黑马程序员C++基础入门(一)——C++初识 - 变量类型 - 运算符
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1 C++初识
1.1 第一个C++程序
编写一个C++程序总共分为4个步骤
- 创建项目
- 创建文件
- 编写代码
- 运行程序
1.1.1 创建项目
Visual Studio是用来编写C++程序的主要工具，先将它打开。
1.1.2 创建文件
右键源文件，选择添加 -> 新建项。
给C++文件起个名称，然后点击添加即可。
1.1.3 编写代码"Hello world"
#include 1.1.4 运行程序
1.2 注释
作用：在代码中加一些说明和解释，方便自己或其他程序员阅读代码
两种格式
1、单行注释：// 描述信息
- 通常放在一行代码的上方，或者一条语句的末尾，对该行代码说明
- 快捷键：
ctrl+k+c
2、多行注释： /* 描述信息 */
/* main是一个程序的入口，每个程序都有一个main函数，有且仅有一个*/
- 通常放在一段代码的上方，对该段代码做整体说明
提示：编译器在编译代码时，会忽略注释的内容
visual studio源文件中只能有一个main函数
1.3 变量
作用：给一段指定的内存空间起名，方便操作这段内存。
语法：数据类型 变量名 = 初始值;
示例：
#include 注意： C++在创建变量时，必须给变量一个初始值，否则会报错。
每段内存都会有一个地址编号，十六进制，缺点是如果编号太多不方便记录。
1.4 常量
作用：用于记录程序中不可更改的数据。
C++定义常量两种方式：
1、#define 宏常量： #define 常量名 常量值
- 通常在文件上方定义，表示一个常量。
2、const修饰的变量 const 数据类型 常量名 = 常量值;
- 通常在变量定义前加关键字const，修饰该变量为常量，不可修改。
示例：
//1、宏常量
#define day 7
int main() {
cout << "一周里总共有 " << day << " 天" << endl;
//day = 8; //报错，宏常量不可以修改
//2、const修饰变量
const int month = 12;
cout << "一年里总共有 " << month << " 个月份" << endl;
//month = 24; //报错，常量是不可以修改的
system("pause");
return 0;
}
1.5 关键字
作用： 关键字是C++中预先保留的单词（标识符）。
- 在定义变量或者常量时候，不要用关键字。
C++关键字如下：
| asm | do | if | return | typedef |
|---|---|---|---|---|
| auto | double | inline | short | typeid |
| bool | dynamic_cast | int | signed | typename |
| break | else | long | sizeof | union |
| case | enum | mutable | static | unsigned |
| catch | explicit | namespace | static_cast | using |
| char | export | new | struct | virtual |
| class | extern | operator | switch | void |
| const | false | private | template | volatile |
| const_cast | float | protected | this | wchar_t |
| continue | for | public | throw | while |
| default | friend | register | true | |
| delete | goto | reinterpret_cast | try |
提示：在给变量或者常量起名称时候，不要用C++的关键字，否则会产生歧义。
1.6 标识符命名规则
作用：C++规定给标识符（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、下划线组成
- 第一个字符必须为字母或下划线
- 标识符中字母区分大小写
建议： 给标识符命名时，争取做到见名知意的效果，方便自己和他人的阅读
2 数据类型
C++规定在创建一个变量或者常量时，必须要指定出相应的数据类型，否则无法给变量分配内存。
2.1 整型
作用：整型变量表示的是整数类型的数据。
C++中能够表示整型的类型有以下几种方式，区别在于所占内存空间不同：
| 数据类型 | 占用空间 | 取值范围 |
|---|---|---|
| short(短整型) | 2字节 | ( − 2 15 ∼ 2 15 − 1 -2^{15} \sim 2^{15}-1 −215∼215−1) |
| int(整型) | 4字节 | ( − 2 31 ∼ 2 31 − 1 -2^{31} \sim 2^{31}-1 −231∼231−1) |
| long(长整形) | Windows为4字节， Linux为4字节(32位)，8字节(64位) |
( − 2 31 ∼ 2 31 − 1 -2^{31} \sim 2^{31}-1 −231∼231−1) |
| long long(长长整形) | 8字节 | ( − 2 63 ∼ 2 63 − 1 -2^{63} \sim 2^{63}-1 −263∼263−1) |
2.2 sizeof关键字
作用： 利用sizeof关键字可以统计数据类型所占内存大小（字节数）
语法： sizeof( 数据类型 / 变量) 或 sizeof 表达式
示例：
int main() {
