C++ 第一阶段（基础语法）

c++初识

创建项目

编写“HelloWorld”代码

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    cout << "Hello World!\n";
}

注释

单行注释 //表述信息

多行注释 /表述信息/

变量

作用:给一段指定的内存空间起名，方便操作这段内存

语法: 数据类型变量名 = 初始值；

变量存在的意义:方便我们管理内存空间

示例：

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    int a = 10;
    cout << a << "\n";
    cout << "Hello World!\n";
}

常量

作用：用于记录程序中不可更改的数据

C++定义常量的两种方式

1. #define 宏常量： #define 常量名常量值

- 通常在文件上方定义，表示一个常量

2. const 修饰的变量 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


#include <iostream>
using namespace std;

//define 定义宏常量
#define weekDay 7
int main()
{
	cout << "一周有" << weekDay << "天" << endl;
	//const修饰变量
	const int month = 12;
	cout << "一年有" << month << "月" << endl;
}

关键字

作用:关键字是C++中预先保留的单词(标识符)

注：关键字不可以做为变量的名称

标识符命名规则

作用:C++规定给标识符(变量、常量)命名时，有一套自己的规则
- 标识符不能是关键字
- 标识符只能由字母、数字、下划线组成

- 标识符是区分大小写的
- 第一个字符必须为字母或下划线

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教据类型，否则无法给变量分配内存

整型

作用:整型变是表示的是整数类型的数据

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)

sizeof关键字

作用:利用sizeof关键字可以统计数据类型所占内存大小
语法:sizeof( 数据笑型 /变量)

#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
	//short(2) int(4) long(4) long long (8)
	short a = 100;
	cout << "short 数据类型所占字节为" << sizeof(short) << endl;
	cout << "short 数据类型所占字节为" << sizeof(a) << endl;
	int b = 100;
	cout << "int 数据类型所占字节为" << sizeof(int) << endl;
	cout << "int 数据类型所占字节为" << sizeof(b) << endl;
	long c = 100;
	cout << "long 数据类型所占字节为" << sizeof(long) << endl;
	cout << "long 数据类型所占字节为" << sizeof(c) << endl;
	long long d = 1000;
	cout << "long long 数据类型所占字节为" << sizeof(long long) << endl;
	cout << "long long数据类型所占字节为" << sizeof(d) << endl;
}

实型（浮点型）

作用:用于表示小数
浮点型变量分为两种:
1.单精度float
2.双精度double

数据类型	占用空间	有效数宁范围
float	4字节	7位有效数字
double	8字节	15-16位有效数字

格式：

float 变量 = 数值f；

double 变量名 = 数值；

注：float数据类型变量后面必须加f，一般默认小数的数据类型为double，不加f会进行强制数据转换，造成数据丢失

示例：

#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
	//float
	float f1 = 3.1415f;
	//double
	double f2 = 3.1415926;
	//科学计数法 
	float f3 = 3e2;//3*10^2
	float f4 = 3e-2;//3*0.1^2
	cout << f1 << endl;
	cout << f2 << endl;
	cout << f3 << endl;
	cout << f4 << endl;
}

字符型

作用:字符型变量用于显示单个字符
语法:char ch = 'a';

注意1: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

注意2:单引号内只能有一个字符，不可以是字符串

C和C++中字符型变是只占用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

示例：

#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
	//1. 创建字符型变量
	char ch = 'a';
	cout << ch << endl;
	//2. 字符型数据类型所占的内存大小
	cout << "char字符型变量所占内存：" << sizeof(char) << endl;
	//3. 字符型变量对应的ASCLL码
	cout << (int)ch << endl;
	//4. 字符型变量相加
	cout << int('a' + 'b') << endl;
}

转义字符

作用:用于表示一些不能显示出来的ASCII字符

转义字符	含义	ASCII码值(十进制)
\a	警报	007
\b	退格(BS)。当前位置移到前一列	008
\f	换页(FF),将当前位置移到下页开头	012
\n	换行(LF),将当前位置移到下一行开头	010
\r	回车(CR),将当前位置移到本行开头	013
\t	水平制表(HT),跳到下一个TAB位置	009
\v	垂直制表(VT)	011
\\	代表一个反斜线字符"\"	092
\'	代表一个单引号(撒号)字符	039
\"	代表一个双引号字符	034
\?	代表一个问号	063
\0	数字0	000
\ddd	8进制转义字符，d范围0-7	3位8进制
\xhh	16进制转义字符，f，A~F	3位16进制

