一、C++基础
1.第一个C++程序：
#include<iostream> using namespace std; int main() { cout <<" hello world!" <<endl; system("pause"); return 0; }
2. 单行注释：// 多行注释： /* */
3. 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 = 变量初始值； （int a = 10;）
变量存在的意义：方便管理内存空间。
4. 常量
作用：用于记录程序中不可更改的数据。
C++中有两种定义常量的方式：
（1） #define 宏常量： #define 常量名 常量值 （#define Day 7）
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 变量名 = 常量值 (const int month = 12;)
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。
5. 关键字
作用：关键字是C++预先保留的单词。
在定义变量或常量时候，不要用关键字。
6. 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。
（1）标识符不能是关键字；
（2）标识符只能由字母、数字、下划线组成；
（3）第一个字母必须为字母或下划线；
（4）标识符中字母区分大小写。
二. 数据类型
C++规定在创建一个变量或者常量时，必须要指定相应的数据类型，否则无法给变量分配内存。
数据类型存在的意义：给变量分配合适的内存空间。
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（-32768） ~ 2^15 - 1（32767） ) |
|
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 ) |
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 或 变量)
例： cout << "short类型所占内存空间为： " << sizeof(short) << endl;
整型大小比较： 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
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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 |
例： float f1 = 3.14f; (一般会在float类型后面多加一个f，来告诉编译器这是个float类型单精度的变量)
默认情况下输出一个小数会显示出6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；
（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。
字符型变量对应的ASCII编码：cout << (int)ch<<endl; (a---97, A --- 65)
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： （换行）、\（）、 (8个位置，用于整齐输出数据)
2.6 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”；（注：C风格的字符串要用双引号括起来）
例：char str[] = "hello world";
cout << str << endl;
（2）C++风格字符串：string 变量名 = “字符串值”；(注：头文件要添加 #include<string>)
例：string str2 = "hello world";
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。
创建bool数据类型：
例：bool flag = true;
cout << flag << endl; (输出为1）
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
三. 运算符
作用：用于执行代码的运算。
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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，并返回一直真值或假值 |
|
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。
/ 两个整数相除，结果仍然是整数，将小数部分去除。
% 取模（取余） （两个小数不能做取模运算）
递增递减： 前置递增 ++a （先让变量+1，然后进行表达式运算）
后置递增 a++ （先进行表达式运算，后让变量+1）
3.2 赋值运算符
作用：用于将表达式的值赋给变量。（=、+=、-=、/=、%=）
3.3 比较运算符
作用：用于表示式的比较，并返回一个真值或假值。（==、！=、<、>、<=、>=）
3.4 逻辑运算符
作用：用于根据表示的值返回真值或假值。
在C++中，除了0 都为真
逻辑运算符有以下符号：！（非）、&&（与）（同真为真，其余为假）、||（或）（同假为假，其余为真）
四、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。
if (){} (注：if语句后面不要加分号)
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。
例：c = (a > b ? a : b);
在C++中，三目运算符返回的是变量，可以继续赋值。
例：（a > b ? a : b） = 100;
4.1.3 switch语句
作用：执行多条件分支语句
语法：
switch(表达式) { case 结果1: 执行语句; break; //退出当前分支 case 结果2: 执行语句; break; ... default: 执行语句;break; }
注：（1）switch语句中表达式类型只能是整型或者字符型
（2）case里如果没有break，那么程序会一直向下执行
（3）与if语句相比，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。
switch缺点：判断时候只能是整型或者字符型，不可以是一个区间。
switch优点：结构清晰，执行效率高。
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。
例：系统生成随机数 int num = rand()%100+1; // 生成1~100的随机数
可以用break来退出当前循环。
srand((unsigned int)time(NULL)); //添加随机数种子，作用：利用当前系统时间生成随机数，防止每次随机数都一样。还需添加头文件 #include<ctime>。
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：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。
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; }
例：for(int i = 0; i<10; i++)
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：
（1）出现在switch条件语句中，作用是终止case并跳出switch；
（2）出现在循环语句中，作用是跳出当前的循环语句；
（3）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：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。
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：在程序中不建议使用goto语句，以免造成程序流程混乱。
五、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 数组
5.2.1 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）数据类型 数组名[ 数组长度 ] = { 值1， 值2， ...};
（3）数据类型 数组名[ ] = { 值1， 值2， ...};
数组元素下标从0开始索引的；如果在初始化数据时候，没有全部填写完，会用0来填补剩余数据。
注：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。
