C++编程入门

第一个C++程序

编译预处理：所有#开头的代码

• 编译预处理 ：编写完源程序，在执行编译之前，编译器 会首先调用预处理器，找到所有以#开头的代码行进行处理。

  • 预处理指令include意思是找到后面跟随的文件，并且加载文件内容到程序中

  预处理器的典型操作包含在源代码被编译前，进行内容的替换和添加

  • 头文件是预先制造好的工具库，其中包含了帮助程序员快速实现功能的工具

  系统头文件iostream包含了使用程序进行输入输出的工具

  例如：可以使用cout进行消息显示

  • 程序员可以自行编写头文件，用来制造自己的工具
  • 在编译预处理之后，源代码文件将和头文件组合起来，在编译的下一阶段使用

使用命名空间namespace

• 命名空间的目的是让大型程序在组合多个厂商的代码时，便于管理重复命名的功能模块。是C++中的一项特性。

Tips: 这就好像这样一种情况，当一个班上有两个名叫张爽的学生时，为了明确区分他们，我们在使用名字之外，不得不使用一些额外的信息，比如他们的家庭住址，或者他们父母的名字等等。

​

• 关于输入输出的组件都被存放在标准命名空间std中
  • 如iostream中用于输出的cout实际名称为std::cout，用于换行的endl实际名称为std::endl

• 使用using声明之后，程序员可以直接使用命名空间中定义的名称，不需要额外指定前缀

程序中的主函数main

• C++程序的运行从主函数 -main()开始。
• 每个C++程序有且仅有一个main()函数，程序在运行时会自动调用main()函数。

• 主函数是用来实现一个或多个功能的代码块
  • int main()中的int指定了函数的返回类型
  • 以左大括号"{"开始，右大括号"}"结束
  • 在大括号"{}"之间的部分称为程序主体

• return语句代表了函数将会返回的内容
  • 当主函数返回一个0时，说明程序正常运行结束
  • 返回其他非0的数值会造成系统认为程序异常退出

程序主体：cout打印内容

• C++中，使用标准库函数提供的cout将""中间的内容输出打印在屏幕上，并且进行换行。

cout<<"输出内容"<

• 每一个分号";"表示一个语句的结束
  • 函数体的每一句代码后面都需要";"存在

• 输出借助cout，可以通过插入操作符"<<"赋予输出内容
  • 上示例代码中的输出内容为Hello, World!

• 换行符endl可以使内容输出之后，光标回准到下一行第一个字符，即换行

注释-藏在代码中的说明书

• 注释用来标记语句的作用或者解释复杂代码块的功能，可以提高程序的可读性，是程序员为读者作的说明。

• 在编译过程中，注释中的所有内容会被编译器自动忽略，最终也不会被执行。

• 在C++中，以双斜杠 "//"用来注释内容，之后的内容直到行末都为注释。

• 注释可以单独位于一行上，即占一整行；也可以与代码出现在同一行中。

Tips：使用注释还可以在调试过程中让某一行代码失效，因此，可以通过注释某些代码，来检验程序的运行情况。

//导入系统输入输出头文件 iostream
#include 
//使用标准命名空间 std
using namespace std;
int main() {
    // TODO 将Hello, World!打印在屏幕上，并且进行换行
    cout << "Hello, World!" << endl;
    return 0;
}

变量

变量指的是会随着程序运算而改变的量。

• 计算机的存储功能会使用内存实现。
• 计算机中的操作系统一般会把内存划分成不同区域来存储数据，以便于管理。
• 内存中每个基本存储单元可以存放一个字节的数据，每个字节具有8位，也就是8个比特（bit）。
• 每个内存单元有一个唯一的地址，常用一个16进制数表示和区分。

变量的声明

• 变量是专门用来存储数据的容器，会根据数据类型决定容量大小。

• 变量对应着内存中的一个地址，用于计算时数据的存储和读取 。

• 一般的声明方式为 数据类型 变量名称。

 // 导入系统输入输出头文件 iostream
  #include 
  // 使用标准命名空间 std
  using namespace std;
  
  int main() {
      // TODO 声明可乐数量变量 coke
      int coke;
      // TODO 声明爆米花数量变量 popcorn
      int popcorn;
      // TODO 声明消费总额变量 money
      int money;
      
      return 0;
  }

变量命名规则

在C++中，变量名称也叫做标识符，表示⽤来标记和识别不同变量的不同的符号，有固定的构造规则：

• 只能由字⺟ 、数字和下划线组成；特别的；在C++中，标识符中的英文字母是区分大小写的；

  • 例如：sweet_popcorn合法，但是zero&coke使用了符号&，因此不合法。

• 数字不可以出现在第一个位置上；

  • 例如：coke330合法，但是330coke以数字作为开头，因此不合法。

• 在C++中，标识符中的英文字母是区分大小写的；

  • 例如：coke330和Coke330表示的是完全不同的变量名称，即表示不同的标识符。

• C++的关键字（保留字）不可以⽤做标识符；

  • 例如：pout合法，但是cout是C++的关键字，不可以用作标识符，因此不合法 Tips： 无需背诵所有关键字

• 常见的关键字有cout、int或include等具有特殊含义的字符

• 完整的表格见参考资料。

变量的初始化

• 变量的初始化 即赋予变量一个初始值。

• 变量在初始化时应该根据数据类型进行赋值，否则将会发生错误.