字符串型

作用：用于表示一串字符

两种风格

1. c风格字符串： char 变量名[] = "字符串值"

2. c++风格字符串： string 变量名 = "字符串值"

字符串值：

#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
	//1.C风格字符串
	char str[] = "hello world";
	cout << str << endl;
	//2. C++风格字符串
	string str2 = "hello world";
	cout << str2 << endl;
}

布尔类型bool

作用:布尔数据类型代表真或假的值

bool类型只有两个值:
true -真(本质是1)
false -假(本质是0)

示例：

#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
	//1.创建布尔类型的值并输出
	bool flag = true;
	cout << flag << endl;
	flag = false;
	cout << flag << endl;

	//2.查看bool类型所占内存空间
	cout << "bool类型所占内存空间：" << sizeof(bool) << endl;
}

注：

bool类型处了0代表假，其他都为真

示例：

数据的输入

作用:用于从健盘获取数据

#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
	1.整型
	//int a = 0;
	//cout << "请给整型a赋值" << endl;
	//cin >> a;
	//cout << a << endl;
	2.浮点型
	//float b;
	//cout << "请给浮点型b赋值" << endl;
	//cin >> b;
	//cout << b << endl;
	3.字符型
	//char c;
	//cout << "请给字符型c赋值" << endl;
	//cin >> c;
	//cout << c << endl;
	4.字符串型
	//string d;
	//cout << "请给字符串型d赋值" << endl;
	//cin >> d;
	//cout << d << endl;
	//5.布尔类型
	bool e;
	cout << "请给布尔类型e赋值" << endl;
	cin >> e;
	cout << (bool)e << endl;
}

注：

bool类型的输入只有0和1两种

在bool类型的输入时，当你输入字符串"true"时，cin尝试将这个字符串转换为一个整数。由于"true"并不是一个有效的整数表示形式，转换失败，并且很可能导致输入流进入错误状态。如果cin成功读取了一些字符并且它们可以转换为数字（例如，你输入的是"1true"，那么它会读取前面的1），剩余的部分（即"true"）会被留在输入流中，但这并不是你期望的行为。

要正确地处理布尔类型的输入，你应该输入1代表true，或者0代表false。如果你确实需要从文本输入（如"true"或"false"）中读取布尔值，你需要自己编写逻辑来处理这种转换，例如使用条件语句检查输入的字符串并相应地设置布尔变量。

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    bool e;
    std::string input;

    std::cout << "请给布尔类型e赋值 (输入 true 或 false): ";
    std::cin >> input;

    if (input == "true") {
        e = true;
    } else if (input == "false") {
        e = false;
    } else {
        std::cout << "输入错误，请输入 true 或 false。" << std::endl;
        return 1;
    }

    // 使用布尔变量e...
    std::cout << "布尔变量e的值是: " << std::boolalpha << e << std::endl;
    return 0;
}

运算符

作用:用于执行代码的运算

运算符类型	作用
算术运算符	用于处理四则运算
赋值运算符	用于将表达式的值赋给变量
比较运算符	用于表达式的比较，并返回一个真值或假值
逻辑运算符	用于根据表达式的值返回真值或假值

算数运算符

作用:用于处理四则运算

赋值运算符

作用:用于将表达式的值赋给变量

比较运算符

作用:用于表达式的比较，并返回一个真值或假值

逻辑运算符

作用:用于根据表达式的值返回真值或假值

程序流程结构

循环结构C/C++支持最基本的三种程序运行结构:顺序结构、选择结构、循环结构
顺序结构:程序按顺序执行，不发生跳转
选择结构:依据条件是否满足，有选择的执行相应功能

循环结构:依据条件是否满足，循环多次执行某段代码

选择结构

if语句

作用:执行满足条件的语句
If语句的三种形式：单行格式If语句、多行格式if语句、多条件的if语句

单行格式If语句 if（条件）{条件满足执行的语句}

多行格式if语句 if（条件）{条件满足执行的语句}else{条件不满足执行的语句 };

