少兒編程C++快速教程之——1. 基礎語法和輸入輸出

在這里插入圖片描述

1. 歡迎來到C++編程世界！

1.1 什么是編程？

編程就像是給計算機寫一份詳細的"說明書"，告訴它該做什么、怎么做。C++是一種強大的編程語言，可以用來創建游戲、應用程序和各種有趣的軟件！

1.2 第一個C++程序：Hello World!

讓我們從一個簡單的程序開始，它會在屏幕上顯示"Hello World!"：

#include <iostream>  // 這行代碼告訴計算機我們要使用輸入輸出功能
using namespace std; // 這行代碼讓我們可以使用簡寫方式（如cout而不是std::cout）int main() {         // 每個C++程序都必須有一個main函數，程序從這里開始執行cout << "Hello World!" << endl; // 在屏幕上顯示文字return 0;        // 告訴計算機程序成功結束
}

試一試：

打開代碼編輯器（如Code::Blocks、Dev-C++或Visual Studio）
輸入上面的代碼
點擊"運行"或"編譯并運行"按鈕
看看屏幕上顯示了什么！

2. 變量：計算機的"記憶盒子"

2.1 什么是變量？

變量就像是計算機中的"記憶盒子"，我們可以把數據放進去，需要的時候再取出來。每個盒子都有一個名字（變量名）和類型（能放什么樣的數據）。

2.2 基本數據類型

數據類型	用途	示例
`int`	存儲整數	`int age = 15;`
`float`	存儲小數（單精度）	`float height = 1.75f;`
`double`	存儲小數（雙精度，更精確）	`double pi = 3.14159;`
`char`	存儲單個字符	`char grade = 'A';`
`string`	存儲文本（多個字符）	`string name = "小明";`
`bool`	存儲真/假值	`bool isRaining = true;`

注意： 使用string類型需要包含<string>頭文件。

2.3 聲明和使用變量

#include <iostream>
#include <string>   // 使用string類型需要這個
using namespace std;int main() {// 聲明變量并賦值int age = 15;float height = 1.75f;string name = "小明";char initial = 'X';bool likesPizza = true;// 使用變量cout << "姓名: " << name << endl;cout << "年齡: " << age << endl;cout << "身高: " << height << "米" << endl;cout << "名字首字母: " << initial << endl;if (likesPizza) {cout << name << "喜歡披薩!" << endl;} else {cout << name << "不喜歡披薩!" << endl;}return 0;
}

小練習： 創建一個程序，聲明幾個變量存儲你的個人信息并顯示出來。

3. 與計算機"對話"：輸入和輸出

3.1 輸出信息 (cout)

我們已經使用了cout來輸出信息。cout就像是計算機的"嘴巴"，可以說出我們想說的話。

#include <iostream>
using namespace std;int main() {// 輸出文字cout << "歡迎來到C++世界!" << endl;// 輸出變量的值int score = 95;cout << "你的分數是: " << score << endl;// 一次輸出多個內容string player = "小明";int level = 5;cout << "玩家:" << player << " 等級:" << level << endl;return 0;
}

3.2 獲取輸入 (cin)

cin就像是計算機的"耳朵"，可以聽到我們說的話（輸入）。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;int main() {string name;int age;cout << "請輸入你的名字: ";cin >> name;  // 獲取輸入并存儲到name變量中cout << "請輸入你的年齡: ";cin >> age;   // 獲取輸入并存儲到age變量中cout << "你好," << name << "! 你今年" << age << "歲了。" << endl;return 0;
}

注意： 當使用cin >>讀取字符串時，它會在遇到空格時停止。如果要讀取一整行文字，可以使用getline函數：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;int main() {string fullName;cout << "請輸入你的全名: ";cin.ignore(); // 清除之前的輸入緩沖區getline(cin, fullName); // 讀取一整行cout << "你的全名是: " << fullName << endl;return 0;
}

3.3 格式化輸出

有時候我們希望輸出的數據看起來更整齊，可以使用一些格式化方法：

#include <iostream>
#include <iomanip> // 用于格式化輸出
using namespace std;int main() {double pi = 3.1415926535;// 設置小數點后保留2位cout << fixed << setprecision(2);cout << "π的值是: " << pi << endl;// 設置輸出寬度cout << setw(10) << "姓名" << setw(5) << "年齡" << endl;cout << setw(10) << "小明" << setw(5) << 15 << endl;cout << setw(10) << "小紅" << setw(5) << 16 << endl;return 0;
}

小練習： 創建一個程序，詢問用戶三個科目的分數，然后計算并顯示平均分（保留2位小數）。

4. 數學運算：計算機的"計算器"

4.1 基本算術運算符

C++支持所有基本的數學運算：

#include <iostream>
using namespace std;int main() {int a = 10, b = 3;cout << "a + b = " << a + b << endl; // 加法: 13cout << "a - b = " << a - b << endl; // 減法: 7cout << "a * b = " << a * b << endl; // 乘法: 30cout << "a / b = " << a / b << endl; // 除法: 3 (整數除法)cout << "a % b = " << a % b << endl; // 取余: 1 (10除以3余1)// 浮點數除法float result = static_cast<float>(a) / b;cout << "浮點數除法: " << result << endl; // 3.33333return 0;
}

4.2 復合賦值運算符

這些運算符可以簡化代碼：

#include <iostream>
using namespace std;int main() {int x = 5;x += 3;  // 等同于 x = x + 3cout << "x += 3: " << x << endl; // 8x -= 2;  // 等同于 x = x - 2cout << "x -= 2: " << x << endl; // 6x *= 4;  // 等同于 x = x * 4cout << "x *= 4: " << x << endl; // 24x /= 3;  // 等同于 x = x / 3cout << "x /= 3: " << x << endl; // 8return 0;
}

