C++学习笔记

P.S. 本文适合有C语言基础的同学阅读。(基于黑马程序员的视频),为了个人比赛需求只学习了相关部分的内容,有需求的朋友请自行查找其他资料。

https://www.bilibili.com/video/BV1et411b73Z/?p=32&spm_id_from=pageDriver&vd_source=48f2a70c1e000858190430d0120f6823

C++基础入门

1 初识C++

1.1 C++关键字

C++学习笔记_第1张图片

注意:在给变量或者常量起名称时候,不要用C++得关键字,否则会产生歧义

1.2 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++规定在创建一个变是或者常显时,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:

C++学习笔记_第2张图片

语法:数据类型 变量名 =  变量初始量        ->        int a = 10;

数据类型存在的意义:给变量分配合适的内存空间,避免造成资源浪费。

C++学习笔记_第3张图片

C++学习笔记_第4张图片

short(短整型)        ->        -32768 ~ 32767 

当变量的值超过了该数据类型的范围,数据就无法正常显示。突破上限则会返回下限,如:short num1 = 32768,此时将num1的值输出,输出结果会变为-32768;反之突破下限就会返回上限。

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

语法:sizeof(数据类型 / 变量)

示例:

int main()
{
    cout << "short 类型所占内存空间为:" << sizeof(short) << end1;

    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 << sizeof(long long) << endl;cout <<"long long 类型所占内存空间为:

    system("pause");

    return 0;
}

整型结论:short < int <= long <= long long

2.3 实型(浮点型)

作用::用于表示小数

浮点型变量分为两种:①单精度float        ②双精度double

两者的区别在于表示的有效数字范围不同。

示例:

int main()
{
    float f1 = 3.14f;    //f只是用于标记float的
    double d1 = 3.14;

    cout << f1 << endl;
    count << d1 << endl;
}

科学计数法的表示方法:

//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;

2.4 字符型

2.4.1 字符型变量

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;
    cout << ch << endl;

    return 0;
}
2.4.2 ASCII码表

ASCIl 非打印控制字符:ASCI 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

需要特殊记忆的ASCII码值:a -> 97        A -> 65

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(可以整齐地输出数据)

C++学习笔记_第5张图片

示例:

int main()
{
    cout << "\n" << endl;
    cout << "\\" << endl;
    cout << "\theloo" << endl;

    return 0;
}

2.6 字符串型

作用:用于表示一串字符

两种风格:

1. **C风格字符串** :char 变量名[ ] = "字符串值"(我用的Visual Studio2019用不了)

示例:

int main()
{
    char str1[] = "hello world";
    cout << str1 << endl;
    
    return 0;
}

注意事项1:char 字符串名 [ ]
注意事项2:等号后面 要用双引号将字符串括起来

2. 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;
    
    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
    
    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() 
{
    //1、整型
	int a = 0;
	cout << "请给整型变量a赋值:" << endl;
	cin >> a;
	cout << "整型变量a = " << a << endl;

	//2、浮点型
	float f = 3.14f;
	cout << "请给浮点型变量f赋值:" << endl;
	cin >> f;
	cout << "浮点型变量f = " << f << endl;
	
	//3、字符型
	char ch = 'a';
	cout << "请给字符型变量ch赋值:" << endl;
	cin >> ch;
	cout << "字符型变量ch = " << ch << endl;

	//4、字符串型
	string str = "hello";
	cout << "请给字符串str赋值:" << endl;
	cin >> str;
	cout << "字符串str = " << str << endl;

	//5、布尔类型
	bool flag = false;
	cout << "请给布尔类型flag赋值:" << endl;
	cin >> flag;
	cout << "布尔类型flag = " << flag << endl;

	return 0;
}

注意:bool类型只要是非0的值都代表真

3 运算符

作用:用于执行代码的运算

本章我们主要讲解以下几类运算符:

C++学习笔记_第6张图片

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:

C++学习笔记_第7张图片

1. 加减乘除运算:

C++学习笔记_第8张图片

示例: 

#include
using namespace std;

int main()
{
	//加减乘除
	int a1 = 10;
	int b1 = 3;

	cout << a1 + b1 << endl;
	cout << a1 - b1 << endl;
	cout << a1 * b1 << endl;
	cout << a1 / b1 << endl;	//两个整数相除,结果依然是整数,将小数部分去除

	int a2 = 10;
	int b2 = 20;

	cout << a2 / b2 << endl;

	int a3 = 10;
	int b3 = 0;

	//cout << a3 /b3 << endl; //错误!两个数相除,除数不可以为0

	//两个小数可以相除
	double d1 = 0.2;
	double d2 = 0.22;
	cout << d1 / d2 << endl; //运算的结果也可以是小数

	return 0;
}

2. 取模运算:也就是取余数

C++学习笔记_第9张图片

 示例:

//取模
int main()
{
    int a1 = 10;
    int b1 = 3;
    
    cout << 10 % 3 << endl;

    int a2 = 10;
    int b2 = 20;

    cout << a2 % b2 << endl;

    int a3 = 10;
    int b3 = 8;

    //cout << a3 % b3 << endl; //取模运算时,除数也不能为

    //两个小数不可以取模
    double d1 = 3.14;
    double d2 = 1.1;
    
    //cout << d1 % d2 << endl;

    return 0;

}

总结:

        只有整型变量能够进行取模运算。

3. 递增递减运算符

C++学习笔记_第10张图片

示例:

#include
using namespace std;

int main()
{
	//1、前置递增
	int a = 10;
	++a;	//让变量+1
	cout << "a = " << a << endl;

	//2、后置递增
	int b = 10;
	b++;	//让变量+1
	cout << "b = " << endl;

	//3、前置和后置的区别
	//前置递增 先让变量+1 然后进行表达式运算
	int a2 = 10;
	int b2 = ++a2 * 10;
	cout << "a2 = " << a2 << endl;
	cout << "b2 = " << b2 << endl;

	//后置递增 先进行表达式运算,后让变量+1
	int a3 = 10;
	int b3 = a3++ * 10;
	cout << "a3 = " << a3 << endl;
	cout << "b3 = " << b3 << endl;

	return 0;
}

3.2 赋值运算符

作用:用于将表达式的值赋值给变量

赋值运算符包括以下几个符号:

C++学习笔记_第11张图片

示例: 

#include
using namespace std;
int main()
{
    //赋值运算符

    // =
    int a = 10;
    a=100;
    cout << "a" << a << endl;    //100

    // +=
    a = 10;
    a += 2;    // a = a + 2;
    cout << "a" << a << endl;    //12

    // -=
    a = 10;
    a -= 2;    // a = a - 2;
    cout << "a" << a << endl;    //8

    // *=
    a = 10;
    a *= 2;    // a = a * 2;
    cout << "a" << a << endl;    //20

    // /=
    a = 10;
    a /= 2;    // a = a / 2;
    cout << "a" << a << endl;    //5

    // %=
    a = 10;
    a %= 2;    // a = a % 2;
    cout << "a" << a << endl;    //0

    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:

C++学习笔记_第12张图片

#include
using namespace std;
int main()
{
    //比较运算符
    int a = 10;
    int b = 20;

    // ==
    cout << (a == b) << endl;    //0
    
    // !=
    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

    return 0;
}

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:

C++学习笔记_第13张图片

示例1:逻辑非( ! )

#include
using namespace std;
int main()
{
    //逻辑运算符 非
    int a = 10;
    //在C++中 除了0 都为真
    cout << !a << endl;    //0

    cout << !!a << endl;    //1

    return 0;
}

总结:真变假,假变真。

示例2:逻辑与( && )

#include
using namespace std;
int main()
{
    //逻辑运算符——与 &&
    int a = 10;
    int b = 10;

    cout << (a && b) << endl;    //1

    a = 0;
    b = 10;

    cout << (a && b) << endl;    //0

    a = 0;
    b = 0;

    cout << (a && b) << endl;    //0

    return 0;
}

逻辑运算符总结同真为真,其余为假

示例3:逻辑或( || )

#include
using namespace std;
int main()
{
    //逻辑运算符——或 ||
    int a = 10;
    int b = 10;

    cout << (a || b) << endl;    //1

    a = 0;
    b = 10;

    cout << (a || b) << endl;    //1

    a = 0;
    b = 0;

    cout << (a || b) << endl;    //0

    return 0;
}

逻辑运算符总结:同假为假,同真为真

4 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:依据条件是否满足,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

4.1 选择结构

4.1.1  if语句

作用:执行满足条件的语句

f语句的三种形式:

• 单行格式if语句

• 多行格式if语句

• 多条件的if语句

1、 单行格式if语句

if(  条件 ){ 条件满足执行的语句 }

C++学习笔记_第14张图片

示例:

#include
using namespace std;
int main()
{
    //选择结构 单行if语句
    //用户输入分数,如果大于600,视为考上一本大学,在屏幕上输出

    //1、用户输入分数
    int score = 0;
    cout << "请输入一个分数:" << endl;
    cin >> score;

    //2、打印用户输入的分数
    cout << "您输入的分数为:" << score << endl;

    //3、判断分数是否大于600,如果大于,那么输出
    //注意事项,if条件后面不要加分号
    if(score > 600)
    {
        cout << "恭喜你考上了一本大学" << endl;
    }

    return 0;
}

注意:if条件表达式后面不要加分号

2、多行格式的if语句

if( 条件 ){ 条件满足执行的语句 }else{ 条件不满足执行的语句 }

C++学习笔记_第15张图片

示例:

#include
using namespace std;
int main()
{
    //选择结构 单行if语句
    //用户输入分数,如果大于600,视为考上一本大学,在屏幕上输出
    //如果没考上一本大学,打印为考上一本大学

    //1、用户输入分数
    int score = 0;
    cout << "请输入一个分数:" << endl;
    cin >> score;

    //2、打印用户输入的分数
    cout << "您输入的分数为:" << score << endl;

    //3、判断分数是否大于600,如果大于600,打印考上一本,否则打印未考上
    if(score > 600)
    {
        cout << "恭喜你考上了一本大学!" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "很遗憾,你没有考上一本大学!" << endl;
    }

    return 0;
}

3、多条件的if语句

if( 条件1 ){ 条件1满足执行的语句 }else if( 条件2 ){ 条件2满足执行的语句 }...else{ 都不满足执行的语句 }

C++学习笔记_第16张图片

示例:

#include
using namespace std;
int main()
{
    //选择结构 单行if语句
    //用户输入分数,如果大于600,视为考上一本大学,在屏幕上输出
    //大于500,视为考上二本大学,在屏幕上输出
    //大于400,视为考上三本大学,在屏幕上输出
    //小于等于400分,视为未考上本科,在屏幕上输出

    //1、用户输入分数
    int score = 0;
    cout << "请输入一个分数:" << endl;
    cin >> score;

    //2、打印用户输入的分数
    cout << "您输入的分数为:" << score << endl;

    //3、判断
    //如果大于600,考上一本
    //如果大于500,考上二本
    //如果大于400,考上三本
    //如果前三个都没有满足,未考上本科
    {
        cout << "恭喜你考上了一本大学!" << endl;
    }
    else if(score > 500)
    {
        cout << "恭喜你考上了二本大学!" << endl;
    }
    else if(score > 400)
    {
         cout << "恭喜你考上了三本大学!" << endl;
    }
    else
    {
         cout << "未考上本科大学,请再接再厉!" << endl;
    }

    return 0;
}

4、嵌套if语句

在if语句中,可以嵌套使用if语句,达到更精确的条件判断

案例需求:

• 提示用户输入一个高考考试分数,根据分数做如下判断:

• 分数如果大于600分视为考上一本,大于500分考上二本,大于400考上三本,其余视为未考上本科;

• 在一本分数中,如果大于700分,考入北大,大于650分,考入清华,大于600考入人大。

示例:

#include
using namespace std;
int main()
{

/*
• 提示用户输入一个高考考试分数,根据分数做如下判断:

• 分数如果大于600分视为考上一本,大于500分考上二本,大于400考上三本,其余视为未考上本科;

• 在一本分数中,如果大于700分,考入北大,大于650分,考入清华,大于600考入人大。
*/
    //1、用户输入分数
    int score = 0;
    cout << "请输入一个分数:" << endl;
    cin >> score;

    //2、打印用户输入的分数
    cout << "您输入的分数为:" << score << endl;

    //3、判断
    // 如果大于600 一本
        // 大于700 本大
        // 大于650 清华
        // 其余    人大
    // 如果大于500 二本
    // 如果大于400 三本
    // 其余情况    未考上本科
    if(score > 600)
    {
        cout << "恭喜你考上了一本大学!" << endl;
        if(score > 700)
        {
             cout << "您能考入北京大学" << endl;
        }
        else if(score > 650)
        {
             cout << "您能考入清华大学" << endl;
        }
        else
        {
             cout << "您能考入人民大学" << endl;
        }
    }
    else if(score > 500)
    {
        cout << "恭喜你考上了二本大学!" << endl;
    }
    else if(score > 400)
    {
         cout << "恭喜你考上了三本大学!" << endl;
    }
    else
    {
         cout << "未考上本科大学,请再接再厉!" << endl;
    }

    return 0;
}
4.1.2 三目运算符

作用:通过三目运算符实现简单的判断

语法:表达式1 ? 表达式2 : 表达式3

解释:

如果表达式1的值为真,执行表达式2,并返回表达式2的结果;

如果表达式1的值为假,执行表达式3,并返回表达式3的结果。

示例:

#include
using namespace std;
int main()
{
    //三目运算符

    //创建三个变量 a b c
    //将a和b比较,将变量大的值赋值给变量c

    ina a = 10;
    int b = 20;
    int c = 0;

    c = (a > b ? a : b);

    cout << "c = " << c << endl

    //在C++中三木运算符返回的是变量,可以继续赋值
    (a > b ? a : b) = 100;

    cout << "a = " << a << endl;
    cout << "b = " << b << endl;
    cout << "c = " << c << endl;

    return 0;
}
4.1.3 switch语句

作用:执行多条件分支语句

语法:

switch(表达式)

{
    case 结果1: 执行语句;break;

    case 结果2: 执行语句;break;

    ...

    default: 执行语句;break;
}

示例:

#include
using namespace std;
int main()
{
    //switch语句
    //给电影进行打分
    //10 ~ 9 经典
    //8 ~ 7  非常好
    //6 ~ 5  一般
    //5以下  烂片

    //1、提示用户给电影评分
    cout << "请给电影进行打分" << endl;

    //2、用户开始进行打分
    int score = 0;
    cin >> score;
    cout << "您打的分数为:" << score << endl;
    
    //3、根据用户输入的分数来提示用户最后的结果
    switch(score)
    {
        case 10:
            cout << "您认为是经典电影" << endl;
        break;    //退出当前分支
        case 9:
            cout << "您认为是经典电影" << endl;
        break;
        case 8:
            cout << "您认为电影非常好" << endl;
        break;
        case 7:
            cout << "您认为电影非常好" << endl;
        break;
        case 6:
            cout << "您认为电影一般" << endl;
        break;
        case 5:
            cout << "您认为电影一般" << endl;
        break;
        default:
            cout << "您认为这是烂片" << endl;
        break;
    }

    return 0;

}

注意1:switch语句中表达式类型只能是整型或者字符型

注意2:case里如果没有break,那么程序会一直向下执行

总结:

switch 缺点:判断时只能是整型或者字符型,不可以是一个区间。

switch 优点:结构清晰,执行效率高。

4.2 循环结构

4.2.1 while循环语句

作用:满足循环条件,执行循环语句

语法:while( 循环条件 ){ 循环语句 }

解释:只要循环的条件结果为真,就执行循环语句

C++学习笔记_第17张图片

示例:

#include
using namespace std;
int main()
{
    //while循环
    //在屏幕中打印0~9是个数字
    int num = 0;

    //while()中填入循环条件
    //注意事项:写循环一定要避免死循环
    while(num < 10)
    {
        cout << num << endl;
        num++;
    }
    
    return 0;

}

注意:在执行循环语句时候,程序必须提供跳出循环的出口,否则出现死循环

练习:猜数字

案例描述:系统随机生成一个1到100之间的数字,玩家进行猜测,如果猜错,提示玩家数字过大或过小,如果猜对恭喜玩家胜利,并且退出游戏。

思路:

C++学习笔记_第18张图片

 代码:

#include
using namespace std;
//time系统时间头文件
#include 

int main()
{

    //添加随机数种子 利用当前系统时间生成随机数 防止每次随机数都一样
    srand((unsigned int)time(NULL));

    //1、系统生成随机数
    int num = rand() % 100 + 1;    //rand()%100+1 生成 0+1 ~ 99+1 随机数
    //cout << num << endl;

    //2、玩家进行猜测
    int val = 0;    //玩家输入的数据
    while(1)
    {
        cin >> val;
        
        //3、判断玩家的猜测
        //猜错 提示猜的结果过大或过小 重新返回第二步
        if(val > num)
        {
            cout << "猜测过大" << endl;
        }
        else if(val < num)
        {
            cout << "猜测过小" << endl;
        }
        else
        {
            cout << "恭喜您猜对了" << endl;
            //猜对 退出游戏
            break;    //break可以退出循环
        }
    
    }

    return 0;
}

注意:如果不添加随机数种子直接生成随机数,生成的均为伪随机数,每次生成的数是一样的。

4.2.2 do...while循环语句

作用: 满足循环条件,执行循环语句

语法: do{ 循环语句 } while(循环条件);

与while的区别:do...while会先执行一次循环语句,再判断循环条件

示例:

#include
using namespace std;

int main()
{
    //do...while语句
    //在屏幕中输出0到9这10个数字
    
    int num = 0;

    do
    {
        cout << num << endl;
        num++;

    } 
    while (num < 10);

    //do...while和while循环区别在于do...while会先执行一次循环语句

    return 0;
}

总结:与while循环区别在于,do...while先执行一次循环语句,再判断循环条件

练习案例:水仙花数

案例描述:水仙花数是指一个 3 位数,它的每个位上的数字的 3次幂之和等于它本身

例如:1^3 + 5^3+ 3^3 = 153

请利用do...while语句,求出所有3位数中的水仙花数

思路:

C++学习笔记_第19张图片

代码: 

#include
using namespace std;

int main()
{
    //1、先打印所有三位数
    int num = 100;
    
    do
    {
        //2、从所有三位数中找到水仙花数
        int a = 0;    //个位
        int b = 0;    //十位
        int c = 0;    //百位

        a = num % 10;    //获得数字的个位
        b = num / 10 % 10;    //获得数字的十位
        c = num / 100;    //获得数字的百位

        if(a*a*a + b*b*b + c*c*c == num)    //如果是水仙花数才打印
        {
            cout << num << endl;
        }
        num++;
    }
    while(num < 1000);
    
    return 0;
}

4.2.3 for循环语句

作用: 满足循环条件,执行循环语句

语法:for(起始表达式;条件表达式;末尾循环体) { 循环语句; }

示例:

#include
using namespace std;

int main()
{
    //for循环
    //从数字0 打印到 数字9

    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        cout << i << endl;
    }
    
    return 0;
}

详解:

C++学习笔记_第20张图片

注意:for循环中的表达式,要用分号进行分隔

总结:while , do...while, for都是开发中常用的循环语句,for循环结构比较清晰,比较常用

练习案例:敲桌子

案例描述:从1开始数到数字100, 如果数字个位含有7,或者数字十位含有7,或者该数字是7的倍数,我们打印敲桌子,其余数字直接打印输出。

思路:

C++学习笔记_第21张图片

#include
using namespace std;

int main()
{
    //敲桌子案例
    //1、先输出1~100
    for (int i = 1; i < 101; i++)
    {
        //2、从100个数字中找到特殊数字,打印“敲桌子”
        //如果是7的倍数、个位有7或者十位有7,打印敲桌子
        if(i % 7 == 0 || i % 10 == 7 || i / 10 ==7)
        {
            cout << "敲桌子" << endl;
        }
        else
        {
            cout << i << endl;
        }
        
    }
    
    return 0;
}

4.2.4 嵌套循环

作用: 在循环体中再嵌套一层循环,解决一些实际问题

例如我们想在屏幕中打印如下图片,就需要利用嵌套循环

C++学习笔记_第22张图片

 示例:

#include
using namespace std;

int main()
{

    //外层循环执行1次,内层循环执行1轮

    //外层循环
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        //内层循环
        for (int j = 0; j < 10; j++)
        {
            cout << "*" << " ";
        }
        cout << endl;
    }

    return 0;
}

练习案例:乘法口诀表

案例描述:利用嵌套循环,实现九九乘法表

思路:

列数 * 行数 = 计算结果

列数 <= 当前的行数

代码:

#include
using namespace std;

int main()
{
    //乘法口诀表

    //打印行数
    for(int i = 1; i <= 9; i++)
    {
        for(int j = 1; j <= i; j++)
        {
            cout << j << "*" << i << "=" << j*i << " ";
        }
        cout << endl;
    }

    return 0;
}

4.3 跳转语句

4.3.1 break语句

作用: 用于跳出选择结构或者循环结构

break使用的时机:

• 出现在switch条件语句中,作用是终止case并跳出switch

• 出现在循环语句中,作用是跳出当前的循环语句

• 出现在嵌套循环中,跳出最近的内层循环语句

示例1(switch语句中):

#include
using namespace std;

int main()
{

    //break的使用时机

    //1、出现在switch语句中

    cout << "请选择副本难度" << endl;
    cout << "1、普通" << endl;
    cout << "2、中等" << endl;
    cout << "3、困难" << endl;

    int select = 0;

    cin >> select;

    switch (select)
    {
        case 1:
            cout << "您选择的是普通难度" << endl;
            break;    //退出switch语句
        case 2:
            cout << "您选择的是中等难度" << endl;
            break;
        case 3:
            cout << "您选择的是困难难度" << endl;
            break;
        default:
            break;
    }


    return 0;
}

示例2(循环语句中):

#include
using namespace std;

int main()
{

    //break的使用时机

    //2、出现在循环语句中
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        //如果i等于5,退出循环,不再打印
        if (i == 5)
        {
            break;  //退出循环
        }
        cout << i << endl;
    }


    return 0;
}

示例3(嵌套循环语句中):

#include
using namespace std;

int main()
{

    //break的使用时机

    //3、出现在嵌套循环语句中
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        //内层循环
        for (int j = 0; j < 10; j++)
        {
            if (j == 5)
            {
                break;  //退出内层循环
            }
            cout << "*" << " ";
        }
        cout << endl;
    }

    return 0;
}
4.3.2 continue语句

作用:循环语句中,跳过本次循环中余下尚未执行的语句,继续执行下一次循环

示例:

#include
using namespace std;

int main()
{
    for (int i = 0; i <= 100; i++)
    {
        //如果是奇数输出,偶数不输出
        if (i % 2 == 0)
        {
            continue;    //可以筛选条件,执行到此就不在向下执行,执行下一次循环
            //break会退出循环,而continue不会
        }
        cout << i << endl;
    }

    return 0;
}

注意:continue并没有使整个循环终止,而break会跳出循环

4.3.3 goto语句

作用:可以无条件跳转语句

语法: goto 标记;

解释:如果标记的名称存在,执行到goto语句时,会跳转到标记的位置

图示:

C++学习笔记_第23张图片

示例:

#include
using namespace std;

int main()
{
    //goto语句

    cout << "1、xxxx" << endl;

    goto FLAG;

    cout << "2、xxxx" << endl;
    cout << "3、xxxx" << endl;
    cout << "4、xxxx" << endl;