cout << "short 类型所占内存空间为： " << sizeof(short) << endl;
cout << "int 类型所占内存空间为： " << sizeof(int) << endl;
cout << "long 类型所占内存空间为： " << sizeof(long) << endl;
cout << "long long 类型所占内存空间为： " << sizeof(long long) << endl;
system("pause");
return 0;
}
整型结论：short < int <= long <= long long
#include //32位输出结果
bool: 1
char: 1
unsigned char: 1
signed char: 1
short int: 2
unsigned short int: 2
signed short int: 2
int: 4
unsigned int: 4
signed int: 4
long int: 4
unsigned long int: 4
signed long int: 4
long long int: 8
unsigned long long int: 8
signed long long int: 8
float: 4
long float: 8
double: 8
long double: 8
bool指针: 4
char指针: 4
unsigned char指针: 4
signed char指针: 4
short int指针: 4
unsigned short int指针: 4
signed short int指针: 4
int指针: 4
unsigned int指针: 4
signed int指针: 4
long int指针: 4
unsigned long int指针: 4
signed long int指针: 4
long long int指针: 4
unsigned long long int指针: 4
signed long long int指针: 4
float指针: 4
double指针: 4
//64位输出结果
bool: 1
char: 1
unsigned char: 1
signed char: 1
short int: 2
unsigned short int: 2
signed short int: 2
int: 4
unsigned int: 4
signed int: 4
long int: 4
unsigned long int: 4
signed long int: 4
long long int: 8
unsigned long long int: 8
signed long long int: 8
float: 4
long float: 8
double: 8
long double: 8
bool指针: 8
char指针: 8
unsigned char指针: 8
signed char指针: 8
short int指针: 8
unsigned short int指针: 8
signed short int指针: 8
int指针: 8
unsigned int指针: 8
signed int指针: 8
long int指针: 8
unsigned long int指针: 8
signed long int指针: 8
long long int指针: 8
unsigned long long int指针: 8
signed long long int指针: 8
float指针: 8
double指针: 8
结论：
- 除指针类型外，基本类型所占字节大小在32位和64位系统中保持一致；无论是指向哪种基本类型的指针，在32位系统下均占用4字节内存，在64位系统下均占用8字节内存；
- int 类型有三种：short int（2字节）、long int（4字节）、long long int（8字节），我们通常使用的int与long int相同，都占用4字节；
- long float是以前的C语言(传统C语言)用的类型，与 double 同义，在老式的C语言编译器可能会允许该类型，但现在已经被 double 替换掉，C89标准就已经删除了该类型，因此在比较新的C编译器用这个类型时，编译可能会报错。不建议用这个类型，用 double 替换。
- 在标准中，并没有规定long一定要比int长，也没有规定short要比int短。标准时这么说的:长整型至少和整型一样长，整型至少和短整型一样长。这个的规则同样适用于浮点型long double至少和double一样长，double至少和float一样长。至于如何实现要看编译器厂商。
2.3 实型（浮点型）
作用：用于表示小数
浮点型变量分为两种：
- 单精度float
- 双精度double
两者的区别在于表示的有效数字（包括整数和小数）范围不同。
| 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 |
示例：
int main() {
float f1 = 3.14f;
// f 表示“float”，编译器默认double，不加“f”表示这个步骤需要将双精度转换为单精度，加“f”表示定义一个单精度
double d1 = 3.14;
cout << f1 << endl;
cout << d1<< endl;
cout << "float sizeof = " << sizeof(f1) << endl;
cout << "double sizeof = " << sizeof(d1) << endl;
//科学计数法
float f2 = 3e2; // 3 * 10 ^ 2
cout << "f2 = " << f2 << endl;
float f3 = 3e-2; // 3 * 0.1 ^ 2
