声明一个结构体类型 Books，变量为 book：

struct Books
{
char title[50];
char author[50];
char subject[100];
int book_id;
} book;
访问结构成员
为了访问结构的成员，我们使用成员访问运算符（.）。成员访问运算符是结构变量名称和我们要访问的结构成员之间的一个句号。

下面的实例演示了结构的用法：

实例
#include
#include

using namespace std;

// 声明一个结构体类型 Books
struct Books
{
char title[50];
char author[50];
char subject[100];
int book_id;
};

int main( )
{
Books Book1; // 定义结构体类型 Books 的变量 Book1
Books Book2; // 定义结构体类型 Books 的变量 Book2

// Book1 详述
strcpy( Book1.title, “C++ 教程”);
strcpy( Book1.author, “Runoob”);
strcpy( Book1.subject, “编程语言”);
Book1.book_id = 12345;

// Book2 详述
strcpy( Book2.title, “CSS 教程”);
strcpy( Book2.author, “Runoob”);
strcpy( Book2.subject, “前端技术”);
Book2.book_id = 12346;

// 输出 Book1 信息
cout << "第一本书标题 : " << Book1.title < cout << "第一本书作者 : " << Book1.author < cout << "第一本书类目 : " << Book1.subject < cout << "第一本书 ID : " << Book1.book_id <

// 输出 Book2 信息
cout << "第二本书标题 : " << Book2.title < cout << "第二本书作者 : " << Book2.author < cout << "第二本书类目 : " << Book2.subject < cout << "第二本书 ID : " << Book2.book_id <

return 0;
}
实例中定义了结构体类型 Books 及其两个变量 Book1 和 Book2。当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

第一本书标题 : C++ 教程
第一本书作者 : Runoob
第一本书类目 : 编程语言
第一本书 ID : 12345
第二本书标题 : CSS 教程
第二本书作者 : Runoob
第二本书类目 : 前端技术
第二本书 ID : 12346
结构作为函数参数
您可以把结构作为函数参数，传参方式与其他类型的变量或指针类似。您可以使用上面实例中的方式来访问结构变量：

实例
#include
#include

using namespace std;
void printBook( struct Books book );

// 声明一个结构体类型 Books
struct Books
{
char title[50];
char author[50];
char subject[100];
int book_id;
};

int main( )
{
Books Book1; // 定义结构体类型 Books 的变量 Book1
Books Book2; // 定义结构体类型 Books 的变量 Book2

// Book1 详述

strcpy( Book1.title, “C++ 教程”);
strcpy( Book1.author, “Runoob”);
strcpy( Book1.subject, “编程语言”);
Book1.book_id = 12345;

// Book2 详述
strcpy( Book2.title, “CSS 教程”);
strcpy( Book2.author, “Runoob”);
strcpy( Book2.subject, “前端技术”);
Book2.book_id = 12346;

// 输出 Book1 信息
printBook( Book1 );

// 输出 Book2 信息
printBook( Book2 );

return 0;
}
void printBook( struct Books book )
{
cout << "书标题 : " << book.title < cout << "书作者 : " << book.author < cout << "书类目 : " << book.subject < cout << "书 ID : " << book.book_id < }
当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

书标题 : C++ 教程
书作者 : Runoob
书类目 : 编程语言
书 ID : 12345
书标题 : CSS 教程
书作者 : Runoob
书类目 : 前端技术
书 ID : 12346
指向结构的指针
您可以定义指向结构的指针，方式与定义指向其他类型变量的指针相似，如下所示：

struct Books *struct_pointer;
现在，您可以在上述定义的指针变量中存储结构变量的地址。为了查找结构变量的地址，请把 & 运算符放在结构名称的前面，如下所示：

struct_pointer = &Book1;
为了使用指向该结构的指针访问结构的成员，您必须使用 -> 运算符，如下所示：

struct_pointer->title;
让我们使用结构指针来重写上面的实例，这将有助于您理解结构指针的概念：

实例
#include
#include

using namespace std;
void printBook( struct Books *book );

struct Books
{
char title[50];
char author[50];
char subject[100];
int book_id;
};

int main( )
{
Books Book1; // 定义结构体类型 Books 的变量 Book1
Books Book2; // 定义结构体类型 Books 的变量 Book2

// Book1 详述

strcpy( Book1.title, “C++ 教程”);
strcpy( Book1.author, “Runoob”);
strcpy( Book1.subject, “编程语言”);
Book1.book_id = 12345;

// Book2 详述
strcpy( Book2.title, “CSS 教程”);
strcpy( Book2.author, “Runoob”);
strcpy( Book2.subject, “前端技术”);
Book2.book_id = 12346;

// 通过传 Book1 的地址来输出 Book1 信息
printBook( &Book1 );

// 通过传 Book2 的地址来输出 Book2 信息
printBook( &Book2 );

return 0;
}
// 该函数以结构指针作为参数
void printBook( struct Books *book )
{
cout << "书标题 : " << book->title < cout << "书作者 : " << book->author < cout << "书类目 : " << book->subject < cout << "书 ID : " << book->book_id < }
当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

书标题 : C++ 教程
书作者 : Runoob
书类目 : 编程语言
书 ID : 12345
书标题 : CSS 教程
书作者 : Runoob
书类目 : 前端技术
书 ID : 12346
typedef 关键字
下面是一种更简单的定义结构的方式，您可以为创建的类型取一个"别名"。例如：

typedef struct Books
{
char title[50];
char author[50];
char subject[100];
int book_id;
}Books;
现在，您可以直接使用 Books 来定义 Books 类型的变量，而不需要使用 struct 关键字。下面是实例：

Books Book1, Book2;
您可以使用 typedef 关键字来定义非结构类型，如下所示：

typedef long int *pint32;

pint32 x, y, z;
x, y 和 z 都是指向长整型 long int 的指针。