    FLAG:

    cout << "5、xxxx" << endl;

    system("pause");

    return 0;
}

注意:在程序中不建议使用goto语句,以免造成程序流程混乱

5 数组

5.1 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

特点1:数组中的每个数据元素都是相同的数据类型

特点2:数组是由连续的内存位置组成的

5.2 一维数组

5.2.1 一维数组定义方式

一维数组定义的三种方式:

        1、数据类型 数组名[ 数组长度 ];

        2、数据类型 数组名[ 数组长度 ] = { 值1,值2 ...};

        3、数据类型 数组名[ ] = { 值1,值2 ...};

图示:

C++学习笔记_第24张图片

示例:

#include
using namespace std;

int main()
{
    //数组

    /*
        1、数据类型 数组名[ 数组长度 ];

        2、数据类型 数组名[ 数组长度 ] = { 值1,值2 ...};

        3、数据类型 数组名[ ] = { 值1,值2 ...};
    */

    //1、数据类型 数组名[ 数组长度 ];
    //数组元素的下标是从0开始索引的
    int arr[5];
    arr[0] = 10;
    arr[1] = 20;
    arr[2] = 30;
    arr[3] = 40;
    arr[4] = 50;

    //访问数据元素
    cout << arr[0] << endl;
    cout << arr[1] << endl;
    cout << arr[2] << endl;
    cout << arr[3] << endl;
    cout << arr[4] << endl;

    //2、数据类型 数组名[ 数组长度 ] = { 值1,值2 ...};
    //如果在初始化数据的时候,没有全部填写玩,会用0来填补剩余数据
    int arr2[5] = { 10,20,30 };

    /*
    cout << arr2[0] << endl;
    cout << arr2[1] << endl;
    cout << arr2[2] << endl;
    cout << arr2[3] << endl;
    cout << arr2[4] << endl;
    */

    //利用循环输出数组中的元素
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        cout << arr2[i] << endl;
    }

    //3、数据类型 数组名[ ] = { 值1,值2 ...};
    //定义数组的时候,必须有初始的长度
    int arr3[] = { 90,80,70,60,50,40,30,20,10 };

    for (int i = 0; i < 9; i++)
    {
        cout << arr3[i] << endl;
    }


    return 0;
}

总结1:数组名的命名规范与变量名命名规范一致,不要和变量重名

总结2:数组中下标是从0开始索引

5.2.2 一维数组数组名

一维数组名称的用途

        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

图示:

C++学习笔记_第25张图片

示例:

#include
using namespace std;

int main()
{
    //数组名的用途
    //1、可以统计整个数组在内存中的长度
    int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
    cout << "整个数组占用内存空间为:" << sizeof(arr) << endl;
    cout << "每个元素占用的内存空间为:" << sizeof(arr[0]) << endl;
    cout << "数组中元素个数为:" << sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) << endl;

    //2、可以获取数组在内存中的首地址
    cout << "数组首地址为:" << (int)arr << endl;
    cout << "数组中第一个元素的地址为:" << (int)&arr[0] << endl;
    cout << "数组中第二个元素的地址为:" << (int)&arr[1] << endl;

    //arr = 100 错误
    //数组名是常量,不可以进行赋值操作
 

    return 0;
}

练习案例1:五只小猪称体重

案例描述:

在一个数组中记录了五只小猪的体重,如:int arr[5] = {300,350,200,400,250};

找出并打印最重的小猪体重。

思路:(擂台算法)

C++学习笔记_第26张图片

代码:

#include
using namespace std;

int main()
{
    //五只小猪称体重

    //1、创建5值小猪体重的数组
    int arr[5] = { 300,350,200,400,250 };

    //2、从数组中找到最大值
    int max = 0;    //先认定一个最大值为0
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        //cout << arr [i] << endl;
        //如果访问的数组中的元素比我认定的最大值还要大,更新最大值
        if (arr[i] > max)
        {
            max = arr[i];
        }
    }

    //打印最大值
    cout << "最重的小猪体重为:" << max << endl;

    return 0;
}

练习案例2:数组元素逆置

案例描述:请声明一个5个元素的数组,并且将元素逆置.

(如原数组元素为:1,3,2,5,4;逆置后输出结果为:4,5,2,3,1);

思路:

C++学习笔记_第27张图片

代码:

#include
using namespace std;

int main()
{
    //实现数组元素逆置
    //1、创建数组
    int arr[5] = { 1,3,2,5,4 };
    cout << "逆置前的数组为:" << endl;
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        cout << arr[i] << endl;
    }

    //2、实现逆置
    //2.1 记录起始位置下标位置
    //2.2 记录结束位置下标位置
    //2.3 起始下标与结束下标的元素互换
    //2.4 起始位置++ 结束位置--
    //2.5 循环执行2.1操作,知道起始位置 >= 结束位置
    int start = 0;  //起始下标
    int end = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) - 1; //结束下标

    while (start < end)
    {
        //实现元素互换
        int temp = arr[start];
        arr[start] = arr[end];
        arr[end] = temp;

        //下标更新
        start++;
        end--;
    }

    //输出逆置后的数组
    cout << "逆置后的数组为:" << endl;
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        cout  << arr[i] << endl;
    }

    return 0;
}

5.2.3 冒泡排序

作用: 最常用的排序算法,对数组内元素进行排序

        1、比较相邻的元素。如果第一个比第二个大,就交换他们两个。

        2、对每一对相邻元素做同样的工作,执行完毕后,找到第一个最大值。

        3、重复以上的步骤,每次比较次数-1,直到不需要比较

示例: 将数组 { 4,2,8,0,5,7,1,3,9 } 进行升序排序

C++学习笔记_第28张图片

规律:

排序的总轮数 = 元素个数 - 1

每轮对比次数 = 元素个数 - 排序轮数 - 1

代码:

#include
using namespace std;

int main()
{
    //利用冒泡排序实现升序序列
    int arr[9] = { 4,2,8,0,5,7,1,3,9 };

    cout << "排序前:" << endl;
    for (int i = 0; i < 9; i++)
    {
        cout << arr[i] << " ";
    }
    cout << endl;

    //开始冒泡排序
    // 总共排序轮数为:元素个数 - 1
    for (int i = 0; i < 9; i++)
    {
        //内层循环对比次数 = 元素个数 - 当前轮数 - 1
        for (int j = 0; j < 9 - i - 1; j++)
        {
            //如果第一个数字,比第二个数字大,交换两个数字
            if (arr[j] > arr[j + 1])
            {
                int temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j + 1];
                arr[j + 1] = temp;
            }
        }
    }

    //输出排序后的结果
    cout << "排序后:" << endl;
    for (int i = 0; i < 9; i++)
    {
        cout << arr[i] << " ";
    }
    cout << endl;

    return 0;
}

5.3 二维数组

二维数组就是在一维数组上,多加一个维度。

5.3.1 二维数组定义方式

二维数组定义的四种方式:

1、数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ];

2、数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ] = { {数据1,数据2 } ,{数据3,数据4 } };

3、数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ] = { 数据1,数据2,数据3,数据4};

4、数据类型 数组名[ ][ 列数 ] = { 数据1,数据2,数据3,数据4};

建议:以上4种定义方式,利用第二种更加直观,提高代码的可读性

示例:

#include
using namespace std;

int main()
{
    //二位数组定义方式

    //方式1  
    //数组类型 数组名 [行数][列数]
    int arr[2][3];
    arr[0][0] = 1;
    arr[0][1] = 2;
    arr[0][2] = 3;
    arr[1][0] = 4;
    arr[1][1] = 5;
    arr[1][2] = 6;
    
    //外层循环的打印行数,内层循环打印列数
    for (int i = 0; i < 2; i++)
    {
        for (int j = 0; j < 3; j++)
        {
            cout << arr[i][j] << " ";
        }
        cout << endl;
    }

    //方式2 
    //数据类型 数组名[行数][列数] = { {数据1,数据2 } ,{数据3,数据4 } };
    int arr2[2][3] =
    {
        {1,2,3},
        {4,5,6}
    };

    //方式3
    //数据类型 数组名[行数][列数] = { 数据1,数据2 ,数据3,数据4  };
    int arr3[2][3] = { 1,2,3,4,5,6 };

    //方式4 
    //数据类型 数组名[][列数] = { 数据1,数据2 ,数据3,数据4  };
    int arr4[][3] = { 1,2,3,4,5,6 };

    return 0;

}

总结:在定义二维数组时,如果初始化了数据,可以省略行数

5.3.2 二维数组数组名

• 查看二维数组所占内存空间

• 获取二维数组首地址

示例:

#include
using namespace std;

int main()
{
    //二位数组名称用途

    //1、可以查看占用内存空间大小
    int arr[2][3] =
    {
        {1,2,3},
        {4,5,6}
    };

    cout << "二维数组占用内存空间为: " << sizeof(arr) << endl;
    cout << "二维数组第一行占用内存为: " << sizeof(arr[0]) << endl;
    cout << "二维数组第一个元素占用内存为: " << sizeof(arr[0][0]) << endl;

    //行数 = 总内存 / 一行的内存
    //列数 = 一行的内存 / 一个元素的内存
    cout << "二维数组行数: " << sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) << endl;
    cout << "二维数组列数: " << sizeof(arr[0]) / sizeof(arr[0][0]) << endl;

    //2、可以查看二维数组的首地址
    cout << "二维数组首地址为:" << arr << endl;
    cout << "二维数组第一行的首地址为:" << arr[0] << endl;
    cout << "二维数组第二行的首地址为:" << arr[1] << endl;

    cout << "二维数组第一个元素地址:" << &arr[0][0] << endl;
    cout << "二维数组第二个元素地址:" << &arr[0][1] << endl;

    system("pause");

    return 0;


}

总结1:二维数组名就是这个数组的首地址

总结2:对二维数组名进行sizeof时,可以获取整个二维数组占用的内存空间大小

5.3.3 二维数组应用案例

考试成绩统计:

案例描述:有三名同学(张三,李四,王五),在一次考试中的成绩分别如下表,请分别输出三名同学的总成绩

C++学习笔记_第29张图片

思路:

        1、创建二维数组,3行3列

        2、统计考试成绩,让每行的3列相加,统计出综合

参考答案:

#include
using namespace std;
#include 

int main()
{
    //二位数组案例-考试成绩统计

    //1、创建二维数组
    int scores[3][3] =
    {
        {100,100,100},
        {90,50,100},
        {60,70,80},
    };

    string names[3] = { "张三","李四","王五" };
    
    //2、统计每个人的分数总和
    for (int i = 0; i < 3; i++)
    {
        int sum = 0;
        for (int j = 0; j < 3; j++)
        {
            sum += scores[i][j];
        }
        cout << names[i] << "同学总成绩为: " << sum << endl;
    }

    return 0;

}

6 函数

6.1 概述

作用:将一段经常使用的代码封装起来,减少重复代码

一个较大的程序,一般分为若干个程序块,每个模块实现特定的功能。

6.2 函数的定义

函数的定义一般主要有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 表达式

语法:

返回值类型 函数名 (参数列表)

{

        函数体语句

        return表达式

}

C++学习笔记_第30张图片

示例:

#include
using namespace std;
#include 

//函数的定义
//语法:
//返回值类型 函数名(参数列表) { 函数体语句 return表达式 }
int add(int num1, int num2)
{
    int sum = num1 + num2;
    return sum;
}

int main()
{

    return 0;
}
  • 返回值类型 :一个函数可以返回一个值。在函数定义中
  • 函数名:给函数起个名称
  • 参数列表:使用该函数时,传入的数据
  • 函数体语句:花括号内的代码,函数内需要执行的语句
  • return表达式: 和返回值类型挂钩,函数执行完后,返回相应的数据

6.3 函数的调用

功能:使用定义好的函数

语法:函数名(参数)

示例:

#include
using namespace std;
#include 

//定义加法函数
//函数定义的时候,num1和num2并没有真实数据,
//它们只是形式上的参数,简称形参
int add(int num1, int num2)
{
    int sum = num1 + num2;
    return sum;
}

int main()
{
    //main函数中调用add函数
    int a = 10;
    int b = 20;

    //函数调用语法:函数名称(参数)
    //a和b称为:实际参数,简称实参
    //当调用函数时,实参的值会传递给形参
    int c = add(a, b);

    cout << "c = " << c << endl;



    return 0;
}

6.4 值传递

  • 所谓值传递,就是函数调用时实参将数值传入给形参
  • 值传递时,如果形参发生,并不会影响实参

示例:

#include
using namespace std;
#include 


//值传递
//定义函数:实现两个数字进行交换
void swap(int num1, int num2)
{
    cout << "交换前:" << endl;
    cout << "num1 = " << num1 << endl;
    cout << "num2 = " << num2 << endl;

    int temp = num1;
    num1 = num2;
    num2 = temp;

    cout << "交换后:" << endl;
    cout << "num1 = " << num1 << endl;
    cout << "num2 = " << num2 << endl;

    //return ; 当函数声明时候,不需要返回值,可以不写return
}

int main()
{
    int a = 10;
    int b = 20;

    cout << "交换前a = " << a << endl;
    cout << "交换前b = " << b << endl;

    //当我们做值传递的时候,函数的形参发生改变,并不会影响实参

    swap(a, b);

    cout << "交换后a = " << a << endl;
    cout << "交换后b = " << b << endl;

    return 0;
}

总结: 值传递时,形参是修饰不了实参的

6.5 函数的常见样式

常见的函数样式有4种:

  1. 无参无返
  2. 有参无返
  3. 无参有返
  4. 有参有返

示例:

#include
using namespace std;
#include 


//函数常见样式
//1、无参无返
void test01()
{
    cout << "this is test01" << endl;
}

//2、有参无返
void test02(int a)
{
    cout << "this is test02" << endl;
    cout << "a = " << a << endl;
}

//3、无参有返
int test03()
{
    cout << "this is test03" << endl;
    return 1000;
}

//4、有参有返
int test04(int a)
{
    cout << "this is test04" << endl;
    return a;
}
int main()
{
    //无参无返函数调用
    test01();

    //有参无返函数调用
    test02(100);

    //无参有返函数调用
    int num1 = test03();
    cout << "num1 = " << num1 << endl;

    //有参无返函数调用
    int num2 = test04(10000);
    cout << "num2 = " << num2 << endl;

    return 0;
}

6.6 函数的声明

作用: 告诉编译器函数名称及如何调用函数。函数的实际主体可以单独定义。

  • 函数的声明可以多次,但是函数的定义只能有一次

示例:

#include
using namespace std;
#include 


//函数的声明
//比较函数:实现两个整型数字进行比较,返回较大的值

//提前告诉编译器函数的存在,可以利用函数的声明
//函数的声明
//声明可以写多次,但是定义只能一次
int max(int a, int b);

int main()
{
    int a = 100;
    int b = 200;

    cout << max(a, b) << endl;

    return 0;
}

//定义
int max(int a, int b)
{
    return a > b ? a : b;
}

6.7 函数的分文件编写

作用:让代码结构更加清晰

函数分文件编写一般有4个步骤

  1. 创建后缀名为.h的头文件
  2. 创建后缀名为.cpp的源文件
  3. 在头文件中写函数的声明
  4. 在源文件中写函数的定义

示例:分为三个部分

swap.h

#include
using namespace std;

//函数的声明
void swap(int a, int b);

swap.cpp

#include "swap.h"

//函数的定义
void swap(int a, int b)
{
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;

    cout << "a = " << a << endl;
    cout << "b = " << b << endl;
}

main.cpp

#include
using namespace std;
#include "swap.h"

//函数的分文件编写
//实现两个数字进行交换的函数

int main()
{
    int a = 100;
    int b = 200;

    swap(a, b);

    return 0;
}

//1、创建后缀名为.h的头文件
//2、创建后缀名为.cpp的源文件
//3、在头文件中写函数的声明
//4、在源文件中写函数的定义

7 指针

7.1 指针的基本概念

指针的作用: 可以通过指针间接访问内存

  • 内存编号是从0开始记录的,一般用十六进制数字表示
  • 可以利用指针变量保存地址

7.2 指针变量的定义和使用

指针变量定义语法: 数据类型 * 变量名;

示例:

#include
using namespace std;

int main()
{
    //1、定义指针
    int a = 10;
    //指针定义的语法:数据类型 * 指针变量名
    int *p;
    //让指针记录变量a的地址
    p = &a;
    cout << "a的地址为:" << &a << endl;
    cout << "a的地址为:" << p << endl;

    //2、使用指针
    //可以通过解引用的方式来找到指针指向的内存
    //指针前加 * 代表解引用,找到指针指向的内存中的数据
    *p = 1000;
    cout << "a = " << a << endl;
    cout << "*p = " << *p << endl;

    return 0;
}

指针变量和普通变量的区别

  • 普通变量存放的是数据,指针变量存放的是地址
  • 指针变量可以通过" * "操作符,操作指针变量指向的内存空间,这个过程称为解引用

总结1: 我们可以通过 & 符号 获取变量的地址

总结2:利用指针可以记录地址

总结3:对指针变量解引用,可以操作指针指向的内存

7.3 指针所占内存空间

提问:指针也是种数据类型,那么这种数据类型占用多少内存空间?

示例:

#include
using namespace std;

int main()
{
    //指针所占的内存空间
    int a = 10;
    int *p = &a;    //创建指针的同时,使指针指向数据a的地址

    cout << *p << endl; //* 解引用

    //在32为操作系统下,指针是占4个字节空间大小,不管是什么数据类型
    //在64为操作系统下,指针是占8个字节空间大小
    cout << sizeof(p) << endl;
    cout << "sizeof (int *) = " << sizeof(int*) << endl;
    cout << "sizeof (char *) = " << sizeof(char*) << endl;
    cout << "sizeof (float *) = " << sizeof(float*) << endl;
    cout << "sizeof (double *) = " << sizeof(double*) << endl;

    system("pause");

    return 0;
}

总结:所有指针类型在32位操作系统下是4个字节,在64位占8个字节

7.4 空指针和野指针

空指针:指针变量指向内存中编号为0的空间

用途:初始化指针变量

注意:空指针指向的内存是不可以访问的

示例1:空指针

#include
using namespace std;

int main()
{
    //空指针
    // 1、空指针用于给指针变量进行初始化
    //指针变量p指向内存地址编号为0的空间
    int* p = NULL;

    //2、空指针是不可以访问的
    //访问空指针报错 
    //内存编号0 ~255为系统占用内存,不允许用户访问
    cout << *p << endl;

    system("pause");

    return 0;
}

野指针:指针变量指向非法的内存空间

示例2:野指针

#include
using namespace std;

int main()
{
    //野指针
    //在程序中,尽量避免出现野指针
    //指针变量p指向内存地址编号为0x1100的空间
    int *p = (int *)0x1100;

    //访问野指针报错 
    cout << *p << endl;

    return 0;
}

总结:空指针和野指针都不是我们申请的空间,因此不要访问。

7.5 const修饰指针

const修饰指针有三种情况

  1. const修饰指针 —— 常量指针
  2. const修饰常量 -—— 指针常量
  3. const即修饰指针,又修饰常量

1、const修饰指针 —— 常量指针

C++学习笔记_第31张图片

*p + 20;        错误,指针指向的值不可以改

p = &b;         正确,指针指向可以改

2、const修饰常量 -—— 指针常量

C++学习笔记_第32张图片

*p + 20;        正确,指针指向的值可以改

p = &b;         错误,指针指向不可以改

3、const即修饰指针,又修饰常量

C++学习笔记_第33张图片

*p + 20;        错误

p = &b;         错误

代码:

#include
using namespace std;

int main()
{
    int a = 10;
    int b = 10;

    //const修饰的是指针,指针指向可以改,指针指向的值不可以更改
    const int* p1 = &a;
    p1 = &b; //正确
    //*p1 = 100;  报错


    //const修饰的是常量,指针指向不可以改,指针指向的值可以更改
    int* const p2 = &a;
    //p2 = &b; //错误
    *p2 = 100; //正确

    //const既修饰指针又修饰常量
    const int* const p3 = &a;
    //p3 = &b; //错误
    //*p3 = 100; //错误

    system("pause");

    return 0;
}

技巧:看const右侧紧跟着的是指针还是常量,是指针就是常量指针,是常量就是指针常量

7.6 指针和数组

作用:利用指针访问数组中元素

示例:

#include
using namespace std;

int main()
{
    //指针和数组
    //利用指针访问数组的元素

    int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };

    int* p = arr;  //指向数组的指针,arr就是数组的首地址

    cout << "第一个元素: " << arr[0] << endl;
    cout << "指针访问第一个元素: " << *p << endl;

    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        //利用指针遍历数组
        cout << *p << endl;
        p++;
    }

    return 0;
}

7.7 指针和函数

作用:利用指针作函数参数,可以修改实参的值

示例: 

#include
using namespace std;

//实现两个数字进行交换
void swap1(int a, int b)
{
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;

    cout << "swap1 a = " << a << endl;
    cout << "swap1 b = " << b << endl;
}

void swap2(int* p1, int* p2)
{
    int temp = *p1;
    *p1 = *p2;
    *p2 = temp;
}

int main()
{
    //指针和函数
    //1、值传递
    int a = 10;
    int b = 20;
    swap1(a, b); // 值传递不会改变实参

    cout << "a = " << a << endl;
    cout << "b = " << b << endl;

    //2、地址传递
    swap2(&a, &b); //地址传递会改变实参

    cout << "a = " << a << endl;
    cout << "b = " << b << endl;

    system("pause");

    return 0;
}

总结:如果不想修改实参,就用值传递,如果想修改实参,就用地址传递

7.8 指针、数组、函数

案例描述:封装一个函数,利用冒泡排序,实现对整型数组的升序排序

例如数组:int arr[10] = { 4,3,6,9,1,2,10,8,7,5 };

示例:

#include
using namespace std;

//冒泡排序函数    参数1 数组的首地址  参数2 数组长度
void bubbleSort(int* arr, int len)
{
    for (int i = 0; i < len - 1; i++)
    {
        for (int j = 0; j < len - i - 1; j++)
        {
            if (arr[j] > arr[j+1])
            {
                int temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j + 1];
                arr[j + 1] = temp;
            }
        }
    }
}

//打印数组
void printArray(int* arr, int len)
{
    for (int i = 0; i < len; i++)
    {
        cout << arr[i] << " ";
    }
    cout << endl;
}

int main()
{
    //1、先创建数组
    int arr[10] = { 4,3,6,9,1,2,10,8,7,5 };
    
    //数组长度
    int len = sizeof(arr) / sizeof(int);

    //2、创建函数,实现冒泡排序
    bubbleSort(arr, len);

    //3、打印排序后的数组
    printArray(arr, len);

    system("pause");

    return 0;
}

C++核心编程

本阶段主要针对C++面向对象编程技术做详细讲解,探讨C++中的核心和精髓。

1 内存分区模型

C++程序在执行时,将内存大方向划分为4个区域

  • 代码区:存放函数体的二进制代码,由操作系统进行管理的
  • 全局区:存放全局变量和静态变量以及常量
  • 栈区:由编译器自动分配释放, 存放函数的参数值,局部变量等
  • 堆区:由程序员分配和释放,若程序员不释放,程序结束时由操作系统回收

内存四区意义:

不同区域存放的数据,赋予不同的生命周期, 给我们更大的灵活编程

1.1 程序运行前

​ 在程序编译后,生成了exe可执行程序,未执行该程序前分为两个区域

​ 代码区:

​         存放 CPU 执行的机器指令

​         代码区是共享的,共享的目的是对于频繁被执行的程序,只需要在内存中有一份代码即可

​         代码区是只读的,使其只读的原因是防止程序意外地修改了它的指令

​ 全局区:

​         全局变量和静态变量存放在此.