cout << "f3 = " << f3 << endl;
system("pause");
return 0;
}
默认情况下，输出一个小数，系统最多输出6位有效数字。
2.4 字符型
作用： 字符型变量用于显示单个字符
语法：char ch = 'a';
注意1：在显示字符型变量时，用单引号将字符括起来，不要用双引号
注意2：单引号内只能有一个字符，不可以是字符串
- C和C++中字符型变量只占用1个字节。
- 字符型变量并不是把字符本身放到内存中存储，而是将对应的ASCII编码放入到存储单元
示例：
int main() {
char ch = 'a';
cout << ch << endl;
cout << sizeof(char) << endl;
//ch = "abcde"; //错误，不可以用双引号
//ch = 'abcde'; //错误，单引号内只能引用一个字符
cout << (int)ch << endl; //查看字符a对应的ASCII码
ch = 97; //可以直接用ASCII给字符型变量赋值
cout << ch << endl;
system("pause");
return 0;
}
ASCII码表格：
| ASCII值 | 控制字符 | ASCII值 | 字符 | ASCII值 | 字符 | ASCII值 | 字符 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | NUT | 32 | (space) | 64 | @ | 96 | 、 |
| 1 | SOH | 33 | ! | 65 | A | 97 | a |
| 2 | STX | 34 | " | 66 | B | 98 | b |
| 3 | ETX | 35 | # | 67 | C | 99 | c |
| 4 | EOT | 36 | $ | 68 | D | 100 | d |
| 5 | ENQ | 37 | % | 69 | E | 101 | e |
| 6 | ACK | 38 | & | 70 | F | 102 | f |
| 7 | BEL | 39 | , | 71 | G | 103 | g |
| 8 | BS | 40 | ( | 72 | H | 104 | h |
| 9 | HT | 41 | ) | 73 | I | 105 | i |
| 10 | LF | 42 | * | 74 | J | 106 | j |
| 11 | VT | 43 | + | 75 | K | 107 | k |
| 12 | FF | 44 | , | 76 | L | 108 | l |
| 13 | CR | 45 | - | 77 | M | 109 | m |
| 14 | SO | 46 | . | 78 | N | 110 | n |
| 15 | SI | 47 | / | 79 | O | 111 | o |
| 16 | DLE | 48 | 0 | 80 | P | 112 | p |
| 17 | DCI | 49 | 1 | 81 | Q | 113 | q |
| 18 | DC2 | 50 | 2 | 82 | R | 114 | r |
| 19 | DC3 | 51 | 3 | 83 | S | 115 | s |
| 20 | DC4 | 52 | 4 | 84 | T | 116 | t |
| 21 | NAK | 53 | 5 | 85 | U | 117 | u |
| 22 | SYN | 54 | 6 | 86 | V | 118 | v |
| 23 | TB | 55 | 7 | 87 | W | 119 | w |
| 24 | CAN | 56 | 8 | 88 | X | 120 | x |
| 25 | EM | 57 | 9 | 89 | Y | 121 | y |
| 26 | SUB | 58 | : | 90 | Z | 122 | z |
| 27 | ESC | 59 | ; | 91 | [ | 123 | { |
| 28 | FS | 60 | < | 92 | / | 124 | | |
| 29 | GS | 61 | = | 93 | ] | 125 | } |
| 30 | RS | 62 | > | 94 | ^ | 126 | ` |
| 31 | US | 63 | ? | 95 | _ | 127 | DEL |
ASCII 码大致由以下两部分组成：
- ASCII 非打印控制字符： ASCII 表上的数字 0-31 分配给了控制字符，用于控制像打印机等一些外围设备。
- ASCII 打印字符：数字 32-126 分配给了能在键盘上找到的字符，当查看或打印文档时就会出现。
2.5 转义字符
作用： 用于表示一些不能显示出来的ASCII字符
现阶段我们常用的转义字符有： \n \\ \t
| 转义字符 | 含义 | ASCII码值（十进制） |
|---|---|---|
| \a | 警报 | 007 |
| \b | 退格(BS) ，将当前位置移到前一列 | 008 |
| \f | 换页(FF)，将当前位置移到下页开头 | 012 |
| \n | 换行(LF) ，将当前位置移到下一行开头 | 010 |
| \r | 回车(CR) ，将当前位置移到本行开头 | 013 |
| \t | 水平制表(HT) （跳到下一个TAB位置） | 009 |
| \v | 垂直制表(VT) | 011 |
| \\ | 代表一个反斜线字符"\" | 092 |
| ’ | 代表一个单引号（撇号）字符 | 039 |
| " | 代表一个双引号字符 | 034 |
| ? | 代表一个问号 | 063 |
| \0 | 数字0 | 000 |
| \ddd | 8进制转义字符，d范围0~7 | 3位8进制 |