多条件的if语句 if(条件1){条件1满足执行的语句} else if(条件2){条件2满足执行的语句}.....else{都不满足执行的语句}

嵌套if语句:在I语句中，可以嵌套使用if语句，达到更精确的条件判断

三目运算符

作用:通过三目运算符实现简单的判断
语法:表达式1 ? 表达式2 : 表达式3

解释：

如果表达式1的估为真，执行表达式2，并返回表达式2的结果

如果表达式1的值为假，执行表达式3，并返回表达式3的结果

示例：、

#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
	//输出1和2哪个大
	cout << (1 > 2 ? 1 : 2) << endl;
}

switch语句

作用:执行多条件分支语句

语法：

循环结构

while循环语句

作用:满足循环条件，执行循环语句
语法：
while(循环条件){循环语句}
解释:只要循环条件的结果为真，就执行循环语句

do...while循环语句

作用:满足循环条件，执行循环语句
语法:do{循环语句 } while(循环条件);
注意:与while的区别在于do..while会先执行一次循环语句再判断循环条件

for循环语句

作用:满足循环条件，执行循环语句
语法:for(起始表达式;条件表达式;末尾循环体){循环语句;}

跳转语句

break语句

作用: 用于跳出选择结构或者循环结构

break使用的时机:
出现在switch条件语句中，作用是终止上case并跳出switch

出现在循环语句中，作用是跳出当前的循环语句

出现在嵌套循环中，跳出最近的内层循环语句

continue语句

作用:在循环语句中跳过本次循环中余下尚未执行的语句，继续执行下一次循环

goto语句

作用:可以无条件跳转语句
语法:
goto 标记;
解释:如果标记的名称存在，执行到goto语句时，会跳转到标记的位置

示例：

#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
	cout << "1.xxx" << endl;
	goto flag;
	cout << "2.xxx" << endl;
	cout << "3.xxx" << endl;
	flag:
	cout << "4.xxx" << endl;
}

数组

一维数组

一维数组定义方式

一维数组定义的三种方式:
1.数据类型数组名[数组长度 ];
2.数据炎型数组名[数组长度 ] = {值1，值2...};
3.数据类型数组名[]={值1，值2 ...};

注：数组的下标从0开始

一维数组名称的用途:
1.可以统计整个数组在内存中的长度

2.可以获职教组在内存中的首地址

#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
	int arr[2][3] = { 
		{1,2,3},
		{4,5,6}
	};
	cout << "二维数组占用内存空间为：" << sizeof(arr) << endl;
	cout << "二维数组第一行占用内存为：" << sizeof(arr[0]) << endl;
	cout << "二维数组第一个元素占用的内存空间为：" << sizeof(arr[0][0]) << endl;
	cout << "二维数组的行数为：" << sizeof(arr)/sizeof(arr[0]) << endl;
	cout << "二维数组的列数为：" << sizeof(arr[0])/sizeof(arr[0][0]) << endl;


	cout << "二维数组的首地址为：" << (int)arr<< endl;
	cout << "二维数组第一行首地址为：" << (int)arr[0] << endl;
	cout << "二维数组的二行首地址为" << int(arr[0] + sizeof(arr[0]) / sizeof(arr[0][0])) << endl;
	cout << "二维数组的二行首地址为" <<  int(arr[1])<< endl;
	cout << (int)(&arr[0] + sizeof(arr[0]) / sizeof(arr[0][0])) << endl;
}

二维数组

二维数组定义的四种方式:
1.数据类型数組名[行数 ][ 列数 ];

2致据类型数組名[ 行数 ][ 列数 ]={{数据1，数2 }，{致据3，数据4 }};

3. 数据类型数姐名[行数][ 列数 ]-{数据1，数据2，数据3，数据4};