​         全局区还包含了常量区, 字符串常量和其他常量也存放在此.

​         该区域的数据在程序结束后由操作系统释放

示例:

#include
using namespace std;

//c -> const	g -> global		l -> local

//全局变量
int g_a = 10;
int g_b = 10;

//const修饰的全局变量,称为全局常量
const int c_g_a = 10;
const int c_g_b = 10;

int main()
{
   //全局区

	//全局变量、静态变量、常量

	//创建普通局部变量
	int a = 10;
	int b = 10;

	cout << "局部变量a的地址为:" << (int)&a << endl;
	cout << "局部变量b的地址为:" << (int)&b << endl;

	cout << "全局变量g_a的地址为:" << (int)&g_a << endl;
	cout << "全局变量g_b的地址为:" << (int)&g_b << endl;

	//静态变量	在普通变量前加static,属于静态变量
	static int s_a = 10;
	static int s_b = 10;
	cout << "静态变量s_a的地址为:" << (int)&s_a << endl;
	cout << "静态变量s_b的地址为:" << (int)&s_b << endl;

	//常量
	//字符串常量
	cout << "字符串常量的地址为:" << (int)&"hello world" << endl;
	
	//const修饰的变量
	//const修饰的全局变量
	cout << "全局常量c_g_a的地址为:" << (int)&c_g_a << endl;
	cout << "全局常量c_g_b的地址为:" << (int)&c_g_b << endl;

	//const修饰的局部变量
	const int c_1_a = 10;
	const int c_l_b = 10;

	cout << "局部常量c_l_a的地址为:" << (int)&c_1_a << endl;
	cout << "局部常量c_1_b的地址为:" << (int)&c_l_b << endl;

	return 0;
}

总结:

C++学习笔记_第34张图片

  • C++中在程序运行前分为全局区和代码区
  • 代码区特点是共享和只读
  • 全局区中存放全局变量、静态变量、常量
  • 常量区中存放 const修饰的全局常量 和 字符串常量

1.2 程序运行后

​ 栈区:

​ 由编译器自动分配释放, 存放函数的参数值,局部变量等

​ 注意事项:不要返回局部变量的地址,栈区开辟的数据由编译器自动释放

示例:

#include
using namespace std;

//栈区数据的注意事项	——	不要返回局部变量的地址
//战区的数据由编译器管理开辟和释放

int* func()    //形参数据也会放在栈区
{
	int a = 10; //局部变量存放在栈区,栈区的数据在函数执行完后自动释放
	return &a;	//返回局部变量的地址
}

int main()
{
	//接受func函数的返回值
	int* p = func(1);

	cout << *p << endl;	// 第一次可以打印正确的数字,是因为编译器做了保留
	cout << *p << endl;	//第二次这个数据就不再保留了

	system("pause");

	return 0;

}

​ 堆区:

​ 由程序员分配释放,若程序员不释放,程序结束时由操作系统回收

​ 在C++中主要利用new在堆区开辟内存

图解:

C++学习笔记_第35张图片

示例:

#include
using namespace std;

//栈区数据的注意事项	——	不要返回局部变量的地址
//战区的数据由编译器管理开辟和释放

int* func()
{
	//利用new关键字,可以将数据开辟到堆区
	//指针本质也是局部变量,放在栈上,指针保存的数据是放在堆区
	int* p = new int(10); 
	return p;	
}

int main()
{
	//在堆区开辟数据
	int* p = func();

	cout << *p << endl;
	cout << *p << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

总结:

堆区数据由程序员管理开辟和释放

堆区数据利用new关键字进行开辟内存

1.3 new操作符

​ C++中利用new操作符在堆区开辟数据

​ 堆区开辟的数据,由程序员手动开辟,手动释放,释放利用操作符delete

​ 语法:new 数据类型

​ 利用new创建的数据,会返回该数据对应的类型的指针

示例:基本语法 + 开辟数组

#include
using namespace std;

//栈区数据的注意事项	——	不要返回局部变量的地址
//战区的数据由编译器管理开辟和释放

//1、new的基本语法
int* func()
{
	//在堆区创建整型数据
	//new返回是该数据类型的指针
	int* p = new int(10);
	return p;
}

void test01()
{
	int* p = func(); 
	cout << *p << endl; 
	cout << *p << endl; 
	cout << *p << endl;
	//堆区的数据由程序员管理开辟,程序员管理释放
	//如果想释放堆区的数据,利用关键字delete
	delete p;

	//cout << *p << endl;
	//内存已经被释放,再次访问就是非法操作,会报错
}

//2、在堆区利用new开辟数组
void test02()
{
	//创建10整型数据的数组,在堆区
	int* arr = new int[10];	//10代表数组有10个元素
	
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		arr[i] = i + 100;	//给10个元素赋值100 ~109
	}

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		cout << arr[i] << endl;
	}

	//释放堆区数组
	//释放数组的时候,要加[]才可以
	delete[] arr;
}



int main()
{
	test01();
	test02();

	return 0;
}

2 引用

2.1 引用的基本使用

作用: 给变量起别名

语法: 数据类型 &别名 = 原名

图解:

C++学习笔记_第36张图片

示例:

#include
using namespace std;


int main()
{
	//引用基本语法
	//数据类型 & 别名 = 原名

	int a = 10;
	//创建引用
	int& b = a;

	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;

	b = 100;

	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

2.2 引用注意事项

  • 引用必须初始化
  • 引用在初始化后,不可以改变

图解:

C++学习笔记_第37张图片

示例:

#include
using namespace std;


int main()
{
	int a = 10;
	int b = 20;

	//1、引用必须初始化
	//int &c;	//错误,必须要初始化
	
	//2、引用在初始化后,不可以改变
	int& c = a; //一旦初始化后,就不可以更改
	c = b; //这是赋值操作,不是更改引用

	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;
	cout << "c = " << c << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

2.3 引用做函数参数

作用:函数传参时,可以利用引用的技术让形参修饰实参

优点:可以简化指针修改实参

示例:

#include
using namespace std;

//交换函数

// 1、值传递
void mySwap01(int a, int b) 
{
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;

	/*cout << "swap01 a =" << a << endl; 
	cout << "swap01 b =" << b << endl;*/

}

//2、地址传递
void mySwap02(int* a, int* b)
{
	int temp = *a;
	*a = *b;
	*b = temp;
}

//3、引用传递
void mySwap03(int &a, int &b)
{
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;

return 0;
}




int main()
{
	int a = 10; 
	int b = 20;

	mySwap01(a, b);	//值传递,形参不会修饰实参
	cout << "a= " << a << endl;
	cout << "b= " << b << endl;

	mySwap02(&a, &b);	//地址传递,形参会修饰实参
	cout << "a= " << a << endl;
	cout << "b= " << b << endl;

	mySwap03(a, b);		//引用传递,形参会修饰实参

	cout << "a= " << a << endl; 
	cout << "b= " << b << endl;

}

总结:通过引用参数产生的效果同按地址传递是一样的。引用的语法更清楚简单

2.4 引用做函数返回值

作用:引用是可以作为函数的返回值存在的

注意:不要返回局部变量引用

用法:函数调用作为左值

示例:

#include
using namespace std;

//引用做函数的返回值
//1、不要返回局部变量的引用
int& test01()
{
	int a = 10;	//局部变量存放在四区中的栈区
	return a;
}

//2、函数的调用可以作为左值
int& test02()
{
	static int a = 10;	//静态变量,存放在全局去,全局区上的数据在程序结束后系统释放	
	return a;
}

int main()
{
	//不能返回局部变量的引用
	int& ref = test01();
	cout << "ref = " << ref << endl;	//第一次结果正确,是因为编译器做了保留
	cout << "ref = " << ref << endl;	//第二次结果错误,因为a的内存已经释放

	//如果函数做左值,那么必须返回引用
	int& ref2 = test02();
	cout << "ref2 = " << ref2 << endl;
	cout << "ref2 = " << ref2 << endl;

	test02() = 1000;	//如果函数的返回值是引用,这个函数调用可以作为左值

	cout << "ref2 = " << ref2 << endl;
	cout << "ref2 = " << ref2 << endl;

	system("pause");

	return 0;

}

2.5 引用的本质

本质:引用的本质在c++内部实现是一个指针常量.

图解:

C++学习笔记_第38张图片

示例:

#include
using namespace std;

//发现是引用,转换为int* const ref = &a;
void func(int& ref)
{
	ref = 100;	//ref是引用,转换为* ref = 100
}
int main() {
	int a = 10;

	//自动转换为 int* const ref = &a; 指针常量是指针指向不可改,也说明为什么引用不可更改
	int& ref = a;
	ref = 20;	//内部发现ref是引用,自动帮我们转换为: *ref = 20;

	cout << "a: " << a << endl;
	cout << "ref: " << ref << endl;

	func(a);
	return 0;
}

论:C++推荐用引用技术,因为语法方便,引用本质是指针常量,但是所有的指针操作编译器都帮我们做了

2.6 常量引用

作用:常量引用主要用来修饰形参,防止误操作

在函数形参列表中,可以加const修饰形参,防止形参改变实参

示例:

#include
using namespace std;

//打印数据函数
void showValue(const int& val)
{
	cout << "val = " << val << endl;
}

int main()
{
	//常量引用
	//使用场景:用来修饰形参,防止误操作

	//int& ref = 10;  引用本身需要一个合法的内存空间,因此这行错误
	//加入const就可以了,编译器优化代码,int temp = 10; const int& ref = temp;
	const int& ref = 10;

	//ref = 100;  //加入const之后变为只读,不可以修改变量
	cout << ref << endl;

	//函数中利用常量引用防止误操作修改实参
	int a = 10;
	showValue(a);

	system("pause");

	return 0;
}

3 函数提高

3.1 函数默认参数

在C++中,函数的形参列表中的形参是可以有默认值的。

语法:返回值类型 函数名 (参数= 默认值){}

示例:

#include
using namespace std;

//函数的默认参数

//如果传入了数据,就使用传入的数据;如果没有,就使用默认值
//语法:返回值类型 函数名(形参 = 默认值){}
int func(int a, int b = 10, int c = 10)
{
	return a + b + c;
}
//注意事项
//1、如果某个位置已经有了默认参数,那么从这个位置往后,从左到右都必须由默认参数。
//int func2(int a = 10, int b, int c, int d)
//{
//	return a + b + c;
//}

//2、函数的声明和实现只能有一个有默认参数
int func2(int a = 10, int b = 10); 

int func2(int a, int b)
{
	return a + b;
}

int main()
{
	cout << "ret = " << func(20, 20) << endl;	
	cout << "ret = " << func(100) << endl;

	return 0;
}

3.2 函数占位参数

C++中函数的形参列表里可以有占位参数,用来做占位,调用函数时必须填补该位置

语法: 返回值类型 函数名 (数据类型){}

在现阶段函数的占位参数存在意义不大,但是后面的课程中会用到该技术

示例:

#include
using namespace std;

//占位参数
//返回值类型 函数名(数据类型){}

//目前阶段的占位参数还用不到,后续会用到
//占位参数 还可以有默认参数
int func(int a, int)
{
	cout << "this is func" << endl;
}


int main()
{
	func(10, 10); //占位参数必须填补

	return 0;
}

3.3 函数重载

3.3.1 函数重载概述

作用:函数名可以相同,提高复用性

函数重载满足条件:

  • 同一个作用域下
  • 函数名称相同
  • 函数参数类型不同 或者 个数不同 或者 顺序不同

注意: 函数的返回值不可以作为函数重载的条件

示例:

#include
using namespace std;

