【C++】基础语法（上）

C++基础语法

此语法笔记面向算法竞赛考研，可供参考，本人的一些笔记的记录~

失踪人口回归，将近半个月没有更新，那么接下来也会逐步开始更新分享知识内容~

---

本篇将分享cpp基础语法中的变量、输出输入语句、表达式、顺序语句、条件判断、循环
接下来将会保持定时定量的更新~敬请期待

01 变量、输入输出、表达式、顺序语句

主体结构

// 框架
#include 

using namespace std;

int main()
{
	/*
		结构
	*/
	return 0;
}

最简单的C++程序：

//头文件
#include 

using namespace std;//命名空间

//主函数
int main()
{
    cout << "Hello World" << endl;
    //cout 输出
    //cin 输入
    
    return 0;
}

常用头文件

iostream包括cin、cout、scanf、printf
cstdin包括scanf、printf、cmath
万能头文件bits/stdc++.h

变量

变量先定义才能使用。

#include 

using namespace std；
    
int main()
{
    1 byte = 8 bit
    bool false/true   1 byte 
    char 'a', 'c', ' ', '\n'   1 byte
    int -2147483648 ~ 2147483647   4 byte
    float 1.23, 2.5, 1.235e2, 单精度浮点数，6-7位有效数字   4 byte
    double 15-16位有效数字  8 byte
        
    long long  -2^63 ~2^63-1  8 byte
    long double 18-19位有效数字   16 byte
        
    return 0;
}

#include 

using namespace std；
    
int main()
{
    int a, b = 2, c =b;
    float d = 1.5, e = 1, f = 1.235e2;
    bool g = true, h = false;
    char j = 'a';
    long long l = 121212132323232LL;
    long dounle m = 121321.232;
    
    return 0;
}

输入输出

字符的读入

scanf("%c%c", &a, &b);      // 会把空格读入
cin >> a >> b;              // 会忽略中间的空格（1个或多个）

字符的输出

printf();
cout <<   << endl;

a+b问题

#include
#include

using namespace std;

int main()
{
	int a, b; //定义两个变量
	cout << "请输入a和b的值" << endl;
	cin >> a >> b; // 输入
	cout << a + b << endl; // 输出  endl --> 回车
	return 0;
}

#include
#include

using namespace std;

int main()
{
	int a, b;
	scanf("%d %d", &a, &b);
	printf("两数的和为：%d", a + b);
	return 0;
}

在算法中，在所有能用cin cout,都可以使用scanf printf ,但是反之就不一定可以了，前者的效率会低于后者。所以建议使用后者。

注意：使用printf时最好添加头文件#include 。

/*
int %d
float %f
char %c
double %lf
long long %lld
*/

这里有个点：

#include
#include

using namespace std;

int main()
{
	char a, b;
	scanf("%c%c", &a, &b); //---->这里的%c%c会读入空格，但是cin就不会，这也是cin与scanf的一个区别
    cin >> a >> b;
	printf("%c %c\n", a,b);
	return 0;
}

scanf 和 cin 的区别
注意：scanf 是不会自动过滤掉空格 和回车的 \n 的。

表达式

+ - * / %

#include
#include
#include
using namespace std;


int main()
{
	int a = 6 + 3 * 4 / 2 - 1;
	cout << a << endl;

	int b = a * 10 + 5 / 2;
	cout << b << endl;

	cout << 23 + 232 - 998 << endl;
	return 0;
}

#include
#include

using namespace std;

int main()
{
	int a = 6;
	int c = a++;
	cout << a << c << endl;

	int b = 6;
	int d = ++b;
	cout << b << d << endl;
	return 0;
 }

/*  
输出结果： 
76
77
*/

-= += /= *= %=

abs 函数

求两数的最大值，公式：

$max(a,b)=[\frac{a+b+abs(a-b)}{2}]$

也就是：

$max=[\frac{a+b+|a-b|}{2}]$

因为 “ 短 + 二者之差 = 长 ”

所以有 “ 长 + （ 短 + 二者之差 ）= 长 + 长 = 2 * 长 ”

