C++ 教程 - 01 基礎篇

文章目錄

C++介紹
環境配置
第一個cpp程序
- 案例練習
變量
常量
關系運算符
邏輯運算符
條件運算符
位運算符
類型轉換
分支
循環
程序調用
綜合案例

C++介紹

基于C語言，繼承了C的所有語法；
靜態類型語言，需要先編譯，再執行；
貼近底層硬件，運行速度快；
?
支持面向對象、面向泛型，增強版的C;
應用領域
編譯（Compile），編譯器將整個源代碼翻譯成機器碼（二進制文件），一次性交給計算機執行，如C/C++；
解釋（Interpret），由解釋器將代碼逐行解釋為機器碼，交給計算機執行，如 python/js ；
c++的運行
版本C++ 98、C++ 11、 C++ 14、 C++ 17、C++ 20

環境配置

集成開發環境Visual Studio ，編輯、編譯；
下載地址
工具 -> 選項可調整字體等
項目上右鍵 -> 設為啟動項目，做項目切換；
Ctrl + k, c 注釋；
Ctrl + k, u 取消注釋;

第一個cpp程序

#include <iostream>    // 包含頭文件
using namespace std;  // 使用std 命名空間/*多行注釋
int, 返回值類型
main，主函數
arr, 形式參數
{}, 函數體
*/
int main(char* arr[]) { //一個項目中僅僅一個main函數// cout 輸出  cin >> 變量 輸入// << 流輸出運算符// endl  結束一行cout << "Hello jack" << endl; // 必須分號結束// 系統調用system("pause"); // 暫停return 0;
}

在這里插入圖片描述
選中源碼-右鍵-編譯，可以生成.obj目標文件;
選中項目-右鍵-生成（build），可以生成exe文件；
查看路徑如下：

案例練習

基于函數封裝實現功能；
輸入用戶名，輸出歡迎信息；

#include <iostream>    // 包含頭文件
using namespace std;  // 使用std 命名空間// 函數封裝 void 表示 函數沒有返回值
void welcomeUser() {cout << "請輸入用戶名:" << endl;// C++ 支持字符串類型  而C不支持string name;// 輸入cin >> name;// 輸出歡迎信息cout << "Welcome " << name << endl;
}int main(char* arr[]) {// 調用函數welcomeUser();// 系統調用system("pause"); // 暫停return 0;
}

也可以將該函數定義在另一個源文件中，本源文件內僅僅聲明即可使用。聲明如void welcomeUser(); 是沒有函數體的；編譯器會自動查找。

變量

聲明變量，即分配內存；
命名以字母、數字、下劃線，不以數字開頭；
在代碼塊{ }內部的變量為局部變量；在所有{}外的變量為全局變量；
局部變量必須先初始化賦值，才可以使用；而全局變量默認初始化；
代碼塊內部，優先查找（作用域最小的）局部變量，使用 :: + 變量訪問全局變量；

#include <iostream>    // 包含頭文件
using namespace std;  // 使用std 命名空間// 定義枚舉類型
enum Sex
{MALE,  // 默認從0開始FEMALE
};int main(char* arr[]) {// 整型定義int age; // 變量的聲明age = 23; // 初始化賦值// double  double score = 79.534;  // 聲明并賦值  為變量定義float scoreF = 60.8f;// 字符串定義string name = "jack";string fullName = name + "li";  // 字符串的拼接// 布爾bool isGood = false;// 枚舉enum Sex sex = MALE; // 定義 并賦值// 輸出cout << "姓名：" << name << endl;cout << "全名：" << fullName << endl;cout << "性別：" << sex << endl;cout << "年齡：" << age << endl;cout << "分數：" << score << endl;cout << "是否好學生：" << isGood << endl;// 系統調用system("pause"); // 暫停return 0;
}