//函数重载
//可以让函数名相同,提高复用性

//函数重载的满足条件
// 1、同一个作用域下
// 2、函数名称相同
// 3、函数参数类型不同,或者个数不同,或者顺序不同

//函数重载需要函数都在同一个作用域下 
void func() 
{ 
	cout << "func 的调用!" << endl; 
} 

void func(int a) 
{ 
	cout << "func (int a) 的调用!" << endl; 
} 

void func(double a) 
{
	cout << "func (double a)的调用!" << endl;
} 

void func(int a ,double b) 
{ 
	cout << "func (int a ,double b) 的调用!" << endl;
} 

void func(double a ,int b) 
{ 
	cout << "func (double a ,int b)的调用!" << endl; 
}

//注意事项
//函数返回值不可以作为函数重载条件 
//int func(double a, int b)
//{ 
//	cout << "func (double a ,int b)的调用!" << endl; 
//}

int main() {

	func();
	func(10);
	func(3.14);
	func(10, 3.14);
	func(3.14, 10);

	system("pause");

	return 0;
}

3.3.2 函数重载注意事项
  • 引用作为重载条件
  • 函数重载碰到函数默认参数

示例:

#include
using namespace std;

//函数重载注意事项 
//1、引用作为重载条件

void func(int& a)	// int &a = 10;	不合法
{ 
	cout << "func (int &a) 调用 " << endl;
}

void func(const int& a)	//const int &a = 10;	合法
{ 
	cout << "func (const int &a) 调用 " << endl; 
}

//2、函数重载碰到函数默认参数

void func2(int a, int b = 10)
{ 
	cout << "func2(int a, int b = 10) 调用" << endl;
}

void func2(int a) 
{ 
	cout << "func2(int a) 调用" << endl; 
}

int main() 
{
	int a = 10;
	func(a);	//调用无const
	func(10);	//调用有const


	//func2(10);	//当函数重载碰到默认参数,出现二义性,会报错,需要避免!

	return 0;
}

4 类和对象

C++面向对象的三大特性为:封装、继承、多态

C++认为万事万物都皆为对象,对象上有其属性和行为

例如:

​ 人可以作为对象,属性有姓名、年龄、身高、体重...,行为有走、跑、跳、吃饭、唱歌...

​ 车也可以作为对象,属性有轮胎、方向盘、车灯...,行为有载人、放音乐、放空调...

​ 具有相同性质的对象,我们可以抽象称为,人属于人类,车属于车类

4.1 封装

4.1.1 封装的意义

封装是C++面向对象三大特性之一

封装的意义:

  • 将属性和行为作为一个整体,表现生活中的事物
  • 将属性和行为加以权限控制

封装意义一:

​ 在设计类的时候,属性和行为写在一起,表现事物

语法: class 类名{ 访问权限: 属性 / 行为 };

示例1:设计一个圆类,求圆的周长

代码:

#include
using namespace std;

//圆周率
const double PI = 3.14;

//设计一个圆类,求圆的周长
//圆的周长公式:2 * PI * 半径

//class 代表设计一个类,类后面紧跟着的就是类名称
class Circle
{
	//访问权限
	//公共权限
public:
	
	//属性
	//半径
	int m_r;

	//行为
	//获取圆的周长
	double calculateZC()
	{
		return 2 * PI * m_r;
	}
};

int main() 
{
	//通过圆类 创建具体的圆(对象)
	//实例化 (通过一个类 创建一个对象的过程)
	Circle cl;
	//给圆对象的属性进行赋值
	cl.m_r = 10;

	cout << "圆的周长为:" << cl.calculateZC() << endl;

	return 0;
}

示例2:设计一个学生类,属性有姓名和学号,可以给姓名和学号赋值,可以显示学生的姓名和学号

代码:

#include
using namespace std;
#include 

//设计一个学生类,属性有姓名和学号
//可以给姓名和学号赋值,可以显示学生的姓名和学号

class Student
{
public:	//公共权限

	//类中的属性和行为 我们统一称为成员
	//属性	成员属性 成员变量
	//行为	成员函数 成员方法

	//属性
	string m_Name;	//姓名
	int m_Id;	//学号

	//行为
	//显示姓名和学号
	void showStudent()
	{
		cout << "姓名:" << m_Name << " 学号:" << m_Id << endl;
	}

	//给姓名赋值
	void setName(string name)
	{
		m_Name = name;
	}

	void setId(int Id)
	{
		m_Id = Id;
	}
};

int main()
{
	//创建一个具体的学生 实例化对象
	Student s1;
	//给s1对象 进行属性赋值操作
	//s1.m_Name = "张三";
	s1.setName("张三");
	//s1.m_Id = 1;
	s1.setId(1);

	//显示学生信息
	s1.showStudent();

	Student s2;
	s2.m_Name = "李四";
	s2.m_Id = 2;
	s2.showStudent();

	return 0;
}

封装意义二:

类在设计时,可以把属性和行为放在不同的权限下,加以控制

访问权限有三种:

  1. public 公共权限
  2. protected 保护权限
  3. private 私有权限

示例:

#include
using namespace std;
#include 

//访问权限
//三种
//公共权限 public		成员 类内可以访问	类外也可以访问
//保护权限 protected	成员 类内可以访问	类外不可以访问	儿子可以访问父亲中的保护内容
//私有权限 private		成员 类内可以访问	类外不可以访问	儿子不可以访问父亲的私有内容


class Person
{
public:
	//公共权限
	string m_Name;	//姓名

protected:
	//保护权限
	string m_Car;	//汽车

private:
	//私有权限
	int m_Password;	//银行卡密码

public:
	void func()
	{
		m_Name = "张三"; 
		m_Car = "拖拉机"; 
		m_Password = 123456;
	}
};
int main()
{
	//实例化具体对象
	Person p1;
	
	p1.m_Name = "李四";
	//p1.m_Car = "奔驰";	//保护权限内容,在类外访问不到
	//p1.m_Password = 123;	//私有权限内容,在类外访问不到

	p1.func();

	return 0;
}

4.1.2 struct和class区别

在C++中 struct和class唯一的区别就在于 默认的访问权限不同

区别:

  • struct 默认权限为公共
  • class 默认权限为私有
#include
using namespace std;

class C1 
{
	int m_A; //默认是私有权限 
};

struct C2 
{
	int m_A; //默认是公共权限
};

int main()
{
	//struct 和 class区别
	//struct 默认权限是 公共 public
	//class  默认权限是 私用 privacy
	
	C1 c1;
	//c1.m_A = 10; //错误,访问权限是私有

	C2 c2;
	c2.m_A = 10; //正确,访问权限是公共

	return 0;
}

4.1.3 成员属性设置为私有

优点1:将所有成员属性设置为私有,可以自己控制读写权限

优点2:对于写权限,我们可以检测数据的有效性

示例:

#include
using namespace std;
#include 

//成员属性设置为私有
//1、可以自己控制读写权限
//2、对于写可以检测数据的有效性


class Person 
{
public:
    //姓名设置可读可写
    void setName(string name) 
    {
        m_Name = name;
    }

    string getName()
    {
        return m_Name;
    }

    //获取年龄 
    int getAge()
    {
        return m_Age;
    }

    //设置年龄
    void setAge(int age) 
    {
        if (age < 0 || age > 150) 
        {
            m_Age = 0;
            cout << "你个老妖精!" << endl;
            return;
        }
        m_Age = age;
    }

    //情人设置为只写
    void setLover(string lover) 
    {
        m_Lover = lover;
    }

private: 
    //可读可写 姓名
    string m_Name;

    //只读  年龄   
    int m_Age;

    //只写  情人
    string m_Lover; 
};

int main() {

    Person p;
    //姓名设置
    p.setName("张三");
    cout << "姓名: " << p.getName() << endl;

    //年龄设置
    p.setAge(50);
    cout << "年龄: " << p.getAge() << endl;

    //情人设置为苍井女士
    p.setLover("苍井");
    //cout << "情人: " << p.m_Lover << endl;  //只写属性,不可以读取

    system("pause");

    return 0;
}

练习案例1:设计立方体类

设计立方体类(Cube)

求出立方体的面积和体积

分别用全局函数和成员函数判断两个立方体是否相等。

C++学习笔记_第39张图片

思路:

C++学习笔记_第40张图片

代码:

#include
using namespace std;
#include 

//立方体类设计
//1、创建立方体类
//2、设计属性
//3、设计行为 获取立方体面积和体积
//4、分别利用全局函数和成员函数 判断两个立方体是否相等

class Cube
{
public:

    //设置长
    void setL(int l)
    {
        m_L = l;
    }

    //获取长
    int getL()
    {
        return m_L;
    }
    //设置宽
    void setW(int w)
    {
        m_W = w;
    }

    //获取宽
    int getW()
    {
        return m_W;
    }

    //设置高
    void setH(int h)
    {
        m_H = h;
    }

    //获取高
    int getH()
    {
        return m_H;
    }


    //获取立方体面积
    int calculateS()
    {
        return 2 * m_L * m_W + 2 * m_W * m_H + 2 * m_L * m_H;
    }

    //获取立方体体积
    int calculateV()
    {
        return m_L * m_W * m_H;
    }

    //利用成员函数判断两个立方体是否相等
    bool isSameByClass(Cube& c)
    {
        if (m_L == c.getL() && m_W == c.getW() && m_H == c.getH())
        {
            return true;
        }

        return false;
    }




private:

    int m_L;    //长
    int m_W;    //宽
    int m_H;    //高
};

//利用全局函数判断 两个立方体是否相等
bool isSame(Cube& c1, Cube& c2)
{
    if (c1.getL() == c2.getL() && c1.getW() == c2.getW() && c1.getH() == c2.getH())
    {
        return true;
    } 

     return false;
}

int main() {

    Cube c1;
    c1.setL(10);
    c1.setW(10);
    c1.setH(10);

    cout << "c1的面积为:" << c1.calculateS() << endl;
    cout << "c1的体积为:" << c1.calculateV() << endl;

    //创建第二个立方体
    Cube c2;
    c2.setL(10);
    c2.setW(10);
    c2.setH(10);

    //利用全局函数判断
    bool ret = isSame(c1, c2);
    if (ret) 
    {
        cout << "c1和加2是相等的" << endl;
    }
    else 
    {
        cout << "c1和c2是不相等的" << endl;
    }

    //利用成员函数判断
    ret = c1.isSameByClass(c2);
    if(ret)
    {
        cout << "成员函数判断:c1和c2是相等的" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "成员函数判断:c1和c2是不相等的" << endl;
    }

    return 0;
}

练习案例2:点和圆的关系

设计一个圆形类(Circle),和一个点类(Point),计算点和圆的关系。

C++学习笔记_第41张图片

思路:

C++学习笔记_第42张图片

代码:

#include
using namespace std;
#include "Circle.h"
#include "point.h"

//点和圆的关系案例
点类
//class Point
//{
//public:
//	//设置x
//	void setX(int x)
//	{
//		m_X = x;
//	}
//	//获取x
//	int getX()
//	{
//		return m_X;
//	}
//	//设置y
//	void setY(int y)
//	{
//		m_Y = y;
//	}
//	//获取y
//	int getY()
//	{
//		return m_Y;
//	}
//
//private:
//	int m_X;
//	int m_Y;
//};

//圆类
//class Circle
//{
//public:
//	//设置半径
//	void setR(int r)
//	{
//		m_R = r;
//	}
//	//获取半径
//	int getR()
//	{
//		return m_R;
//	}
//	//设置圆心
//	void setCenter(Point center)
//	{
//		m_Center = center;
//	}
//	//获取圆心
//	Point getCenter()
//	{
//		return m_Center;
//	}
//
//private:
//	int m_R;	//半径
//
//	//在类中可以让另一个类 作为本类中的成员
//	Point m_Center;	//圆心
//};