变量的强制类型转换

#include
#include
#include
using namespace std;

int main()
{
	float x = 123.12;
	int y = (int)x;
	cout << x << " " << y << endl;
 
	return 0;
}
//输出结果
//123.12  123

笔记

浮点数的比较运算

#include
#include

using namspace std;
const double eps = 1e-6;
int main()
{
    double x = 1.23456789;
    double a = x * x;
    double b = sqrt(a);
    
    printf("%.10f\n", b);
    
    if(fabs(x-b) <= eps) puts("相等")；
    return 0;
}

#include
#include

using namespace std;
int main()
{
    int a = 3;
    if(fbs(sqrt(3) * sqrt(3) < 3))
        puts("相等");
    return 0;
}

02 判断语句

#include
#include

using namespace std;

int main()
{
	int score;
	cin >> score;
	if (score >= 60)
	{
		cout << "及格";
	}
	else
	{
		cout << "不及格";
	}
	return 0;
}

#include
#include

using namespace std;

int main()
{
	int grade;
	cin >> grade;
	/*if (grade >= 85) cout << 'A' << endl;
	else
	{
		if (grade >= 70) cout << 'B' << endl;
		else
		{
			if (grade >= 60) cout << 'C' << endl;
			else
				cout << 'D' << endl;
		}
	}*/
	//简化版本
	if (grade >= 85) cout << 'A' << endl;
	else if (grade >= 70) cout << 'B' << endl;
	else if (grade >= 60) cout << 'C' << endl;
    o
	else cout << 'D' << endl;
	return 0;
}

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
#include

using namespace std;

int main()
{
	int a, b;
	char c;
	cin >> a >> b >> c; 
	if (c == '+') cout << a + b << endl;
	else if (c == '-') cout << a - b << endl;
	else if (c == '*') cout << a * b << endl;
	else if (c == '/')
	{
		if (b == 0)cout << "Divied by zero!" << endl;
		else cout << a / b << endl;
	}
	else cout << "Invaild operator" << endl;
	return 0;
}

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
#include

using namespace std;

/*
判断闰年。闰年有两种情况
(1)能被100整除时，必须能被400整除；
(2)不能被100整除时，被4整除即可。
输入一个年份，如果是闰年输出yes,否则输出no。
*/
int main()
{
	int year;
	cin >> year;
	if (year % 100 == 0) {
		if (year % 400 == 0)cout << "yes" << endl;
		else cout << "no" << endl;
	}
	else
	{
		if (year % 4 == 0) cout << "yes" << endl;
		else cout << "no" << endl;
	}
	return 0;
}

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
#include

using namespace std;

int main()
{
	int a, b, c;
	cin >> a >> b >> c;
	if (a >= b && a >= c)cout << a << endl;
	if (b >= b && b >= c)cout << b << endl;
	if (c >= b && c >= a)cout << c << endl;
	return 0;
}

从未注意到的点

672. 税 - AcWing题库

#include

using namespace std;

int main()
{
    double salary;
    scanf("%lf", &salary);
    if(salary > 0 && salary <= 2000) printf("Isento");
    else if(salary > 2000 && salary <= 3000) printf("R$ %.2lf", (salary - 2000) * 0.08);
    else if(salary > 3000 && salary <= 4500) printf("R$ %.2lf", 80 + (salary - 3000) * 0.18);
    else printf("R$ %.2lf", 350 + (salary - 4500) * 0.28);
    return 0 ;
}

最开始我是

scanf("%.2lf", &salary);

然后在调试阶段就发现问题了

我就开始意识到是.2f的问题，于是翻了一下资料

果然~

• scanf("%lf", &salary) 用于读取一个带有任意小数位数的浮点数。这意味着用户可以输入类似 3000.2、3000.25 或 3000.254 等值。因此，当输入 3000.2 时，程序会执行 else if(salary > 2000 && salary <= 3000) 这个条件分支。

• scanf("%.2lf", &salary) 的格式化字符串 %.2lf 会截断输入的小数位数为两位。所以，不论用户输入的小数位数是多少，都会截断为两位小数。当输入 3000.2 时，实际上 salary 的值被截断为 3000.00，而不是期望的 3000.20。因此，程序会执行 else if(salary > 3000 && salary <= 4500) 这个分支。

这就是两个代码示例输出结果不同的原因。

总结起来，使用 scanf("%lf", &salary) 可以读取任意位数的小数值，而使用 scanf("%.2lf", &salary) 则只读取两位小数的值，并截断输入的其他小数位。