4. 数据类型数组名[ |[ 列数 ]-{数据1，数据2，数据3，数据4};
建议:以上4种定义方式，利用第二种更加直观，提高代码的可读性

总结:在定义二维数组时，如果初始化了数据，可以省略行数

函数

概述
作用:将一段经常便用的代码封装起来，减少重复代码一个较大的程序，一般分为若干个程序块，每个模块实现特定的功能,

函数的定义

函数的定义一般主要有5个步骤:
1、返回值类型
2、函数名
3、参数表列
4、函数体语句
5、return 表达式

返回值类型:一个的数可以返回一个值，在的数定义中

函数名:给函数起个名称

参数列表:使用该函数时，传入的数据

函数体语句:花括号内的代码，虽数内需要执行的语句

return表达式:和返回值类型挂钩，函数执行完后，返回相应的教据

函数的调用

#include<iostream>
using namespace std;
int add(int num1, int num2) {
	return num1 + num2;
}
int main() {
	int a = 10;
	int b = 20;
	int c = add(a, b);
	cout << c << endl;
}

注：a和b称为实际参数，简称实参

当调用函数时候，实参的值会传递给形参

num1和num2为形参

值传递

- 所谓值传递，就是函数调用时实参将数值传入给形参

- 值传递时，如果形参发生，并不会影响实参

函数的声明

当函数的定义在main函数之前则不需要声明，若在main之后则需要先声明

示例：

如下图所示，不声明函数并将函数定义在main函数之后

正确声明并调用函数

#include<iostream>
using namespace std;
int add(int num1, int num2);
int main() {
	int a = 10;
	int b = 20;
	int c = add(a, b);
	cout << c << endl;
}

int add(int num1, int num2) {
	return num1 + num2;
}

注：声明可以写多次，定义只可以写一次

函数的分文件编写

作用:让代码结构更加清晰
函数分文件编写一般有4个步骤
1.创建后缀名为.h的头文件

2.创建后缀名为,cpp的源文件

3.在头文件中写函数的声明

4.在源文件中写函数的定义

指针

指针的作用:可以通过指针间接访问内存

- 内存编号是从0开始记录的，一般用十六进制数字表示

- 可以利用指针变量保存地址

指针定义的语法: 数据类型 *指针变量名:

示例：

#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
	int a = 10;
	//1. 定义指针
	int* p;

	//让指针记录变量a的地址
	p = &a;
	cout << "a的地址为：" << &a << endl;
	cout << "指针p所指向的地址为：" << p << endl;
	//2.使用指针
	//可以通过解引用的方式来找到指针指向的内存
	//指针前加 *代表解引用，找到指针指向的内存中的数据
	*p = 1000;
	cout << "a=" << a << endl;
	cout << "*p=" << *p << endl;
}

指针所占内存空间

在 32位操作系统下: 占用4个字节空间，64位下占8个字节

空指针和野指针

空指针:指针变量指向内存中编号为0的空间
用途:初始化指针变量
注意:空指针指向的内存是不可以访问的

野指针:指针变是指向非法的内存空间

示例：

#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
	//指针变量p指向内存地址编号为0x1100空间
	int* p = (int*)0x1100;

	//方位野指针报错
	cout << *p << endl;
}

注：指针变量不能注册内存空间，只能赋值

const修饰指针

const修饰指针有三种情况
1.const修饰指针 … 常量指针

- 指针的指向可以修改，但是指针指向的值不可以改

- const int * p = &a;
2.const修饰常量 … 指针常量

- 指针的指向不司以改，指计指向的值可以改

- 例： int * const p = &a;
3.const即修饰指针，又修饰常量

- 例：const int * const p = &a;

指针和数组

示例：

#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
	//利用指针访问数组中的元素
	int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	cout << "第一个元素为：" << arr[0] << endl;
	int* p = arr;
	cout << "利用指针访问数组第一个元素：" << *p << endl;
	p++;//让指针向后偏移4个字节
	cout << "利用指针访问数组第二个元素：" << *p << endl;
}

指针与函数

#include<iostream>
using namespace std;
void swap(int* a, int* b) {
	int temp = *a;
	*a = *b;
	*b = temp;
}
int main() {
	int a = 10;
	int b = 20;
	swap(&a, &b);
	cout << "a=" << a << endl;
	cout << "b=" << b << endl;
}

结构体

结构体基本概念

结构体属于用户自定义的数据类型允许用户存储不同的数据类型

结构体定义和使用

语法:struct结构体名{结构体成员列表 };
通过结构体创建变量的方式有三种:
- struct 结构体名变量名
- struct 结构体名变晕名={成员1值，成员2值...]}
- 定义结构体时顺便创建变量