//判断点和圆的关系
void isInCircle(Circle& c, Point& p)
{
	//计算两点间距离的平方
	int distance =
	(c.getCenter().getX() - p.getX())* (c.getCenter().getX() - p.getX())
		+ (c.getCenter().getY() - p.getY()) * (c.getCenter().getY() - p.getY());
	//计算半径的平方
	int rDistance = c.getR() * c.getR();

	//判断关系
	if (distance == rDistance)
	{
		cout << "点在圆上" << endl;
	}
	else if (distance > rDistance)
	{
		cout << "点在圆外" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "点在圆内" << endl;
	}
}

int main()
{
	//创建圆
	Circle c;
	c.setR(10); 
	Point center; 
	center.setX(10); 
	center.setY(0);

	//创建点
	Point p;
	p.setX(10);
	p.setY(11);

	//判断关系
	isInCircle(c, p);

}

注释部分为已经拆分为新的文件(具体过程见视频)

4.2 对象的初始化和清理

  • 生活中我们买的电子产品都基本会有出厂设置,在某一天我们不用时候也会删除一些自己信息数据保证安全
  • C++中的面向对象来源于生活,每个对象也都会有初始设置以及 对象销毁前的清理数据的设置。
4.2.1 构造函数和析构函数

对象的初始化和清理也是两个非常重要的安全问题

​         一个对象或者变量没有初始状态,对其使用后果是未知

​         同样的使用完一个对象或变量,没有及时清理,也会造成一定的安全问题

c++利用了构造函数析构函数解决上述问题,这两个函数将会被编译器自动调用,完成对象初始化和清理工作。对象的初始化和清理工作是编译器强制要我们做的事情,因此如果我们不提供构造和析构,编译器会提供,但是编译器提供的构造函数和析构函数是空实现。

  • 构造函数:主要作用在于创建对象时为对象的成员属性赋值,构造函数由编译器自动调用,无须手动调用。
  • 析构函数:主要作用在于对象销毁前系统自动调用,执行一些清理工作。

构造函数语法:类名(){}

  1. 构造函数,没有返回值也不写void
  2. 函数名称与类名相同
  3. 构造函数可以有参数,因此可以发生重载
  4. 程序在调用对象时候会自动调用构造,无须手动调用,而且只会调用一次

析构函数语法: ~类名(){}

  1. 析构函数,没有返回值也不写void
  2. 函数名称与类名相同,在名称前加上符号 ~
  3. 析构函数不可以有参数,因此不可以发生重载
  4. 程序在对象销毁前会自动调用析构,无须手动调用,而且只会调用一次

示例:

#include
using namespace std;
#include 

//对象的初始化和清理
class Person
{
public:
	//1、构造函数
	//没有返回值
	//函数名与类名相同
	//构造函数可以有参数,可以发生重载
	//创建对象的时候,构造函数会自动调用,而且只调用一次
	Person()
	{
		cout << "Person 的构造函数的调用" << endl;
	}

	//2、析构函数 进行清理的操作
	//没有返回值 不写void
	//函数名与类名相同 在名称前加 ~
	//析构函数不可以有参数,不可以发生重载
	//对象在销毁前 会自动调用析构函数,而且只会调用一次
	~Person()
	{
		cout << "Person 的析构函数的调用" << endl;
	}
};

//构造和析构都是必须有的实现,如果我们自己不提供,编译器会提供一个空实现的构造和析构
void test01()
{
	Person p;	//在栈上的数据,test01执行完毕后,释放这个对象
}

int main()
{
	test01();

	//Person p;

	return 0;
}

4.2.2 构造函数的分类及调用

两种分类方式:

​ 按参数分为: 有参构造和无参构造

​ 按类型分为: 普通构造和拷贝构造

三种调用方式:

  • 括号法
  • 显示法
  • ​ 隐式转换法

示例:

#include
using namespace std;
#include 

//1、构造函数的分类和调用
//分类
//按照参数分类:无参构造(默认构造)  有参构造
//按照类型分类:普通构造  拷贝构造
class Person
{
public:
	//构造函数
	Person()
	{
		cout << "Person的无参构造函数调用" << endl;
	}

	Person(int a)
	{
		age = a;
		cout << "Person的有参构造函数调用" << endl;
	}

	//拷贝构造函数
	Person( const Person &p )
	{
		//将传入的人身上的所有属性,拷贝到我身上
		age = p.age;
		cout << "Person的拷贝构造函数调用" << endl;
	}

	~Person()
	{			
		cout << "Person的析构函数调用" << endl;
	}

	int age;
};

void test01()
{
	//1、括号法
	Person p1;	//默认构造函数调用
	Person p2(10);	//有参构造函数调用
	Person p3(p2);	//拷贝构造函数调用
	cout << "<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<" << endl;	//分隔

	//注意事项1
	//调用默认构造函数时,不要加()
	//下面这行代码,编译器会认为是一个函数的声明,不会认为在创建对象
	//Person p1();

	/*cout << "p2的年龄为:" << p2.age << endl;
	cout << "p3的年龄为:" << p3.age << endl;*/

	//2、显示法
	Person p4;
	Person p5 = Person(10);	//有参构造
	Person p6 = Person(p2);	//拷贝构造

	//Person(10);	//匿名对象	特点:当前行执行结束后,系统会立即回收掉匿名对象
	//cout << "aaaaa" << endl;

	//注意事项2
	//不要利用拷贝构造函数 初始化匿名对象	编译器会认为 Person (p3) === Person p3; 对象声明
	//Person(p3);
	cout << "<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<" << endl;	//分隔

	//3、隐式转换法
	Person p7 = 10;	//相当于写了Person p4 = Person(10);	 有参构造
	Person p8 = p7; //拷贝构造
	cout << "<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<" << endl;	//分隔
}

//调用
int main()
{
	test01();
	return 0;
}

4.2.3 拷贝构造函数调用时机

C++中拷贝构造函数调用时机通常有三种情况

  • 使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象
  • 值传递的方式给函数参数传值
  • 以值方式返回局部对象
#include
using namespace std;

//拷贝构造函数调用时机
//1、使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象

//2、值传递的方式给函数参数传值

//3、值方式返回局部对象


class Person
{
public:
	Person()
	{
		cout << "Person无参构造函数!" << endl; m_Age = 0;
	}

	Person(int age)
	{
		cout << "Person有参构造函数!" << endl;
		m_Age = age;
	}

	Person(const Person& p)
	{
		cout << "Person拷贝构造函数!" << endl;
		m_Age = p.m_Age;
	} //析构函数在释放内存之前调用 ~Person() { cout << "析构函数!" << endl; } public: int mAge; };

	~Person()
	{
		cout << "Person析构函数!" << endl;
	}

	int m_Age;
};

//1. 使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象 
void test01() 
{

	Person p1(20);
	Person p2(p1);

	cout << "P2的年龄为:" << p2.m_Age << endl;

}

//2. 值传递的方式给函数参数传值 //相当于Person p1 = p; 
void doWork(Person p) 
{ 
	
}

void test02()
{
	Person p; //无参构造函数 
	doWork(p);
}

//3. 以值方式返回局部对象 
Person doWork2()
{
	Person p1; 
	cout << (int *)&p1 << endl; 
	return p1; 
}

void test03() 
{ 
	Person p = doWork2(); 
	cout << (int*)&p << endl; 
}

int main() {

	test01();
	cout << "<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<" << endl;

	test02();
	cout << "<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<" << endl;

	test03();
	cout << "<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<" << endl;

	return 0;
}

4.2.4 构造函数调用规则

默认情况下,c++编译器至少给一个类添加3个函数

1.默认构造函数(无参,函数体为空)

2.默认析构函数(无参,函数体为空)

3.默认拷贝构造函数,对属性进行值拷贝

构造函数调用规则如下:

  • 如果用户定义有参构造函数,c++不在提供默认无参构造,但是会提供默认拷贝构造

  • 如果用户定义拷贝构造函数,c++不会再提供其他构造函数

示例:

#include
using namespace std;

//构造函数的调用规则
//1、创建一个类,C++编译器会给每个类都添加至少3个函数
//默认构造(空实现)
//析构函数(空实现)
//拷贝构造(值拷贝)


//2、
//如果我们写了有参构造函数,编译器就不再提供默认构造,依然提供拷贝构造
//如果我们写了拷贝构造函数,编译器就不在提供其他普通构造函数了
class Person
{
public:

	Person()
	{
		cout << "Person的默认构造函数调用" << endl;
	}

	Person(int age)
	{
		cout << "Person的有参函数调用" << endl;
		m_Age = age;
	}

	Person(const Person& p)
	{
		cout << "Person的拷贝构造函数调用" << endl;
		m_Age = p.m_age;
	}

	~Person()
	{
		cout << "Person的析构函数构造" << endl;
	}

	int m_Age;


};

//void test01()
//{
//	Person p;
//	p.m_Age = 18;
//
//	Person p2(p);
//
//	cout << "p2的年龄为:" << p2.m_Age << endl;
//}

void test02()
{
	Person p(18);

	Person p2(28);

	cout << "p2的年龄为:" << p2.m_Age << endl;
}

int main()
{
	//test01();
	test02();

	return 0;
}

4.2.5 深拷贝与浅拷贝

深浅拷贝是面试经典问题,也是常见的一个坑

浅拷贝:简单的赋值拷贝操作

深拷贝:在堆区重新申请空间,进行拷贝操作

图解:

C++学习笔记_第43张图片

示例:

#include
using namespace std;

//构造函数的调用规则
//1、创建一个类,C++编译器会给每个类都添加至少3个函数
//默认构造(空实现)
//析构函数(空实现)
//拷贝构造(值拷贝)


//2、
//如果我们写了有参构造函数,编译器就不再提供默认构造,依然提供拷贝构造
//如果我们写了拷贝构造函数,编译器就不在提供其他普通构造函数了
class Person
{
public:

	Person()
	{
		cout << "Person的默认构造函数调用" << endl;
	}

	Person(int age, int height)
	{
		cout << "Person的有参函数调用" << endl;
		m_Age = age;
		m_Height = new int(height);
	}

	//自己实现拷贝构造函数 解决浅拷贝带来的问题
	Person(const Person& p)
	{
		cout << "Person拷贝构造函数调用" << endl;
		m_Age = p.m_Age;
		//m_Height = p.m_Height; 编译器默认实现就是这行代码//深拷贝操作
		//深拷贝操作

		m_Height = new int(*p.m_Height);

	}

	~Person()
	{
		//析构代码,将堆区开辟数据做释放操作
		if (m_Height != NULL)
		{
			delete m_Height;
			m_Height = NULL;
		}
		cout << "Person的析构函数构造" << endl;
	}

	int m_Age;
	int* m_Height;	//身高

};

void test01()
{
	Person p1(18,160);
	cout << "p1的年龄为:" << p1.m_Age << "  身高为:" << *p1.m_Height << endl;

	Person p2(p1);
	cout << "p2的年龄为:" << p2.m_Age << "  身高为:" << *p2.m_Height << endl;
}

int main()
{
	test01();

	return 0;
}

总结:如果属性有在堆区开辟的,一定要自己提供拷贝构造函数,防止浅拷贝带来的问题

4.2.6 初始化列表

作用:

C++提供了初始化列表语法,用来初始化属性

语法:构造函数():属性1(值1),属性2(值2)... {}

示例:

#include
using namespace std;

//初始化列表的使用

class Person
{
public:

	//传统初始化操作
	/*Person(int a, int b, int c)
	{
		m_A = a;
		m_B = b;
		m_C = c;
	}*/

	//初始化列表初始化属性
	Person(int a, int b,int c) :m_A(a), m_B(b), m_C(c)
	{

	}

	int m_A;
	int m_B;
	int m_C;

};

void test01()
{
	//Person p(10, 20, 30);

	Person p(30,20,10);
	cout << "m_A = " << p.m_A << endl;
	cout << "m_B = " << p.m_B << endl;
	cout << "m_C = " << p.m_C << endl;
}

int main()
{
	test01();

	return 0;
}

4.2.7 类对象作为类成员

C++类中的成员可以是另一个类的对象,我们称该成员为 对象成员

例如:

class A {}
class B 
{ 
    A a; 
}

B类中有对象A作为成员,A为对象成员

那么当创建B对象时,A与B的构造和析构的顺序是谁先谁后?