笔记

03 循环语句

斐波那契

f(1) = 1 f(2) = 1
n>=3  f(n) = f(n-1) + f(n-2)

#include
using namespace std;
int main()
{
    int a, b;
    a = 1;
    b = 1;
    int n;
    cin >> n;
    int i = 0;
    while(i < n - 1)
    {
        int c = a + b;
        a = b;
        b = c;
        i++;
    }
    cout << a << endl;
    return 0;
}

注意死循环！循环永久进行，无法结束

do while

使用很少，无论条件的值是什么，至少执行一次

先上车，再买票的feel~

#include
using namespace std;

int main()
{
    int s = 0;
    int i = 1;
    do
    {
        s += i;
        i++;
    }while( i <= 10);
    cout << s << endl;
    return 0;
}

for循环

for(int 语句; 条件语句; 表达式)
{

}

break和continue

判断质数

条件：n>=2,因数只有它本身和1

#include

using namespace std;
int main()
{
    int n;
    cin >> n;
    
    bool is_Prime = true;
    
    for(int = 2; i <= n; i++)
    {
        if (n % i ==  0)
        {
            // 看他的因子
            cout << i << endl;
            is_Prime = false;
            break;
        }
    }
    if(is_Prime) cout << "yes" << endl;
    else cout << "no" << endl;
    return 0;
}

输出1-100的偶数和

#include
using namespace std;

int main()
{
    int n;
    cin >> n;
    int sum = 0;
    for(int i = 0; i <= 100; i++)
    {
        if (i % 2) continue;
        sum += i;
    }
    cout << sum << endl;
    return 0;
}

多层循环

曼哈顿距离

$dist=|x1-x2|+|y1-y2|$

用曼哈顿距离解决菱形输出问题：

曼哈顿距离指的是两个点在标准坐标系上的绝对轴距离之和

输出 $n=5$ 的菱形矩阵，分析如下：

( 4 3 2 3 4 3 2 1 2 3 2 1 0 1 2 3 2 1 2 3 4 3 2 3 4 ) \left(\begin {array}{c} 4 &3 &2 &3 & 4 \\ 3 &2 &1 &2 &3 \\ 2 &1 &0 &1 &2 \\ 3 &2 &1 &2 &3 \\ 4 &3 &2 &3 & 4 \\ \end{array}\right) ​43234​32123​21012​32123​43234​ ​
若在元素值 <=代码：$$\frac{n}{2}$$输出*, >$$\frac{n}{2}$$输出空格即可

#include
#include

using namespace std;
int main()
{
    int n;
    cin >> n;
    
    int cx = n / 2, cy = n / 2;
    for(int i = 0;i < n; i++)
    {
        for(int j = 0; j < n; j++)
        {
            if(abs(i - cx) + abs(j - cy) <= n / 2)
                cout << '*';
            else
                cout << ' '；
        }
         cout << endl;
    }
    return 0;
}

想要空心的效果就将if(abs(i - cx) + abs(j - cy) <= n / 2)判断条件换成==就好了。

练习

偶数

编写一个程序，输出 11 到 100100 之间（包括 11 和 100100）的全部偶数。

输入格式

无输入。

输出格式

输出全部偶数，每个偶数占一行。

输入样例

No input

输出样例

2
4
6
...
100

#include

using namespace std;

int main()
{
    for(int i = 2; i <= 100; i += 2) cout << i << endl;
    
    return 0;
}

奇数

#include

using namespace std;

int main()
{
    for(int i = 2; i <= 100; i += 2) cout << i << endl;
    
    return 0;
}

正数

输入 66 个实数，它们要么是正数，要么是负数。

请你统计并输出正数的个数。

输入格式

六个数字，每个占一行。

输出格式

输出格式为 x positive numbers，其中 x为正数的个数。

数据范围

输入数字的绝对值不超过 100100。

输入样例：

7
-5
6
-3.4
4.6
12

输出样例：

4 positive numbers

#include

using namespace std;

int main()
{
    int cnt = 0;
    
    for(int i =0; i < 6; i++)
    {
        double x;
        cin >> x;
        if(x > 0) cnt++;
    }
    