| \xhh | 16进制转义字符，h范围0~9，a~f，A~F | 3位16进制 |
示例：
int main() {
cout << "\\" << endl;
cout << "\tHello" << endl;
cout << "\n" << endl;
system("pause");
return 0;
}
2.6 字符串型
作用：用于表示一串字符
两种风格
- C风格字符串：
char 变量名[] = "字符串值"
示例：
int main() {
char str1[] = "hello world";
cout << str1 << endl;
system("pause");
return 0;
}
注意：C风格的字符串带有中括号，用双引号括起来
- C++风格字符串：
string 变量名 = "字符串值"
示例：
int main() {
string str = "hello world";
cout << str << endl;
system("pause");
return 0;
}
注意：C++风格字符串，需要加入头文件 #include
2.7 布尔类型 bool
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类型占1个字节大小
示例：
int main() {
bool flag = true;
cout << flag << endl; // 1
flag = false;
cout << flag << endl; // 0
cout << "size of bool = " << sizeof(bool) << endl; //1
system("pause");
return 0;
}
2.8 数据的输入
作用：用于从键盘获取数据
关键字： cin
语法： cin >> 变量
示例：
int main(){
//整型输入
int a = 0;
cout << "请输入整型变量：" << endl;
cin >> a;
cout << a << endl;
//浮点型输入
double d = 0;
cout << "请输入浮点型变量：" << endl;
cin >> d;
cout << d << endl;
//字符型输入
char ch = 0;
cout << "请输入字符型变量：" << endl;
cin >> ch;
cout << ch << endl;
//字符串型输入
string str = "hello";
cout << "请输入字符串型变量：" << endl;
cin >> str;
cout << str << endl;
//布尔类型输入
bool flag = true;
cout << "请输入布尔型变量：" << endl;
cin >> flag; // bool类型只要值不为0都为真
cout << flag << endl;
system("pause");
return EXIT_SUCCESS;
}
3 运算符
作用： 用于执行代码的运算
本章主要讲解以下几类运算符：
| 运算符类型 | 作用 |
|---|---|
| 算术运算符 | 用于处理四则运算 |
| 赋值运算符 | 用于将表达式的值赋给变量 |
| 比较运算符 | 用于表达式的比较，并返回一个真值或假值 |
| 逻辑运算符 | 用于根据表达式的值返回真值或假值 |
3.1 算术运算符
作用：用于处理四则运算
算术运算符包括以下符号：
| 运算符 | 术语 | 示例 | 结果 |
|---|---|---|---|
| + | 正号 | +3 | 3 |
| - | 负号 | -3 | -3 |
| + | 加 | 10 + 5 | 15 |
| - | 减 | 10 - 5 | 5 |
| * | 乘 | 10 * 5 | 50 |
| / | 除 | 10 / 5 | 2 |
| % | 取模(取余) | 10 % 3 | 1 |
| ++ | 前置递增 | a=2; b=++a; | a=3; b=3; |
| ++ | 后置递增 | a=2; b=a++; | a=3; b=2; |
| – | 前置递减 | a=2; b=–a; | a=1; b=1; |
| – | 后置递减 | a=2; b=a–; | a=1; b=2; |
示例1：
//加减乘除
int main() {
int a1 = 10;
int b1 = 3;
cout << a1 + b1 << endl;
cout << a1 - b1 << endl;
cout << a1 * b1 << endl;
cout << a1 / b1 << endl; // 结果为 3，两个整数相除结果依然是整数
int a2 = 10;
int b2 = 20;
cout << a2 / b2 << endl;
int a3 = 10;
int b3 = 0;
//cout << a3 / b3 << endl; //报错，除数不可以为0
//两个小数可以相除
double d1 = 0.5;
double d2 = 0.22;
cout << d1 / d2 << endl; // 运算的结果为小数
system("pause");
return 0;
}
总结： 在除法运算中，除数不能为0
示例2：
//取模
int main() {
int a1 = 10;
int b1 = 3;
cout << 10 % 3 << endl; // 1
int a2 = 10;
int b2 = 20;
cout << a2 % b2 << endl; // 10
int a3 = 10;
int b3 = 0;
//cout << a3 % b3 << endl; // 取模运算时，除数也不能为0
//两个小数不可以取模
double d1 = 3.14;
double d2 = 1.1;
//cout << d1 % d2 << endl;
