C++01-基础
1. C++基础
1.1 注释
作用:在代码中加一些说明和解释,方便自己或其他程序员程序员阅读代码
两种格式
- 单行注释:
// 描述信息
- 通常放在一行代码的上方,或者一条语句的末尾,==对该行代码说明==
- 多行注释:
/* 描述信息 */
- 通常放在一段代码的上方,==对该段代码做整体说明==
1.2 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;
1.3 常量
作用:用于记录程序中不可更改的数据
C++定义常量两种方式
#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
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
1.4 关键字
作用:关键字是C++中预先保留的单词(标识符)
- 在定义变量或者常量时候,不要用关键字
C++关键字如下:
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 |
提示:在给变量或者常量起名称时候,不要用C++得关键字,否则会产生歧义。
1.5 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
- 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
建议:给标识符命名时,争取做到见名知意的效果,方便自己和他人的阅读
2. 数据类型
2.1 整型
作用:整型变量表示的是==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(长整形) | Windows为4字节,Linux为4字节(32位),8字节(64位) | (-2^31 ~ 2^31-1) |
long long(长长整形) | 8字节 | (-2^63 ~ 2^63-1) |
2.2 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( 数据类型 / 变量)
示例:
1 | int main() { |
整型结论:==short < int <= long <= long long==
2.3 实型(浮点型)
作用:用于表示小数
浮点型变量分为两种:
- 单精度float
- 双精度double
两者的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 |
2.4 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
ASCII码表格:
ASCII值 | 控制字符 | ASCII值 | 字符 | ASCII值 | 字符 | ASCII值 | 字符 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
0 | NUT | 32 | (space) | 64 | @ | 96 | 、 |
1 | SOH | 33 | ! | 65 | A | 97 | a |
2 | STX | 34 | “ | 66 | B | 98 | b |
3 | ETX | 35 | # | 67 | C | 99 | c |
4 | EOT | 36 | $ | 68 | D | 100 | d |
5 | ENQ | 37 | % | 69 | E | 101 | e |
6 | ACK | 38 | & | 70 | F | 102 | f |
7 | BEL | 39 | , | 71 | G | 103 | g |
8 | BS | 40 | ( | 72 | H | 104 | h |
9 | HT | 41 | ) | 73 | I | 105 | i |
10 | LF | 42 | * | 74 | J | 106 | j |
11 | VT | 43 | + | 75 | K | 107 | k |
12 | FF | 44 | , | 76 | L | 108 | l |
13 | CR | 45 | - | 77 | M | 109 | m |
14 | SO | 46 | . | 78 | N | 110 | n |
15 | SI | 47 | / | 79 | O | 111 | o |
16 | DLE | 48 | 0 | 80 | P | 112 | p |
17 | DCI | 49 | 1 | 81 | Q | 113 | q |
18 | DC2 | 50 | 2 | 82 | R | 114 | r |
19 | DC3 | 51 | 3 | 83 | S | 115 | s |
20 | DC4 | 52 | 4 | 84 | T | 116 | t |
21 | NAK | 53 | 5 | 85 | U | 117 | u |
22 | SYN | 54 | 6 | 86 | V | 118 | v |
23 | TB | 55 | 7 | 87 | W | 119 | w |
24 | CAN | 56 | 8 | 88 | X | 120 | x |
25 | EM | 57 | 9 | 89 | Y | 121 | y |
26 | SUB | 58 | : | 90 | Z | 122 | z |
27 | ESC | 59 | ; | 91 | [ | 123 | { |
28 | FS | 60 | < | 92 | / | 124 | | |
29 | GS | 61 | = | 93 | ] | 125 | } |
30 | RS | 62 | > | 94 | ^ | 126 | ` |
31 | US | 63 | ? | 95 | _ | 127 | DEL |
ASCII 码大致由以下两部分组成:
- ASCII 非打印控制字符: ASCII 表上的数字 0-31 分配给了控制字符,用于控制像打印机等一些外围设备。
- ASCII 打印字符:数字 32-126 分配给了能在键盘上找到的字符,当查看或打印文档时就会出现。
2.5 转义字符
作用:用于表示一些==不能显示出来的ASCII字符==
现阶段我们常用的转义字符有: \n \\ \t
转义字符 | 含义 | ASCII码值(十进制) |
---|---|---|
\a | 警报 | 007 |
\b | 退格(BS) ,将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(撇号)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,h范围0 |
3位16进制 |
2.6 字符串型
作用:用于表示一串字符
两种风格
C风格字符串:
char 变量名[] = "字符串值"
示例:
1
2
3
4
5
6
7
8
9int main() {
char str1[] = "hello world";
cout << str1 << endl;
system("pause");
return 0;
}
注意:C风格的字符串要用双引号括起来
C++风格字符串:
string 变量名 = "字符串值"
