C++ 入门

一、C++ 入门

1.1 程序编写

• C++ vesion：11

• C++ IDE：CLion

• 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。

• 第一段代码：

#include
/*
在 C++ 中，std 是一个重要的命名空间，代表标准库（Standard Library）。
标准库是 C++ 提供的一个丰富的函数、类和模板集合，提供了许多常用的功能和工具，包括输入输出、容器、算法、字符串处理、数学函数等。
它类似于 Java 中的 java.lang 包，其中包含了 Java 的核心类。
*/
using namespace std;

int main() {

    // 在 C++ 中，std::cout 是用于标准输出的流对象，类似于 Java 中的 System.out。
  	// `<<` 为输出运算符。
    // endl：表示换行并刷新输出流，类似于 "\n" 。
    cout << "Hello world" << endl;

    return 0;
}

1.2 注释

• 单行注释：

// 这是单行注释。

• 多行注释：

/*
这是多行注释。
*/

1.3 变量

• 代码示例：

#include

using namespace std;

int main() {

    // 变量的定义：数据类型 变量名 = 初始值
    int a = 10;

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

    return 0;
}

• 注意：C++ 在创建变量时，必须给变量一个初始值，否则会报错。
• 提示：初始化不是赋值，初始化的含义是创建变量时赋予其一个初始值，而赋值的含义是把对象的当前值擦除，而以一个新值来替代。
• 如果定义变量时，没有指定初始值，则变量被默认初始化，此时变量被赋予了“默认值”。
• 绝大多数类都支持无须显式初始化而定义对象，这样的类提供了一个合适的默认值。例如：

// empty 非显式地初始化为一个空串。
std::string empty;

1.4 常量

C++ 定义常量两种方式：宏常量和 const 修饰，用于记录程序中不可更改的数据。

• 方式一：#define 宏常量

#include

using namespace std;

// 常量值通常在文件上方定义，表示一个常量。
// #define 常量名。
#define MONTH 12

int main() {

    cout << "MONTH = " << MONTH << endl;
    // MONTH = 12

    int MONTH = 11;
    // 语法错误:“常数”

    return 0;
}

• 方式二：const 修饰的变量：

#include

using namespace std;


int main() {

    // 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。
    const int MONTH = 12;
    cout << "MONTH = " << MONTH << endl;
    // MONTH = 12

    const int MONTH = 11;
    // error: redefinition of 'MONTH'

    return 0;
}

• 提示：把常量定义为大写字母形式，是一个很好的编程实践。

1.5 关键字

关键字是 C++ 中预先保留的单词。（标识符）

• 注意：在定义变量或者常量时候，不要用关键字。

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

1.6 变量命名规则

• 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。
• 提示：尽量做到见名知意。

二、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

• 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)
int（整型）	4 字节	(-2^31 ~ 2^31-1)
long（长整型）	Windows 为4字节，Linux 为4字节(32位)，8字节(64位)	(-2^31 ~ 2^31-1)
long long（长长整型）	8 字节	(-2^63 ~ 2^63-1)

• 其中，数据类型 long long 是在 C++ 11 中新定义的。

2.2 带符号和无符号类型

• 除去布尔型和拓展的字符型之外，其他整型可以划分为带符号的（ signed ）和 无符号的（ unsigned ）两种。
• 带符号类型可以表示正数、负数或 0，无符号类型则仅能表示大于 0 的值。
• 类型 int 、short、long 和 long、long 都是带符号的，通过在这些类型名前添加 unsigned 就可以得到无符号类型，例如 unsinged long 。类型 unsigned int 可以缩写为 unsigned 。

2.3 sizeof 关键字

利用 sizeof 关键字可以统计数据类型所占内存大小。

• 语法格式：

sizeof( 数据类型 / 变量)