示例：

#include<iostream>
using namespace std;
struct student {
	string name;
	int age;
	int score;
}s3;
int main() {
	//结构体定义与使用
	// struct 结构体名 变量名
	struct student s1;
	s1.name = "张三";
	s1.age = 18;
	s1.score = 100;
	cout << "姓名：" << s1.name << "年龄：" << s1.age << "分数" << s1.score << endl;
	//struct 结构体名 变晕名={成员1值，成员2值...}
	struct student s2 = { "李四",12,100 };
	cout << "姓名：" << s2.name << "年龄：" << s2.age << "分数" << s2.score << endl;
	//定义结构体时顺便创建变量
	s3 = { "王五",13,100 };
	cout << "姓名：" << s1.name << "年龄：" << s1.age << "分数" << s1.score << endl;
}

注：在定义结构体变量时可以不用加struct (结构体名变量名)

结构体数组

作用：将自定义的结构体放入到数组中方便维护

语法：结构体名数祖名[元素个数] = {{},{},.....}

示例：

#include<iostream>
using namespace std;
//创建结构体
struct student {
	string name;
	int age;
	int score;
};
int main() {
	//创建结构体数组
	struct student stuArray[3] = {
		{"lili",12,100},
		{"jack",12,100},
		{"mike",13,100}
	};
	//遍历结构体数组中的数据
	for (int i = 0; i < 3; i++) {
		cout << "姓名：" << stuArray[i].name 
			<< "年龄：" << stuArray[i].age 
			<< "分数" << stuArray[i].score << endl;
	}
}

结构体指针

作用:通过指针访问结构体中的成员
利用操作符 -> 可以通过结构体指针访问结构体属性

示例：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
//创建结构体
struct student {
	string name;
	int age;
	int score;
};
int main() {
	//创建学生结构体变量
	struct student s2 = { "李四",12,100 };
	//通过指针指向结构体变量
	student* p = &s2;
	//通过指针访问结构体变量中的数据
	cout << "姓名：" << p->name 
		<< "年龄：" << p->age 
		<< "分数" << p->score << endl;
}

结构体嵌套结构体

作用: 结构体中的成员可以是另一个结构体
例如:每似老师辅导一个学员，一个老师的结构体中，记录一个学生的结构体

示例：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
//创建结构体
struct student {
	string name;
	int age;
	int score;
};
struct teacher {
	int id;
	string name;
	int age;
	struct student stu;
};
int main() {
	teacher t;
	t= { 1,"lucy",30,{"lili",13,100}};
	cout <<"老师编号："<<t.id
		<< "老师姓名：" <<t.name
		<<"老师年龄" << t.age
		<< "学生姓名：" << t.stu.name
		<< "学生年龄：" << t.stu.age
		<< "学生分数" << t.stu.score << endl;
}

结构体做函数参数

作用:将结构体作为参数向函数中传递传递方式有两种
- 值传递
- 地址传递

#include<iostream>
using namespace std;
//创建结构体
struct student {
	string name;
	int age;
	int score;
};
//值传递
void printStu(student s1) {
	cout << "姓名：" << s1.name 
		<< "年龄：" << s1.age 
		<< "分数" << s1.score << endl;
}
//址传递
void printStu2(student* p) {
	cout << "姓名：" << p->name
		<< "年龄：" << p->age 
		<< "分数" << p->score << endl;
}
int main() {
	struct student s2 = { "李四",12,100 };
	student* p = &s2;
	printStu(s2);
	printStu2(p);
}

结构体中const使用场景

作用:用const来防止误操作

示例1：若相对结构体变量中其中一个变量设置为不可更改则如下

#include<iostream>
using namespace std;
//创建结构体
struct student {
	string name;
	const int age;
	int score;
};
//址传递
//将函数中的形参改为指针，可以减少内存空间，而且不会复制新的副本出来
void printStu2(student* p) {
	//p->age = 200;
	cout << "姓名：" << p->name
		<< "年龄：" << p->age
		<< "分数" << p->score << endl;
}
int main() {
	struct student s2 = { "李四",12,100 };
	student* p = &s2;
	printStu2(p);
}

示例2：使结构体变量整体都不可修改

void printStu2(const student* p) {
	p->age = 200;
	cout << "姓名：" << p->name
		<< "年龄：" << p->age
		<< "分数" << p->score << endl;
}