  • 例如：不能把小数赋值给一个整数类型的变量 int a = 3.14 ;是错误的。

• 未进行初始化的变量具有不确定的数值，直接进行计算将会发生错误

  • 例如：没有初始化sum值，就进行相加计算。 sum = sum + 1; 是不能够被执行的

变量的输出

输出即在屏幕上输出展示信息内容。

常量

字面量-装在变量里的常量

内存可以看作一个充满盒子的仓库，每个盒子可以储存计算时用到的数据，称为一个变量。

那么，计算机如何定义存放在变量中的数据呢？

• 字面量就是存放在变量中的数据。
• 字面量经常会被装到变量中使用，这个操作叫做赋值，一般写法为 变量名 = 字面量。

整数和浮点字面量-数学计算中的常量

• 整数字面量是没有任何小数或指数部分的数字字面量，与数学中的整数直接关联。

  • 十进制：直接写出的整数。

    例如：0，23，-1024

  • 八进制：以数字0开头的整数，有效数字为0~7，并且不带有正负号。

    例如：0126，0163

  • 十六进制：以0x或0X开头的整数，有效数字为0~9、A~F（a~f），并且不带有正负号。

    例如：0x12a，0xf39

• 浮点字面量是有分数形式或指数形式的数字字面量，与数学中的小数直接关联。

  • 小数形式：由数字和小数点组成

    例如：0.66，30.0，14.15926

  • 指数形式：在数学中，一个可以用幂的形式来表示的形式。在C语言中，则以e或E后跟一个整数来表示以10为底数的幂数。

    • e或E的左侧必须要有数字
      • e或E的右侧为幂次的数值，必须为整数
      • 上述小数可以等价表示为：6.6E-1，30.0e0，0.01415926E3

字符字面量-表达字符的常量

分为单字符字面量与转义符字面量。

• 单字符字面量：

  通过将单个字符括在单引号内来创建字符字面量。

  例如：'a'，'m'，'F'，'2'，'}'等。

• 转义符字面量：

  使用’'开头的转义字符序列来表示一个特殊字符。

Tips：有时，在C++编程中必须使用不能键入或具有特殊含义的字符。例如，换行符（回车），制表符，问号，引号等。为了使用这些字符，就会使用’'开头的转义字符序列用来表示一个特殊字符。

例如：

   `'\n'`表示换行符；

   `'\t'`表示制表符； 

   `'\''`表示单引号字符（不被解析成字符外的单引号）；

   `'\\'`表示真正的斜杠字符。

所有的字符字面量在计算机里都是有一个编码的，为了避免大家用不同的编码，造成混乱，美国的组织就出台了ASCII编码（American Standard Code for Information Interchange：美国信息交换标准代码），所有字符都采用ASCII编码，共有128个字符。每个字符都对应着一个0～127之间的整数。

字符串字面量-构成输出的常量

• 字符串字面量是由一对双引号括起来的字符序列

• 字符串中可以包含类似于字符字面量普通字符以及转义字符

• 字符串除了存储所包含的字符外，还额外包含一个结束标志'\0'

  '\0'：结束符; ASCII编码对应数值为0的字符

符号常量-具有名称的常量

• 在C++中，随着程序运算不改变的量叫做符号常量，可以使用const关键字来定义并且初始化：

const int kCokePrice = 5;
const int kPopcornPrice = 10;

• const是⼀个修饰符，加在数据类型int的前⾯，用来给这个变量加上一个不变的属性
  • 初始化时也可以将修饰符const与数据类型int调换位置，写成int const kCokePrice = 5;
• 符号常量命名时参照Google 开源项目风格指南，以 “k” 开头，大小写混合
  • 实际编程过程中的名字最好简单易懂，用具有对应含义的英文或者拼音来表示
• 定义的时候必须进行初始化，且在初始化之后不能再进行修改与重新赋值
  • 如果试图对常量做修改，例如把它放在赋值符号的左边，就会被编译器发现并指出错误

最后，总结一下符号常量的初始化伪代码：

const 数据类型 常量名称 = 初始值;

或者

数据类型 const 常量名称 = 初始值;

int main() { 
    // 字面量
    cout << 1 << " 是一个整型字面量" << endl;
    cout << 0.5 << " 是一个浮点型字面量" << endl;
    cout << 'a' << " 是一个字符型字面量" << endl;
    cout << "这句话就是一个字符串型字面量\n" << endl;
    
    // 定义符号常量表示可乐单价
    const int kCokePrice = 5;
    // 定义符号常量表示爆米花的单价
    int const kPopcornPrice = 10;
    
    // 将可乐与爆米花的单价分别打印在屏幕上，并且加上提示信息
    cout << "CokePrice is: " << kCokePrice << endl;
    cout << "PopcornPrice is: " << kPopcornPrice << endl;
    
    return 0;
}