system("pause");
return 0;
}
总结： 只有整型变量可以进行取模运算
示例3：
//递增
int main() {
//后置递增
int a = 10;
a++; //等价于a = a + 1
cout << a << endl; // 11
//前置递增
int b = 10;
++b;
cout << b << endl; // 11
//区别
//前置递增先对变量进行++，再计算表达式
int a2 = 10;
int b2 = ++a2 * 10;
cout << b2 << endl; // 110，a2 = 11
//后置递增先计算表达式，后对变量进行++
int a3 = 10;
int b3 = a3++ * 10;
cout << b3 << endl; // 100，a3 = 11
system("pause");
return 0;
}
总结： 前置递增先对变量进行++，再计算表达式，后置递增相反
3.2 赋值运算符
作用： 用于将表达式的值赋给变量
赋值运算符包括以下几个符号：
| 运算符 | 术语 | 示例 | 结果 |
|---|---|---|---|
| = | 赋值 | a=2; b=3; | a=2; b=3; |
| += | 加等于 | a=0; a+=2; | a=2; |
| -= | 减等于 | a=5; a-=3; | a=2; |
| *= | 乘等于 | a=2; a*=2; | a=4; |
| /= | 除等于 | a=4; a/=2; | a=2; |
| %= | 模等于 | a=3; a%2; | a=1; |
示例：
int main() {
//赋值运算符
// =
int a = 10;
a = 100;
cout << "a = " << a << endl;
// +=
a = 10;
a += 2; // a = a + 2;
cout << "a = " << a << endl;
// -=
a = 10;
a -= 2; // a = a - 2
cout << "a = " << a << endl;
// *=
a = 10;
a *= 2; // a = a * 2
cout << "a = " << a << endl;
// /=
a = 10;
a /= 2; // a = a / 2;
cout << "a = " << a << endl;
// %=
a = 10;
a %= 2; // a = a % 2;
cout << "a = " << a << endl;
system("pause");
return 0;
}
3.3 比较运算符
作用： 用于表达式的比较，并返回一个真值或假值
比较运算符有以下符号：
| 运算符 | 术语 | 示例 | 结果 |
|---|---|---|---|
| == | 相等于 | 4 == 3 | 0 |
| != | 不等于 | 4 != 3 | 1 |
| < | 小于 | 4 < 3 | 0 |
| > | 大于 | 4 > 3 | 1 |
| <= | 小于等于 | 4 <= 3 | 0 |
| >= | 大于等于 | 4 >= 1 | 1 |
示例：
int main() {
int a = 10;
int b = 20;
cout << (a == b) << endl; // 0 ，有优先级
cout << (a != b) << endl; // 1
cout << (a > b) << endl; // 0
cout << (a < b) << endl; // 1
cout << (a >= b) << endl; // 0
cout << (a <= b) << endl; // 1
system("pause");
return 0;
}
注意：C和C++ 语言的比较运算中， “真”用数字“1”来表示， “假”用数字“0”来表示。
3.4 逻辑运算符
作用： 用于根据表达式的值返回真值或假值
逻辑运算符有以下符号：
| 运算符 | 术语 | 示例 | 结果 |
|---|---|---|---|
| ! | 非 | !a | 如果a为假，则!a为真； 如果a为真，则!a为假。 |
| && | 与 | a && b | 如果a和b都为真，则结果为真，否则为假。 |
| || | 或 | a || b | 如果a和b有一个为真，则结果为真，二者都为假时，结果为假。 |
示例1： 逻辑非
//逻辑运算符 --- 非
int main() {
int a = 10;
cout << !a << endl; // 0
cout << !!a << endl; // 1
system("pause");
return 0;
}
总结：逻辑非运算符总结： 真变假，假变真
示例2： 逻辑与
//逻辑运算符 --- 与
int main() {
int a = 10;
int b = 10;
cout << (a && b) << endl; // 1
a = 10;
b = 0;
cout << (a && b) << endl; // 0
a = 0;
b = 0;
cout << (a && b) << endl; // 0
system("pause");
return 0;
}
总结：逻辑与运算符总结： 同真为真，其余为假
示例3： 逻辑或
//逻辑运算符 --- 或
int main() {
int a = 10;
int b = 10;
cout << (a || b) << endl; // 1
a = 10;
b = 0;
cout << (a || b) << endl; // 1
a = 0;
b = 0;
cout << (a || b) << endl; // 0
system("pause");
return 0;
}
逻辑或运算符总结： 同假为假，其余为真