示例:
1
2
3
4
5
6
7
8
9int main() {
string str = "hello world";
cout << str << endl;
system("pause");
return 0;
}
注意:C++风格字符串,需要加入头文件#include<string>
2.7 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)
bool类型占1个字节大小
2.8 数据的输入
作用:用于从键盘获取数据
关键字:cin
语法: cin >> 变量
3.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 |
3.1 算术运算符
作用:用于处理四则运算
算术运算符包括以下符号:
运算符 | 术语 | 示例 | 结果 |
---|---|---|---|
+ | 正号 | +3 | 3 |
- | 负号 | -3 | -3 |
+ | 加 | 10 + 5 | 15 |
- | 减 | 10 - 5 | 5 |
* | 乘 | 10 * 5 | 50 |
/ | 除 | 10 / 5 | 2 |
% | 取模(取余) | 10 % 3 | 1 |
++ | 前置递增 | a=2; b=++a; | a=3; b=3; |
++ | 后置递增 | a=2; b=a++; | a=3; b=2; |
– | 前置递减 | a=2; b=–a; | a=1; b=1; |
– | 后置递减 | a=2; b=a–; | a=1; b=2; |
总结:在除法运算中,除数不能为0
总结:只有整型变量可以进行取模运算
总结:前置递增先对变量进行++,再计算表达式,后置递增相反
3.2 赋值运算符
作用:用于将表达式的值赋给变量
赋值运算符包括以下几个符号:
运算符 | 术语 | 示例 | 结果 |
---|---|---|---|
= | 赋值 | a=2; b=3; | a=2; b=3; |
+= | 加等于 | a=0; a+=2; | a=2; |
-= | 减等于 | a=5; a-=3; | a=2; |
*= | 乘等于 | a=2; a*=2; | a=4; |
/= | 除等于 | a=4; a/=2; | a=2; |
%= | 模等于 | a=3; a%2; | a=1; |
3.3 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
比较运算符有以下符号:
运算符 | 术语 | 示例 | 结果 |
---|---|---|---|
== | 相等于 | 4 == 3 | 0 |
!= | 不等于 | 4 != 3 | 1 |
< | 小于 | 4 < 3 | 0 |
> | 大于 | 4 > 3 | 1 |
<= | 小于等于 | 4 <= 3 | 0 |
>= | 大于等于 | 4 >= 1 | 1 |
注意:C和C++ 语言的比较运算中, “真”用数字“1”来表示, “假”用数字“0”来表示。
3.4 逻辑运算符
作用:用于根据表达式的值返回真值或假值
逻辑运算符有以下符号:
运算符 | 术语 | 示例 | 结果 |
---|---|---|---|
! | 非 | !a | 如果a为假,则!a为真; 如果a为真,则!a为假。 |
&& | 与 | a && b | 如果a和b都为真,则结果为真,否则为假。 |
|| | 或 | a || b | 如果a和b有一个为真,则结果为真,二者都为假时,结果为假。 |
4 程序流程结构
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
4.1 选择结构
4.1.1 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 }
注意:if条件表达式后不要加分号
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if语句中,可以嵌套使用if语句,达到更精确的条件判断
4.1.2 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的值为真,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。
总结:和if语句比较,三目运算符优点是短小整洁,缺点是如果用嵌套,结构不清晰
4.1.3 switch语句
作用:执行多条件分支语句
语法:
1 | switch(表达式) |
注意1:switch语句中表达式类型只能是整型或者字符型
注意2:case里如果没有break,那么程序会一直向下执行
总结:与if语句比,对于多条件判断时,switch的结构清晰,执行效率高,缺点是switch不可以判断区间
4.2 循环结构
4.2.1 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
注意:在执行循环语句时候,程序必须提供跳出循环的出口,否则出现死循环
4.2.2 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
总结:与while循环区别在于,do…while先执行一次循环语句,再判断循环条件
4.2.3 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; }
注意:for循环中的表达式,要用分号进行分隔
4.2.4 嵌套循环
作用: 在循环体中再嵌套一层循环,解决一些实际问题
4.3 跳转语句
4.3.1 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
4.3.2 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
注意:continue并没有使整个循环终止,而break会跳出循环
4.3.3 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
注意:在程序中不建议使用goto语句,以免造成程序流程混乱
5 数组
5.1 概述
所谓数组,就是一个集合,里面存放了相同类型的数据元素
特点1:数组中的每个数据元素都是相同的数据类型
特点2:数组是由连续的内存位置组成的
5.2 一维数组
5.2.1 一维数组定义方式
一维数组定义的三种方式:
数据类型 数组名[ 数组长度 ];
数据类型 数组名[ 数组长度 ] = { 值1,值2 ...};
数据类型 数组名[ ] = { 值1,值2 ...};
总结1:数组名的命名规范与变量名命名规范一致,不要和变量重名
总结2:数组中下标是从0开始索引
5.2.2 一维数组数组名
一维数组名称的用途:
- 可以统计整个数组在内存中的长度
- 可以获取数组在内存中的首地址
注意:数组名是常量,不可以赋值
总结1:直接打印数组名,可以查看数组所占内存的首地址
总结2:对数组名进行sizeof,可以获取整个数组占内存空间的大小
5.2.3 冒泡排序
作用: 最常用的排序算法,对数组内元素进行排序
比较相邻的元素。如果第一个比第二个大,就交换他们两个。
