C++初识

学习一门新的程序设计语言最好的方法就是编写程序

1.1 编写一个简单的C++程序

每个C++程序都必须包含一个main函数，操作系统通过调用main函数来运行程序。

函数定义的四部分：

• 返回类型：int, float, string, char...

• 函数名：符合标识符命名规则

• 参数列表：包含在函数名之后的小括号中，多参数时各个参数用逗号隔开

• 函数体：以花括号 {} 包含的数据和操作。结尾出必须有return返回语句，与返回类型相呼应。如果没有显式返回则缺省返回0

示例：

int main(){
    return 0;
}

1.1.1 编译、运行程序

什么是编译：由编译器将编写好的程序转化为操作系统可以识别的机器码。

编译器的作用：

• 检查程序形式上的错误；比如：关键字错误，符号不匹配等

• 将源代码转换为操作系统可识别并执行的机器码

如何编译源代码：

• 用IDE编写的程序，可以直接运行。IDE中集成的编译器会自动编译程序

• 可以在终端手动编译。如：g++ hello_world.cpp

1.2 初识输入输出

C++中没有专门的输入输出语句，它使用一个标准库来（iostream）提供IO机制。包含istream和ostream。在C++中需要使用库设施就必须加载相关的头文件，这就像在Python程序中使用矩阵运算就需要import numpy一样。

流：字符序列，表示随着时间的推移，字符是顺序读出或读入的。

标准输入输出对象：

• cin：标准输入；类似于Python中的input函数

• cout：标准输出；类似于Python中的print函数

• ceer：标准错误输出；用来输出警告和错误信息

• clog：标准日志输出；用来输出程序运行时的一般性信息

使用IO操作的完整流程：

• 加载iostream标准库

• 使用std命名空间：这是由于标准库中cout, cin等都是定义在std命名空间中的

• 使用IO操作

示例：

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    cout << "请输入两个数字" << endl;
    int a,b;
    cin >> a >> b;
    cout << "their sum is:" << a + b << endl;
    return 0;
}

1.3 注释简介

注释的作用：对代码进行解释说明，提高代码可读性。

C++中注释的种类：

• 单行注释：使用双斜杠 // 来表示。

• 多行注释：使用 /* */来包含多行注释内容。

note: C++编译器会识别并忽略注释内容。

示例：

// 这是一条单行注释
/*
* 这是第一条注释
* 这是第二条注释
*/

节练习：

由于1，2很容易判断是正确的，这里只演示第三四条语句。

#include <iostream>
​
int main(){
    cout << /* "/*" */ ;
    return 0;
}

可以发现第三条语句是错误的，这是由于注释符无法匹配导致输出错误。

# include <iostream>
using namespace std;
​
int main()
{
    cout << /* "*/" /* "/*" */;
    return 0;
}

第四条语句正确输出，由于前后两队多行注释各正确注释了引号，只对中间的字符进行输出。

1.4 控制流

控制流的作用：用来执行更复杂的程序执行顺序。通常使用的方法是使用条件对执行顺序进行控制。

1.4.1 while语句

while语句的作用：用来反复执行某段代码，直到满足指定条件为假时。也可以这么理解，当满足条件的这段过程中，一直执行while代码块的程序。

示例：

#include <iostream>
using namespace std;
// 编写一个从0到10的求和公式
int main()
{   /*
    *定义变量
    *sum：和
    *num：数字，从0到10
    */
    int sum, num;
    sum = 0;
    num = 0;
    // 设置条件：当循环计算到10时（包含10），循环操作结束
    while (num <= 10){
        sum += num;
        num +=1;
    }
    cout << "sum is:" << sum << endl;
    return 0;
}

运行结果为：

1.4.2 for 语句

for语句的作用：与while作用相似，形式上更加简化。

for循环的结构：

• 循环头：for关键字后小括号里的内容

• • 初始化语句

  • 循环条件

  • 表达式

• 循环体：循环头下方代码块的内容，具体的操作

示例：

#include <iostream>
using namespace std;
// 使用for循环来实现上个例子
int main(){
    int sum = 0;
    for (int num = 1; num <=10; ++num) // 定义循环头，小括号里分别是num定义和控制循环的条件,表达式++num == num = num + 1
        sum += num; // 定义循环体
    cout << " sum is: " << sum << endl;
    return 0;
}

1.4.3 读取不定量的输入数据

思路：相当于将输入和读取做循环操作

示例：

#include <iostream>
using namespace std;
// 实现将输入的所有数字进行求和
int main(){
    int sum = 0, value = 0;
    while (cin >> value){
        sum += value;
    }
    cout << " sum is : " << sum << endl;
    return 0;
}

输入1-10结果为：

需要注意的是这里的程序截止条件是输入文件结束符（Ctrl + Z）或不符合输入条件时。这是停止的方法时输入一个字母，不符合输入为Int类型的定义。

1.4.4 if 语句

使用if else的逻辑结构来控制程序的执行。与其他语言的语法一致。

示例：

#include <iostream>
using namespace std;
// 统计输入数字序列中每个数字出现的次数
int main()
{   // currVal是我们正在统计的数，val是新读入的值
    int currVal = 0, val = 0;
    // 这里进行数据输入，并判断是否有有效输入。这是if判断的原因
    if (cin >> currVal){
        int cnt = 1; // cnt是计数变量
        while (cin >> val){ // 按顺序读取下一个数
            if (val == currVal) // 如果值相同
                ++cnt; // 计数器加1
            else {
                cout << currVal << "occurs"
                     << cnt << "times" << endl;
                currVal = val; // 记住新值
                cnt = 1; // 重置计数器
            }
        }
        cout << currVal << "occurs" << cnt << "times" << endl;
    }
    return 0;
}

输入数字序列为41，41，42，45，50时的结果是：

注意：示例中是按顺序判断的，如果相邻两数不同则停止计数，出现次数为1。对于打乱顺序的序列无法正确计数。

关于C++程序的缩进和格式：C++程序中通常使用花括号来放置代码块，它表明了代码与函数之间的包含关系，不过我们发现while, for, if等语句可以使用花括号也可以使用缩进来表示这层关系。在C++中这都是允许的。尽量保持风格的统一与代码的优美，这会提高代码质量和可读性。

1.5 类简介

1.5.1 什么是类

它定义了一个类型，以及与其相关的一组操作。每个类都定义了一个新的类型，类名就是类型名。

类：一个模板，用于指定对象的形式，包含了数据表示法和处理数据的方法。如：湖北双龙铸币模板

对象：类的一个实例，类定义了对象可以使用的所有操作。如：一枚湖北双龙银币

如何定义类：以关键字 class 开头，跟类的名称。类的主体包含在花括号中，结尾的花括号后要跟一个分号或一个声明列表

示例：

​
class Boy
{   // public确定了类成员的访问属性为公开访问
    public:
        double height; // 身高
        double weight; // 体重
};

如何定义对象：定义对象就像声明基本变量一样。使用类名跟对象名的方式

示例

Boy Tom;

1.5.2 初识成员函数

什么是成员函数：定义在类中的函数

示例：

#include <iostream>
using namespace std;
​
class Boy
{   // public确定了类成员的访问属性为公开访问
    public:
        int height = 188; // 身高
        int weight = 166; // 体重
    int get_value(void){
        cout << height << " " << weight <<endl;
        return 0;
    }
};
int main(){
    Boy Tom;
    cout << Tom.get_value() << endl;
    return 0;
}

其中get_value就是类Boy的成员函数。

如何访问成员函数：使用类对象来访问，也称调用,需要使用点运算符

Tom.get_value()

返回结果为：