變量基本類型（本質占用多少內存空間）
- char，字符類型單引號+單字符；1byte；對應ASCII碼整數值；
- short，短整型 2bytes
- int ，整型 2-4bytes，注意數據溢出，超出范圍循環到另一端；一般使用int；
- long，4bytes
- long long 8bytes
- unsigned short/int/long/long long 無符號（非負）；
- unsigned char 無符號的字符
- float，單精度浮點型 4bytes
- double 雙精度，8bytes
- string，字符串
- bool，true/false，本質為整型
- void 空類型；
- 整數字面量默認為int; 可以后綴指定 LL 長整型/ ULL無符號長整型
- 小數字面量默認為double; 指定后綴 f -> float，L -> long double;
- 字符串的字面量是字符的數組；
  ?
自定義類型
- enum，枚舉
- struct，結構體
- union，共用體
sizeof 查看占用內存大小
- sizeof age
  ?

常量

const 類型常量名=賦值；值不可更改；
#define ABC 5 宏定義常量；
常量值不可更改
?

關系運算符

<、<=、 >、>= 優先；
==、!= 次之
表達式返回bool類型

邏輯運算符

&& 同true 則為true ，第一個為false，則不再計算第二個條件；
|| 有一個true 則返回true ，第一個為true，則不再計算第二個條件；
！取反
優先級
在這里插入圖片描述

條件運算符

表達式？值1 ：值2
表達式為true，則取值1；否則取值2；
優先級較低，一般使用（）包裹；

位運算符

~ 按位取反；
<< 按位左移、>> 按位右移；如 int a = 5; a << 2; 一般無符號的數左移、右移；
& 按位與，同1則為1；
| 按位或，有1則為1；
^ 按位異或，相同則為0，不同則為1；
優先級從上到下依次降低；

類型轉換

隱式轉換，
- 短的數據類型向長的數據類型轉換；如int -> long long; 4 + 5.5 這里4轉為double
- short/char/bool 一般會轉為int;
- 判斷時，0轉為false，非0轉為true;
- 賦值時，右側值類型轉為左側變量的類型；
強制轉換，長的類型向短的類型中轉換；
- int age = 5;
- double aa =（double）age; // C風格
- double bb = double(age); // C++風格
- static_cast<double>(age)

分支

if …else

if (表達式) {}if (表達式) {}
else if (表達式) {}
else {}

switch

int age = 5;
switch(age){ // 必須傳入數值case 1: 語句；break;case 2: 語句；brea;default: 語句；
}

案例1：輸入一個人的姓名，分數，輸出他的平分等級；
>=90 優秀；
>=80 良好；
>=70中等；
>=60及格；
否則，不及格

#include <iostream>using namespace std;int main() {// declarestring name;double score;cout << "輸入姓名:" << endl; // endl換行//獲取輸入cin >> name;cout << "輸入分數:" << endl;cin >> score;// 判斷if (score >= 90) {cout << name << ":優秀" << 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: 輸入績效等級，輸出獎金數額；
使用switch

#include <iostream>using namespace std;int main() {// declarechar level;cout << "輸入等級:" << endl;cin >> level;switch (level) { // 傳入數值case 'A': cout << 1000 << endl; break;case 'B': cout << 500 << endl; break;case 'C': cout << 300 << endl; break;default: cout << "沒有獎勵" << endl;}// system("dir");system("pause");return 0;
}

循環

while
do…while
for
C是面向過程，為擴展C的功能，開發出了C++，擴展了面向對象、基于泛型的操作；
C的所有語法在C++中基本都可以使用；
由于C++的復雜性，基于C++ 實現了java語言，在保留好用的語法的同時，進行了不好的語法的修改；
?
while循環:

#include <iostream>using namespace std;int main() {// declarechar level;int i = 3;// 用戶循環輸入while (1) {// 異常捕獲try{cout << "輸入等級:" << 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 << "沒有獎勵" << endl;}--i;cout << "i:" << 5 / i << endl; //  除0會退出進程continue;  // 繼續下次循環}catch (const std::exception&)  // 異常捕獲 與java js類似{cout << "捕獲異常" << endl;break; // 結束循環}}// system("dir");system("pause");return 0;
}