对每一对相邻元素做同样的工作,执行完毕后,找到第一个最大值。
重复以上的步骤,每次比较次数-1,直到不需要比较
5.3 二维数组
二维数组就是在一维数组上,多加一个维度。
5.3.1 二维数组定义方式
二维数组定义的四种方式:
数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ];
数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ] = { {数据1,数据2 } ,{数据3,数据4 } };
数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ] = { 数据1,数据2,数据3,数据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
5.3.2 二维数组数组名
- 查看二维数组所占内存空间
- 获取二维数组首地址
示例:
1 | int main() { |
总结1:二维数组名就是这个数组的首地址
总结2:对二维数组名进行sizeof时,可以获取整个二维数组占用的内存空间大小
6 函数
6.1 概述
作用:将一段经常使用的代码封装起来,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。
6.2 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
语法:
1 | 返回值类型 函数名 (参数列表) |
- 返回值类型 :一个函数可以返回一个值。在函数定义中
- 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,函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,返回相应的数据
6.3 函数的调用
功能:使用定义好的函数
语法: 函数名(参数)
总结:函数定义里小括号内称为形参,函数调用时传入的参数称为实参
6.4 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
总结: 值传递时,形参是修饰不了实参的
6.5 函数的常见样式
常见的函数样式有4种
- 无参无返
- 有参无返
- 无参有返
- 有参有返
示例:
1 | //函数常见样式 |
6.6 函数的声明
作用: 告诉编译器函数名称及如何调用函数。函数的实际主体可以单独定义。
- 函数的声明可以多次,但是函数的定义只能有一次
1 | //声明 |
6.7 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
- 创建后缀名为.h的头文件
- 创建后缀名为.cpp的源文件
- 在头文件中写函数的声明
- 在源文件中写函数的定义
示例:*
1 | //swap.h文件 |
1 | //swap.cpp文件 |
1 | //main函数文件 |
7 指针
7.1 指针的基本概念
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
7.2 指针变量的定义和使用
指针变量定义语法: 数据类型 * 变量名;
指针变量和普通变量的区别
- 普通变量存放的是数据,指针变量存放的是地址
- 指针变量可以通过” * “操作符,操作指针变量指向的内存空间,这个过程称为解引用
总结1: 我们可以通过 & 符号 获取变量的地址
总结2:利用指针可以记录地址
总结3:对指针变量解引用,可以操作指针指向的内存
7.3 指针所占内存空间
所有指针类型在32位操作系统下是4个字节,64位下占8字节
7.4 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:指针变量指向非法的内存空间
总结:空指针和野指针都不是我们申请的空间,因此不要访问。
7.5 const修饰指针
const修饰指针有三种情况
- const修饰指针 — 常量指针
- const修饰常量 — 指针常量
- const既修饰指针,又修饰常量
1 | //const修饰的是指针,指针指向可以改,指针指向的值不可以更改 |
7.6 指针和数组
作用:利用指针访问数组中元素
示例:
1 | int main() { |
7.7 指针和函数
作用:利用指针作函数参数,可以修改实参的值
示例:
1 | //值传递 |
总结:如果不想修改实参,就用值传递,如果想修改实参,就用地址传递
总结:当数组名传入到函数作为参数时,被退化为指向首元素的指针
8 结构体
8.1 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
8.2 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 变量名 = { 成员1值 , 成员2值…}
- 定义结构体时顺便创建变量
示例:
1 | //结构体定义 |
总结1:定义结构体时的关键字是struct,不可省略
总结2:创建结构体变量时,关键字struct可以省略
总结3:结构体变量利用操作符 ‘’.’’ 访问成员
8.3 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: struct 结构体名 数组名[元素个数] = { {} , {} , ... {} }
8.4 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:
1 | struct student |
总结:结构体指针可以通过 -> 操作符 来访问结构体中的成员
8.5 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:每个老师辅导一个学员,一个老师的结构体中,记录一个学生的结构体
示例:
1 | struct student |
9.拓展1-输入和输出
9.1 基本输入和输出
endl
: 换行并刷新缓冲区
flush
: 刷新缓冲区
ends
: 插入空字符
1 |
|
9.2 格式化输出
添加头文件#include <iomanip> // 格式化输入输出
9.2.1 数值格式和精度控制
1 | double num = 3.14159; |
9.2.2 对齐方式
1 | left // 左对齐 |
9.2.3 进制控制
1 | dec // 十进制(默认) |
9.2.4 布尔值格式化
1 | boolalpha // 以字母形式输出(true/false) |
9.3 输入进阶
9.3.1 getline读取整行
1 | string line; |
9.3.2 cin.get()方法
1 | char ch; |
9.3.3 跳过字符
1 | // 跳过特定数量的字符 |
9.3.4 输入状态检查
1 | int main() { |
9.3.5 格式化输入
1 | int main() { |
9.3.6 常见问题和解决方案
- cin和getline混用问题
1 | int main() { |
- 输入缓冲区处理
1 | void clearInputBuffer() { |
- EOF处理
1 | int main() { |