4.3 自增和自減運算符

#include <iostream>
using namespace std;int main() {int count = 5;cout << "初始值: " << count << endl;count++; // 后置自增：先使用值，再增加1cout << "count++后: " << count << endl; // 6++count; // 前置自增：先增加1，再使用值cout << "++count后: " << count << endl; // 7count--; // 后置自減：先使用值，再減少1cout << "count--后: " << count << endl; // 6--count; // 前置自減：先減少1，再使用值cout << "--count后: " << count << endl; // 5return 0;
}

小練習： 編寫一個程序，將攝氏溫度轉換為華氏溫度。公式：F = C × 9/5 + 32

5. 做出決定：條件語句

5.1 if 語句

if語句讓程序能夠根據條件做出決定：

#include <iostream>
using namespace std;int main() {int score;cout << "請輸入你的分數: ";cin >> score;if (score >= 60) {cout << "恭喜你及格了!" << endl;}return 0;
}

5.2 if-else 語句

當條件不滿足時，可以使用else執行其他操作：

#include <iostream>
using namespace std;int main() {int number;cout << "請輸入一個數字: ";cin >> number;if (number % 2 == 0) {cout << "這是一個偶數" << endl;} else {cout << "這是一個奇數" << endl;}return 0;
}

5.3 else-if 語句（多條件判斷）

當有多個條件需要檢查時，可以使用else if：

#include <iostream>
using namespace std;int main() {int score;cout << "請輸入你的分數: ";cin >> score;if (score >= 90) {cout << "成績等級: A" << endl;} else if (score >= 80) {cout << "成績等級: B" << endl;} else if (score >= 70) {cout << "成績等級: C" << endl;} else if (score >= 60) {cout << "成績等級: D" << endl;} else {cout << "成績等級: F" << endl;}return 0;
}

5.4 購買賀卡題的實現

現在讓我們解決購買賀卡的問題：

#include <iostream>
using namespace std;int main() {int quantity;cout << "請輸入購買賀卡的數量: ";cin >> quantity;int totalCost;if (quantity <= 10) {totalCost = quantity * 8;} else if (quantity <= 20) {totalCost = quantity * 6;} else {totalCost = quantity * 4;}cout << "總費用: " << totalCost << "元" << endl;return 0;
}

小練習： 編寫一個程序，根據用戶年齡判斷是否可以觀看PG-13電影（13歲以上可以觀看）。

6. 重復執行：循環語句

6.1 for 循環

for循環當我們知道要重復多少次時使用：

#include <iostream>
using namespace std;int main() {// 打印1到10的數字for (int i = 1; i <= 10; i++) {cout << i << " ";}cout << endl;// 計算1到100的和int sum = 0;for (int i = 1; i <= 100; i++) {sum += i;}cout << "1到100的和是: " << sum << endl;return 0;
}

for循環的結構：

int i = 1：初始化計數器
i <= 10：循環條件
i++：每次循環后更新計數器

6.2 while 循環

while循環在不確定要循環多少次，但知道循環條件時使用：

#include <iostream>
using namespace std;int main() {// 打印1到10的數字int i = 1;while (i <= 10) {cout << i << " ";i++;}cout << endl;// 猜數字游戲int secretNumber = 42;int guess;cout << "猜一個1到100之間的數字: ";cin >> guess;while (guess != secretNumber) {if (guess < secretNumber) {cout << "太小了! 再試一次: ";} else {cout << "太大了! 再試一次: ";}cin >> guess;}cout << "恭喜你猜對了!" << endl;return 0;
}

6.3 do-while 循環

do-while循環至少執行一次，然后再檢查條件：

#include <iostream>
using namespace std;int main() {int number;do {cout << "請輸入一個正數: ";cin >> number;} while (number <= 0);cout << "你輸入的是: " << number << endl;return 0;
}

6.4 循環控制語句

break：立即退出循環
continue：跳過當前循環的剩余部分，直接開始下一次循環

#include <iostream>
using namespace std;int main() {// break示例：當i等于5時退出循環for (int i = 1; i <= 10; i++) {if (i == 5) {break;}cout << i << " ";}cout << endl; // 輸出: 1 2 3 4// continue示例：跳過偶數for (int i = 1; i <= 10; i++) {if (i % 2 == 0) {continue;}cout << i << " ";}cout << endl; // 輸出: 1 3 5 7 9return 0;
}

小練習： 編寫一個程序，使用循環打印出乘法表（如1×1=1, 1×2=2, …, 9×9=81）。

7. 綜合練習

7.1 計算階乘

#include <iostream>
using namespace std;int main() {int n;cout << "請輸入一個正整數: ";cin >> n;long long factorial = 1;for (int i = 1; i <= n; i++) {factorial *= i;}cout << n << "! = " << factorial << endl;return 0;
}

7.2 判斷素數

#include <iostream>
using namespace std;int main() {int num;cout << "請輸入一個正整數: ";cin >> num;bool isPrime = true;if (num <= 1) {isPrime = false;} else {for (int i = 2; i * i <= num; i++) {if (num % i == 0) {isPrime = false;break;}}}if (isPrime) {cout << num << "是素數" << endl;} else {cout << num << "不是素數" << endl;}return 0;
}

7.3 斐波那契數列

#include <iostream>
using namespace std;int main() {int n;cout << "請輸入斐波那契數列的項數: ";cin >> n;long long a = 0, b = 1;cout << "斐波那契數列前" << n << "項: ";for (int i = 0; i < n; i++) {cout << a << " ";long long next = a + b;a = b;b = next;}cout << endl;return 0;
}