• 代码示例：

#include

using namespace std;


int main() {

    cout << "short size=" << sizeof(short) << endl;
    // short size = 2

    cout << "int size=" << sizeof(int) << endl;
    // int size = 4

    cout << "long size=" << sizeof(long) << endl;
    // long size = 4 (win)
    // long size = 8 (unix)

    cout << "long long size=" << sizeof(long long) << endl;
    // long long size = 8

    return 0;
}

2.4 实型（浮点型）

表示小数。

• 浮点型变量分为两种，区别在于表示的有效数字范围不同：

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

• 代码示例：

#include

using namespace std;

int main() {

    // 定义单精度、双精度实型。
    float f_num = 0.3f;
    cout << "float size =" << sizeof(f_num) << endl;
    // float size =4

    double d_num = 0.4;
    cout << "double size =" << sizeof(d_num) << endl;
    // double size = 8

    // 科学计数。
    float num1 = 3e-1;
    cout << "num1 =" << num1 << endl;
    // num1 =0.3

    return 0;
}

2.5 字符型

字符型变量用于显示单个字符。

• 定义字符变量：

#include 

using namespace std;

int main() {
    // 注意：不能使用双引号！
    char s = 'a';
    cout << s << endl;
    // a
    return 0;
}

• 注意事项：
  • 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。
  • 单引号内只能有一个字符，不可以是字符串。
• 补充说明：
  • 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。

2.6 字符串型

有两种方式定义字符串。

• 方式一：C 风格定义字符串

#include

using namespace std;

int main() {

    // C 语言风格定义格式：char 变量名[] = "字符串值"
    char name[] = "jan";

    cout << name << endl;
    // jan

    return 0;
}

• 方式二：C ++ 风格定义字符串

#include
// 这里  头文件，它会隐式地包含  头文件。

using namespace std;

int main() {

    // C++ 语言风格定义格式：string 变量名 = "字符串值"
    // 提示：这种风格定义，需要加入头文件 #include 。
    string name = "jan";

    cout << name << endl;
    // jan

    return 0;
}

2.7 转义序列

一些特殊含义的字符（如单引号、双引号、问号、反斜线）。需要用到转义字符，它们均以反斜线作为开始。

• C++ 语言规定的转义序列包括：

转义序列	作用
换行符	\n
纵向制表符	\v
反斜线	\\
回车符	\r
横向制表符	\t
退格符	\b
问号	\?
进纸符	\f
报警（响铃）符	\a
双引号	\"
单引号	\'

2.8 布尔类型

布尔数据类型代表真或假的值。

• bool 类型只有两个值：

  • true：表示真。

  • false：表示假。

• bool 类型占 1 个字节大小。

• 代码示例：

#include

using namespace std;

int main() {

    // 定义 bool 变量，初始值设置为 true。
    bool flag = true;
    cout << flag << endl;
    // 1

    // 再次赋值为 false。
    flag = false;
    cout << flag << endl;
    // 0

    // bool 变量所占字节大小。
    cout << "bool size =" << sizeof(flag) << endl;
    // bool size =1

    return 0;
}

2.9 类型选择建议

• 明确数值不能为负，选用无符号类型。
• 一般使用 int 执行整数运算，如果数值超过了 int 范围则选用 long long 。
• 在算术表达式中尽量不要使用 char 或 bool ，只有在存放字符或布尔值时才使用它们。（因为 char 在一些机器上是有符号，在一些机器上又是无符号的，使用的话可能会出现问题。）
• 如果需要一个不大的整数，可以明确指定为 singed char 或 unsigned char。
• 执行浮点数运算选用 double 。（因为 float 通常精度不够且两种精度计算代价差距较小。）
• long double 提供的精度在一般情况下是没有必要的，并且它带来的运算开销也不能忽视。

三、获取数据输入

cin >> 变量 用于从键盘获取数据。

• 代码示例：

#include

using namespace std;

int main() {

    string name;
    cout << "input name:" << endl;
    // 接收输入。
    cin >> name;
    cout << "hello " + name << endl;
    // input name:
    // jan
    // hello jan

    return 0;
}

四、结束语

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“-------怕什么真理无穷，进一寸有一寸的欢喜。”

微信公众号搜索：饺子泡牛奶。