?
do…while:

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

?
for循環:

// C 的用法
int i;   
for(i=0; i < 10; i++){ // 滿足i<10，則執行代碼塊，最后執行i++，再判斷是否滿足條件cout << "current i:" << i << endl;
}// 遍歷數組元素  同java
int arr[] = {1, 2, 5, 9};
for (int e : arr) {if (e % 5 == 0) {continue; // 繼續下次循環，后面的代碼不再執行}else if(e / 3 == 3){break; // 結束循環}elsecout << e << endl;
}
// 最終輸出 1 2

&nbsp；
goto 標簽：跳轉到語句塊，不推薦使用

#include <iostream>
using namespace std;int main() {goto laufing; // 語句塊 跳轉 windows批處理支持goto// 聲明語句塊
laufing: cout << "input your name:" << endl;string name;cin >> name; // 直接輸入空格，不會停止掃描，輸入字符串后遇到空格則停止// name.empty()  是否為空// name.length() 長度// name.at(idx)  獲取對應索引處的字符// name.substr(start_idx, count)  從idx索引開始，截取count個字符// name.find(sub_string)  返回找到的第一個位置的索引，找不到則返回一個很大的數字// name.rfind(sub_string) 從右邊開始查找，返回第一個的起始索引// name.clear() 清空該地址的字符串if (name.empty()) { // 字符串為空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;
}

程序調用

源代碼打斷點，直接在對應的行處點擊；再次點擊取消斷點
調試快捷鍵
- F5 開始調試，shift+F5 結束調試，Ctrl+F5 直接執行（不調試）
- F11 逐行執行，shift+F11 到下一個斷點；
- shift+F9 快速監視變量值，選中一個變量->shift+F9，點擊‘添加監視’
- 也可以點擊菜單欄的‘調試’；

綜合案例

輸入一個自然數 n，判斷是否為質數；
- 只能被1和自身整除，則為質數；
- 1和自身不用判斷，可以取 2 -> n / 2 之間的值，依次判斷是否被n整除；
- n特別大時，為優化性能，可以取 2 - > sqrt(n)之間的值來判斷；

#include <iostream>
using namespace std;// bool是函數返回值類型
// n是函數的形式參數
bool isPrimer(int n){  //定義一個函數int i = 2;int upperVal = n / 2;// 標志位bool flag = true;while (i <= upperVal) {if(n % i == 0){flag = false;break;}++i;}if (flag) {cout << n << "是質數" << endl;return 1;}else {cout << n << "不是質數" << endl;return 0;}
}int main() {int n;cout << "input a value:" << endl;cin >> n;isPrimer(n);// system("dir");system("pause");return 0;
}

輸入一個自然數n，輸出n以內的所有質數；

int i;
for(i=2; i <= n/2; i++){if(isPrimer(i))cout << i << endl;  // 單行語句，可以省略 { }elsecontinue;
}

猜數字游戲
- 程序運行時，隨機設定一個目標數值；
- 讓用戶輸入一個數字，與目標數值比較；
- 大于目標值，則輸出‘大了’；
- 小于目標值，則輸出‘小了’；
- 等于目標值，則輸出“恭喜，猜對了”


int main() {//當前時間戳 秒int curTimestamp = time(0);  // python中 time.time() 獲取時間戳 秒  // js: new Date().getTime() 毫秒// 設置隨機數種子// srand(10); 種子固定，則每次運行程序時，都產生同樣的隨機數，為了產生不同的隨機數// 需要設置隨機數的種子，即偽隨機  --不是真正的隨機srand(curTimestamp);//生成 100 內的隨機數int target = rand() % 100;  // 1000以內就 %1000int guessTimes = 5;int curTimes = 1;int guessVal;while (curTimes <= guessTimes) {// 讓用戶輸入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，猜對了" << endl;break;}}if (curTimes > guessTimes) {cout << "game over" << endl;}// system("dir");system("pause");return 0;
}