    cout << cnt << " positive numbers" << endl;
    return 0;
}

连续奇数的和①

给定两个整数 X和 Y，输出在他们之间（不包括 X和 Y）的所有奇数的和。

输入格式

第一行输入 X，第二行输入 Y。

输出格式

输出一个整数，表示所有满足条件的奇数的和。

数据范围

−100≤X,Y≤100−100≤x,Y≤100

输入样例1：

6
-5

输出样例1：

5

输入样例2：

15
12

输出样例2：

13

输入样例3：

12
12

输出样例3：

0

#include
#include
using namespace std;

int main()
{
    int x, y;
    cin >> x >> y;
    
    if(x > y) swap(x, y);
    
    int sum = 0;
    int i = x + 1;
     while(i < y)
     {
         if(i % 2) sum += i;
         i++;
     }
     
     cout << sum << endl;
    return 0;
}

递增序列

//第一种输入方式
#include 
#include 

using namespace std;

int main()
{
    int x;
    while (true)
    {
        cin >> x;

        if (!x) break;

        for (int i = 1; i <= x; i ++ ) cout << i << ' ';
        cout << endl;
    }

    return 0;
}
//第二种输入方式
#include 
#include 

using namespace std;

int main()
{
    int x;
    while (cin >> x && x)
    {
        for (int i = 1; i <= x; i ++ ) cout << i << ' ';
        cout << endl;
    }

    return 0;
}
//第三种输入方式
#include 
#include 

using namespace std;

int main()
{
    int x;
    while (cin >> x, x)
    {
        for (int i = 1; i <= x; i ++ ) cout << i << ' ';
        cout << endl;
    }

    return 0;
}

完全数

一个整数，除了本身以外的其他所有约数的和如果等于该数，那么我们就称这个整数为完全数。

例如，66 就是一个完全数，因为它的除了本身以外的其他约数的和为 1+2+3=61+2+3=6。

现在，给定你 N个整数，请你依次判断这些数是否是完全数。

输入格式

第一行包含整数 N，表示共有 N 个测试用例。

接下来 N行，每行包含一个需要你进行判断的整数 X。

输出格式

每个测试用例输出一个结果，每个结果占一行。

如果测试数据是完全数，则输出 X is perfect，其中 X 是测试数据。

如果测试数据不是完全数，则输出 X is not perfect，其中 X是测试数据。

输入样例：

3
6
5
28

输出样例：

6 is perfect
5 is not perfect
28 is perfect

#include
using namespace std;

int main()
{
    int n; 
    cin >> n;
    while(n--)
    {
        int x;
        cin >> x;
        
        int s = 0;
        for(int i = 1; i < x; i++)
        {
            if(x % i == 0) s += i;
        }
        if(s == x) printf("%d is perfect\n",x);
        else printf("%d is not perfect\n",x);
    }
    return 0;
}

不幸的是，这样超时了，有时间限制。

为了提高效率，可以对算法进行一些优化，减少不必要的因子计算。一个常见的优化是只计算 x 的一半（包括1），然后将因子对应地相加。这可以减少循环次数，提高效率。

以下是优化后的代码示例：

#include 
using namespace std;

int main() {
    int n;
    cin >> n;
    while (n--) {
        int x;
        cin >> x;

        int s = 1; // 初始值设为1，包括1本身
        for (int i = 2; i <= sqrt(x); i++) {
            if (x % i == 0) {
                s += i;
                if (i != x / i) {
                    s += x / i;
                }
            }
        }
        
        if (s == x) {
            printf("%d is perfect\n", x);
        } else {
            printf("%d is not perfect\n", x);
        }
    }
    return 0;
}

这个优化后的代码应该更加高效，减少了因子的计算次数。它先计算 x 的平方根以下的因子，再根据对称性计算其它因子。这种优化应该能够显著减少运行时间，避免超时。

726. 质数 - AcWing题库

#include

using namespace std;
int main()
{
    int n;
    cin >> n;
    
    while(n--)
    {
        int x;
        cin >> x;
        bool is_prime = true;
        
        for(int i = 2; i * i <= x; i++)
        {
            if(x % i == 0)
            {
                is_prime = false;
                break;
            }
        }
        if(is_prime) printf("%d is prime\n", x);
        else printf("%d is not prime\n", x);
    }
    return 0;
}