示例:

#include
using namespace std;
#include 

//类对象作为类成员


//手机类
class Phone
{
public:

	Phone(string pName)
	{
		cout << "Phone的构造函数构造" << endl;
		m_PName = pName;
	}

	~Phone()
	{
		cout << "Phone的析构函数调用" << endl;
	}


	//手机品牌名称
	string m_PName;
};

//人类
class Person
{
public:

	// Phone m_Phone = pName;	隐式转换法
	Person(string name, string pName):m_Name(name) , m_Phone(pName)	//
	{
		cout << "Person的构造函数构造" << endl;
	}

	~Person()
	{
		cout << "Person的析构函数调用" << endl;
	}



	//姓名
	string m_Name;
	//手机
	Phone m_Phone;
	
};


//当其他类的对象作为本类的成员
//构造的时候先构造对象,再构造自身;
//析构的顺序于构造的顺序相反
void test01()
{
	Person p("张三","苹果MAX");

	cout << p.m_Name << "拿着:" << p.m_Phone.m_PName << endl;

}

int main()
{
	test01();

	return 0;
}
4.2.8 静态成员

静态成员就是在成员变量和成员函数前加上关键字static,称为静态成员

静态成员分为:

  • 静态成员变量
    • 所有对象共享同一份数据
    • 在编译阶段分配内存
    • 类内声明,类外初始化

示例1:静态成员变量

#include
using namespace std;

//静态成员变量

class Person
{
public:

	//1、所用对象都共享同一份数据
	//2、编译阶段就分配内存
	//3、类内声明,类外初始化操作
	static int m_A;

	//静态成员变量也是有访问权限的
private:
	static int m_B;
};

int Person::m_A = 100;
int Person::m_B = 200;

void test01()
{
	Person p;
	//100
	cout << p.m_A << endl;

	Person p2;
	p2.m_A = 200;
	
	//200
	cout << p.m_A << endl;
}

void test02()
{
	//静态成员变量不属于某个对象上,所有对象都共享同一份数据
	//因此静态成员变量有两种访问方式

	//1、通过对象进行访问
	/*Person p;
	cout << p.m_A << endl;*/


	//2、通过类名进行访问
	cout << Person::m_A << endl;
	//cout << Person::m_B << endl;	类外访问不到私有静态成员变量
}

int main()
{
	test01();

	return 0;
}

  • 静态成员函数
    • 所有对象共享同一个函数
    • 静态成员函数只能访问静态成员变量

示例2:静态成员函数

#include
using namespace std;

//静态成员函数
//所有对象共享一个函数
//静态成员函数只能访问静态成员变量

class Person
{
public:

	//静态成员函数
	static void func()
	{
		m_A = 100;	//静态成员函数 可以访问 静态成员函数
		//m_B = 200;	//静态成员函数 不可以访问 非静态成员变量,无法区分到底是哪个对象的m_B
		cout << "static void func调用" << endl;
	}

	static int m_A;	//静态成员变量
	int m_B;	//非静态成员变量

	//静态成员函数也是有访问权限的
	static void func2()
	{
		cout << "static void func2调用" << endl;
	}


};

//静态成员函数有两种访问方式
void test01()
{
	//1、通过对象进行访问
	Person p;
	p.func();


	//2、通过类名进行访问
	Person::func();

	//Person::func2()	类外访问不到私有的静态成员函数
}

int main()
{
	test01();

	return 0;
}

4.3 C++对象模型和this指针

4.3.1 成员变量和成员函数分开存储

在C++中,类内的成员变量和成员函数分开存储

只有非静态成员变量才属于类的对象上

示例:

#include
using namespace std;

//成员变量 和 成员函数 是分开存储的

class Person
{
public:
	int m_A;	//非静态成员变量 属于类的对象上

	static int m_B;	//静态成员变量 不属于类的对象上

	void func(){}	//非静态成员函数 不属于类的对象上

	static void func2(){}	//静态成员函数 不属于类的对象上

};
int Person::m_B = 0;

//静态成员函数有两种访问方式
void test01()
{
	Person p;
	//空对象占用内存空间为:1
	//C++编译器会给每个空对象也分配一个字节空间,是为了区分空对象内存的位置
	//每个空对象也应该有一个独一无二的内存地址
	cout << "size of p = " << sizeof(p) << endl;
}

void test02()
{
	Person p;
	cout << "size of p = " << sizeof(p) << endl;
}

int main()
{
	//test01();

	test02();

	return 0;
}

4.3.2 this指针概念

通过4.3.1我们知道在C++中成员变量和成员函数是分开存储的

每一个非静态成员函数只会诞生一份函数实例,也就是说多个同类型的对象会共用一块代码

那么问题是:这一块代码是如何区分那个对象调用自己的呢?

c++通过提供特殊的对象指针,this指针,解决上述问题。this指针指向被调用的成员函数所属的对象

this指针是隐含每一个非静态成员函数内的一种指针

this指针不需要定义,直接使用即可

this指针的用途:

  • 当形参和成员变量同名时,可用this指针来区分
  • 在类的非静态成员函数中返回对象本身,可使用return *this

示例:

#include
using namespace std;

class Person
{
public:
	Person(int age)
	{
		//this指针指向 被调用的成员函数 所属的对象
		this->age = age;
	}

	Person & PersonAddAge(Person& p)
	{
		this->age += p.age;

		//this是指向p2的指针,而*this指向的就是p2这个对象本体
		return *this;
	}

	int age;	//非静态成员变量 属于类的对象上
};

//1、解决名称冲突
void test01()
{
	Person p1(18);
	
	cout << "p1的年龄为:" << p1.age << endl;
}

//2、返回对象本身用*this
void test02()
{
	Person p1(10);

	Person p2(10);

	//链式编程思想
	p2.PersonAddAge(p1).PersonAddAge(p1).PersonAddAge(p1);

	cout << "p2的年龄为:" << p2.age << endl;

}

int main()
{
	//test01();

	test02();

	return 0;
}

4.3.3 空指针访问成员函数

C++中空指针也是可以调用成员函数的,但是也要注意有没有用到this指针

如果用到this指针,需要加以判断保证代码的健壮性

示例:

#include
using namespace std;

//空指针调用成员函数

class Person
{
public:
	
	void showClassName()
	{
		cout << "this is Person class" << endl;
	}

	void showPersonAge()
	{
		//报错原因是因为传入的指针是为NULL

		if (this == NULL)
		{
			return;
		}

		cout << "age = " << this->m_Age << endl;
	}

	int m_Age;	
};

//1、解决名称冲突
void test01()
{
	Person* p = NULL;

	p->showClassName();

	//p->showPersonAge();
}

int main()
{
	test01();

	return 0;
}

4.3.4 const修饰成员函数

常函数:

  • 成员函数后加const后我们称为这个函数为常函数
  • 常函数内不可以修改成员属性
  • 成员属性声明时加关键字mutable后,在常函数中依然可以修改

常对象:

  • 声明对象前加const称该对象为常对象
  • 常对象只能调用常函数

示例:

#include
using namespace std;

//常函数
class Person
{
public:
	
	//this指针的本质 是指针常量 指针的指向是不可以修改的
	// const Person * const this;
	//再成员函数后面加const,修饰的是this指向,让指针指向的值也不可以修改
	void showPerson() const
	{
		//this->m_A = 100;
		//this = NULL;	//this指针不可以修改指针的指向
	}

	void func()
	{
		m_A = 100;
	}

	int m_A;	
	mutable int m_B;	//特殊变量,即使在常函数中,也可以修改这个值(加关键子mutable)
};

void test01()
{
	Person* p = NULL;

	p->showPerson();
}

//常对象
void test02()
{
	const Person p;	//在对象前加const,变为常对象
	//p.m_A = 100;
	p.m_B = 100;	//m_B是特殊值,在常对象下也可以修改

	//常对象只能调用常函数
	p.showPerson();
	//p.func();	//常对象 不可以调用普通成员函数,因为普通成员函数可以修改属性
}

int main()
{

	return 0;
}

4.4 友元

生活中你的家有客厅(Public),有你的卧室(Private)

客厅所有来的客人都可以进去,但是你的卧室是私有的,也就是说只有你能进去

但是呢,你也可以允许你的好闺蜜好基友进去。

在程序里,有些私有属性 也想让类外特殊的一些函数或者类进行访问,就需要用到友元的技术

友元的目的就是让一个函数或者类 访问另一个类中私有成员

友元的关键字为 friend  

友元的三种实现

  • 全局函数做友元
  • 类做友元
  • 成员函数做友元

4.4.1 全局函数做友元

示例:

#include
using namespace std;
#include

//全局函数做友元

//建筑物类
class Building
{
	//goodGay全局函数是Building的好朋友,可以访问Building中私有成员
	friend void goodGay(Building* building);
public:
	Building()
	{
		m_SittingRoom = "客厅";
		m_BedRoom = "卧室";
	}
	string m_SittingRoom;	//客厅


private:
	string m_BedRoom;	//卧室
};

//全局函数
void goodGay(Building* building)
{
	cout << "好基友全局函数 正在访问:" << building->m_SittingRoom << endl;

	cout << "好基友全局函数 正在访问:" << building->m_BedRoom << endl;
}

void test01()
{
	Building building;
	goodGay(&building);
}

int main()
{
	test01();

	return 0;
}
4.4.2 类做友元

示例:

#include
using namespace std;
#include

//类做友元

//
class Building;


class GoodGay
{
public:

	GoodGay();

	void visit();	//参观函数 访问Building中的属性

	Building* building;
};

class Building
{
	//GoodGay是本类的好朋友可以访问,可以访问本类中的私有成员
	friend class GoodGay;
public:

	Building();

	string m_SittingRoom;	//客厅

private:

	string m_BedRoom;	//卧室

};

//类外写成员函数
Building::Building()
{
	m_SittingRoom = "客厅";
	m_BedRoom = "卧室";
}

GoodGay::GoodGay()
{
	//创建建筑物对象
	building = new Building;
}

void GoodGay::visit()
{
	cout << "好基友类正在访问:" << building->m_SittingRoom << endl;

	cout << "好基友类正在访问:" << building->m_BedRoom << endl;
}

void test01()
{
	GoodGay gg;
	gg.visit();
}

int main()
{
	test01();

	return 0;
}
4.4.3 成员函数做友元
#include
using namespace std;
#include

//类做友元

//
class Building;
class GoodGay
{
public:

	GoodGay();

	void visit();	//让visit函数可以访问Building中的私有成员
	void visit2();	//让visit2函数不可以访问Building中的私有成员

	Building* building;
};

class Building
{
	//告诉编译器 GoodGay类下的visit成员函数作为本类的好朋友,可以访问私有成员
	friend void GoodGay::visit();

public:
	Building();

public:

	

	string m_SittingRoom;	//客厅

private:

	string m_BedRoom;	//卧室

};

//类外实现成员函数
Building::Building()
{
	m_SittingRoom = "客厅";
	m_BedRoom = "卧室";
}

GoodGay::GoodGay()
{
	building = new Building;
}

void GoodGay::visit()
{
	cout << "visit 函数正在访问:" << building->m_SittingRoom << endl;
	cout << "visit 函数正在访问:" << building->m_BedRoom << endl;
}
void GoodGay::visit2()
{
	cout << "visit2 函数正在访问:" << building->m_SittingRoom << endl;
	//cout << "visit2 函数正在访问:" << building->m_BedRoom << endl;
}

void test01()
{
	GoodGay gg;
	gg.visit();
	gg.visit2();
}

int main()
{
	test01();

	return 0;
}

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