C++ 教程 - 01 基础篇

文章目录

C++介绍
环境配置
第一个cpp程序
- 案例练习
变量
常量
关系运算符
逻辑运算符
条件运算符
位运算符
类型转换
分支
循环
程序调用
综合案例

C++介绍

基于C语言，继承了C的所有语法；
静态类型语言，需要先编译，再执行；
贴近底层硬件，运行速度快；
支持面向对象、面向泛型，增强版的C;
应用领域
编译（Compile），编译器将整个源代码翻译成机器码（二进制文件），一次性交给计算机执行，如C/C++；
解释（Interpret），由解释器将代码逐行解释为机器码，交给计算机执行，如 python/js ；
c++的运行
版本C++ 98、C++ 11、 C++ 14、 C++ 17、C++ 20

环境配置

集成开发环境Visual Studio ，编辑、编译；
下载地址
工具 -> 选项可调整字体等
项目上右键 -> 设为启动项目，做项目切换；
Ctrl + k, c 注释；
Ctrl + k, u 取消注释;

第一个cpp程序

#include <iostream>    // 包含头文件
using namespace std;  // 使用std 命名空间/*多行注释
int, 返回值类型
main，主函数
arr, 形式参数
{}, 函数体
*/
int main(char* arr[]) { //一个项目中仅仅一个main函数// cout 输出  cin >> 变量 输入// << 流输出运算符// endl  结束一行cout << "Hello jack" << endl; // 必须分号结束// 系统调用system("pause"); // 暂停return 0;
}

在这里插入图片描述
选中源码-右键-编译，可以生成.obj目标文件;
选中项目-右键-生成（build），可以生成exe文件；
查看路径如下：

案例练习

基于函数封装实现功能；
输入用户名，输出欢迎信息；

#include <iostream>    // 包含头文件
using namespace std;  // 使用std 命名空间// 函数封装 void 表示 函数没有返回值
void welcomeUser() {cout << "请输入用户名:" << endl;// C++ 支持字符串类型  而C不支持string name;// 输入cin >> name;// 输出欢迎信息cout << "Welcome " << name << endl;
}int main(char* arr[]) {// 调用函数welcomeUser();// 系统调用system("pause"); // 暂停return 0;
}

也可以将该函数定义在另一个源文件中，本源文件内仅仅声明即可使用。声明如void welcomeUser(); 是没有函数体的；编译器会自动查找。

变量

声明变量，即分配内存；
命名以字母、数字、下划线，不以数字开头；
在代码块{ }内部的变量为局部变量；在所有{}外的变量为全局变量；
局部变量必须先初始化赋值，才可以使用；而全局变量默认初始化；
代码块内部，优先查找（作用域最小的）局部变量，使用 :: + 变量访问全局变量；

#include <iostream>    // 包含头文件
using namespace std;  // 使用std 命名空间// 定义枚举类型
enum Sex
{MALE,  // 默认从0开始FEMALE
};int main(char* arr[]) {// 整型定义int age; // 变量的声明age = 23; // 初始化赋值// double  double score = 79.534;  // 声明并赋值  为变量定义float scoreF = 60.8f;// 字符串定义string name = "jack";string fullName = name + "li";  // 字符串的拼接// 布尔bool isGood = false;// 枚举enum Sex sex = MALE; // 定义 并赋值// 输出cout << "姓名：" << name << endl;cout << "全名：" << fullName << endl;cout << "性别：" << sex << endl;cout << "年龄：" << age << endl;cout << "分数：" << score << endl;cout << "是否好学生：" << isGood << endl;// 系统调用system("pause"); // 暂停return 0;
}

变量基本类型（本质占用多少内存空间）
- char，字符类型单引号+单字符；1byte；对应ASCII码整数值；
- short，短整型 2bytes
- int ，整型 2-4bytes，注意数据溢出，超出范围循环到另一端；一般使用int；
- long，4bytes
- long long 8bytes
- unsigned short/int/long/long long 无符号（非负）；
- unsigned char 无符号的字符
- float，单精度浮点型 4bytes
- double 双精度，8bytes
- string，字符串
- bool，true/false，本质为整型
- void 空类型；
- 整数字面量默认为int; 可以后缀指定 LL 长整型/ ULL无符号长整型
- 小数字面量默认为double; 指定后缀 f -> float，L -> long double;
- 字符串的字面量是字符的数组；
自定义类型
- enum，枚举
- struct，结构体
- union，共用体
sizeof 查看占用内存大小
- sizeof age

常量

const 类型常量名=赋值；值不可更改；
#define ABC 5 宏定义常量；
常量值不可更改

关系运算符

<、<=、 >、>= 优先；
==、!= 次之
表达式返回bool类型

逻辑运算符

&& 同true 则为true ，第一个为false，则不再计算第二个条件；
|| 有一个true 则返回true ，第一个为true，则不再计算第二个条件；
！取反
优先级
在这里插入图片描述

条件运算符

表达式？值1 ：值2
表达式为true，则取值1；否则取值2；
优先级较低，一般使用（）包裹；

位运算符

~ 按位取反；
<< 按位左移、>> 按位右移；如 int a = 5; a << 2; 一般无符号的数左移、右移；
& 按位与，同1则为1；
| 按位或，有1则为1；
^ 按位异或，相同则为0，不同则为1；
优先级从上到下依次降低；

类型转换

隐式转换，
- 短的数据类型向长的数据类型转换；如int -> long long; 4 + 5.5 这里4转为double
- short/char/bool 一般会转为int;
- 判断时，0转为false，非0转为true;
- 赋值时，右侧值类型转为左侧变量的类型；
强制转换，长的类型向短的类型中转换；
- int age = 5;
- double aa =（double）age; // C风格
- double bb = double(age); // C++风格
- static_cast<double>(age)

分支

if …else

if (表达式) {}if (表达式) {}
else if (表达式) {}
else {}

switch

int age = 5;
switch(age){ // 必须传入数值case 1: 语句；break;case 2: 语句；brea;default: 语句；
}

案例1：输入一个人的姓名，分数，输出他的平分等级；
>=90 优秀；
>=80 良好；
>=70中等；
>=60及格；
否则，不及格

#include <iostream>using namespace std;int main() {// declarestring name;double score;cout << "输入姓名:" << endl; // endl换行//获取输入cin >> name;cout << "输入分数:" << endl;cin >> score;// 判断if (score >= 90) {cout << name << ":优秀" << endl;}else if (score >= 80) {cout << name << ":良好" << endl;}else if (score >= 70) {cout << name << ":中等" << endl;}else if (score >= 60) {cout << name << ":及格" << endl;}else {cout << name << ":不及格" << endl;}// system("dir");system("pause");return 0;
}

案例2: 输入绩效等级，输出奖金数额；
使用switch

#include <iostream>using namespace std;int main() {// declarechar level;cout << "输入等级:" << endl;cin >> level;switch (level) { // 传入数值case 'A': cout << 1000 << endl; break;case 'B': cout << 500 << endl; break;case 'C': cout << 300 << endl; break;default: cout << "没有奖励" << endl;}// system("dir");system("pause");return 0;
}

循环

while
do…while
for
C是面向过程，为扩展C的功能，开发出了C++，扩展了面向对象、基于泛型的操作；
C的所有语法在C++中基本都可以使用；
由于C++的复杂性，基于C++ 实现了java语言，在保留好用的语法的同时，进行了不好的语法的修改；

while循环:

#include <iostream>using namespace std;int main() {// declarechar level;int i = 3;// 用户循环输入while (1) {// 异常捕获try{cout << "输入等级:" << endl;cin >> level;switch (level) {case 'A': cout << 1000 << endl; break;case 'B': cout << 500 << endl; break;case 'C': cout << 300 << endl; break;default: cout << "没有奖励" << endl;}--i;cout << "i:" << 5 / i << endl; //  除0会退出进程continue;  // 继续下次循环}catch (const std::exception&)  // 异常捕获 与java js类似{cout << "捕获异常" << endl;break; // 结束循环}}// system("dir");system("pause");return 0;
}

do…while:

int i = 10;
do {cout << "current i:" << i << endl;--i;
}while(i > 0);

for循环:

// C 的用法
int i;   
for(i=0; i < 10; i++){ // 满足i<10，则执行代码块，最后执行i++，再判断是否满足条件cout << "current i:" << i << endl;
}// 遍历数组元素  同java
int arr[] = {1, 2, 5, 9};
for (int e : arr) {if (e % 5 == 0) {continue; // 继续下次循环，后面的代码不再执行}else if(e / 3 == 3){break; // 结束循环}elsecout << e << endl;
}
// 最终输出 1 2

&nbsp；
goto 标签：跳转到语句块，不推荐使用

#include <iostream>
using namespace std;int main() {goto laufing; // 语句块 跳转 windows批处理支持goto// 声明语句块
laufing: cout << "input your name:" << endl;string name;cin >> name; // 直接输入空格，不会停止扫描，输入字符串后遇到空格则停止// name.empty()  是否为空// name.length() 长度// name.at(idx)  获取对应索引处的字符// name.substr(start_idx, count)  从idx索引开始，截取count个字符// name.find(sub_string)  返回找到的第一个位置的索引，找不到则返回一个很大的数字// name.rfind(sub_string) 从右边开始查找，返回第一个的起始索引// name.clear() 清空该地址的字符串if (name.empty()) { // 字符串为空cout << "empty name" << endl;goto laufing;}else if (name.length() < 2) {cout << "to short" << endl;goto laufing;}else{cout << "idx 0:" << name.at(0) << endl;cout << "substr:" << name.substr(1, 3) << endl;cout << "find:" << name.find("ja") << endl;cout << "find:" << name.rfind("ja") << endl;name.clear();cout << "clear:" << name << endl;}// system("dir");system("pause");return 0;
}

程序调用

源代码打断点，直接在对应的行处点击；再次点击取消断点
调试快捷键
- F5 开始调试，shift+F5 结束调试，Ctrl+F5 直接执行（不调试）
- F11 逐行执行，shift+F11 到下一个断点；
- shift+F9 快速监视变量值，选中一个变量->shift+F9，点击‘添加监视’
- 也可以点击菜单栏的‘调试’；

综合案例

输入一个自然数 n，判断是否为质数；
- 只能被1和自身整除，则为质数；
- 1和自身不用判断，可以取 2 -> n / 2 之间的值，依次判断是否被n整除；
- n特别大时，为优化性能，可以取 2 - > sqrt(n)之间的值来判断；

#include <iostream>
using namespace std;// bool是函数返回值类型
// n是函数的形式参数
bool isPrimer(int n){  //定义一个函数int i = 2;int upperVal = n / 2;// 标志位bool flag = true;while (i <= upperVal) {if(n % i == 0){flag = false;break;}++i;}if (flag) {cout << n << "是质数" << endl;return 1;}else {cout << n << "不是质数" << endl;return 0;}
}int main() {int n;cout << "input a value:" << endl;cin >> n;isPrimer(n);// system("dir");system("pause");return 0;
}

输入一个自然数n，输出n以内的所有质数；

int i;
for(i=2; i <= n/2; i++){if(isPrimer(i))cout << i << endl;  // 单行语句，可以省略 { }elsecontinue;
}

猜数字游戏
- 程序运行时，随机设定一个目标数值；
- 让用户输入一个数字，与目标数值比较；
- 大于目标值，则输出‘大了’；
- 小于目标值，则输出‘小了’；
- 等于目标值，则输出“恭喜，猜对了”


int main() {//当前时间戳 秒int curTimestamp = time(0);  // python中 time.time() 获取时间戳 秒  // js: new Date().getTime() 毫秒// 设置随机数种子// srand(10); 种子固定，则每次运行程序时，都产生同样的随机数，为了产生不同的随机数// 需要设置随机数的种子，即伪随机  --不是真正的随机srand(curTimestamp);//生成 100 内的随机数int target = rand() % 100;  // 1000以内就 %1000int guessTimes = 5;int curTimes = 1;int guessVal;while (curTimes <= guessTimes) {// 让用户输入cout << "input your guess:" << endl;cin >> guessVal;if (guessVal < target) {cout << "小了" << endl;++curTimes;}else if (guessVal > target) {cout << "大了" << endl;++curTimes;}else {cout << "恭喜，猜对了" << endl;break;}}if (curTimes > guessTimes) {cout << "game over" << endl;}// system("dir");system("pause");return 0;
}