5.2.2 一维数组数组名
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； （sizeof(arr)、sizeof(arr[0])）
（2）可以获取数组在内存中的首地址。 (cout << arr << endl;)
数组中第一个元素地址为： cout << (int)&arr[0] << endl;
（3）数组名是常量，不可以进行赋值操作。
元素逆序代码：
#include<iostream> using namespace std; #define Day 10 int main() { //1.创建数组 int arr[5] = { 1,3,2,5,4 }; cout << "数组逆置前： " << endl; for (int i = 0; i < 5; i++) { cout << arr[i] << endl; } int start = 0; int end = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) - 1; while ( start < end) { int temp = arr[start]; arr[start] = arr[end]; arr[end] = temp; start++; end--; } cout << "数组元素逆置后：" << endl; for (int i = 0; i<5; i++) { cout << arr[i] << endl; } system("pause"); return 0; }
5.2.3 冒泡排序
#include<iostream> using namespace std; #define Day 10 int main() { // 利用冒泡排序实现升序排列 int arr[9] = { 4,2,8,0,5,7,1,3,9 }; cout << "排序前： " << endl; for (int i = 0; i < 9; i++) { cout << arr[i] << " "; } cout << endl; // 开始冒泡排序 // 总共排序轮数为 元素个数 - 1 for (int i = 0; i < 9-1; i++) { // 内层循环对比次数 = 元素个数 - 当前轮数 - 1 for (int j = 0; j < 9 - i - 1; j++) { // 如果第一个数组比第二个数字大，交换两个数字 if (arr[j] > arr[j + 1]) { int temp = arr[j]; arr[j] = arr[j+1]; arr[j+1] = temp; } } } cout << "数组元素逆置后：" << endl; for (int i = 0; i < 9; i++) { cout << arr[i] << " "; } system("pause"); return 0; }
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：
（1）数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ];
（2）数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ] = { {数据1， 数据2}, {数据3， 数据4} };
例： 第1行：arr[0]
int arr2[2][3] = { {1,2,3}, {4,5,6} };
5.3.2 二维数组数组名
（1）查看二维数组所占内存空间 ；（2）获取二维数组首地址
查看元素的地址： &arr[0][0]
（3）数据类型 数组名[ 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
六、 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
函数的定义一般有5个步骤：
（1）返回值类型；
（2）函数名；
（3）参数列表；
（4）函数体语句；
（5）return 表达式。
语法：
返回值类型 函数名 （参数列表） { 函数体语句 return 表达式 }
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
值传递：函数调用时实参将数值传入形参；
值传递时，如果形参发生，并不会影响实参。
返回值不需要的时候，可以不写return.
6.5 函数的常见样式
常见的函数样式有4种：
（1）无参无返
（2）有参无返
（3）无参有返
（4）有参有返
6.6 函数的声明
作用：告诉编译器函数名称以及如何调用函数，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。
例：int max( int a, int b);
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：
（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。
在源文件中添加头文件的.h名，例：#include "swap.h "
七、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；
#include<iostream> using namespace std; int main() { // 定义指针 int a = 10; // 定义指针的语法：数据类型 * 指针变量名； 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为： " << p << endl; // 使用指针 *p = 1000; cout << "a = " << a << endl; cout << "*p = " << *p << endl; system("pause"); return 0; }
7.3 指针所占的内存空间
#include<iostream> using namespace std; int main() { // 指针多占内存空间 int a = 10; // int * p; // p = &a; int *p = &a; // 在32位操作系统下，指针是占4个字节空间大小，不管是什么数据类型 // 在64位操作系统下，指针是占8个字节空间大小 cout << "sizeof(int *) = " << sizeof(int *) << endl; //4 cout << "sizeof(float *) = " << sizeof(float *) << endl; //4 cout << "sizeof(double *) = " << sizeof(double *) << endl; //4 cout << "sizeof(char *) = " << sizeof(char *) << endl; //4 system("pause"); return 0; }
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。
#include<iostream> using namespace std; int main() { // 空指针 // 1. 空指针用于给指针变量进行初始化 int * p = NULL; // 2. 空指针是不可以进行访问的 // 0~255之间的内存编号是系统占用的，因此不可以访问 *p = 100; // 会报错 // 野指针 // 在程序中，尽量避免出现野指针 int * p2 = (int *)0x1100; cout << *p << endl; system("pause"); return 0; }
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：
（1）const修饰指针 --- 常量指针 （指针的指向可以改，指针指向的值不可以改。） 例：const int * p = &a;
（2）const修饰常量 --- 指针常量 （指针的指向不可以改，指针指向的值可以改。） 例：int * const p = &a;
（3）const既修饰指针，又修饰常量。（指针的指向和指针指向的值都不可以改。） 例：const int * const p = &a;
#include<iostream> using namespace std; int main() { // 1. const修饰指针 常量指针 int a = 10; int b = 10; const int * p = &a; // 指针指向的值不可以改，指针的指向可以改 // *p = 20; 错误 p = &b; //正确 // 2. const修饰常量 指针常量 // 指针的指向不可以改，指针指向的值可以改 int * const p2 = &a; *p2 = 100; //正确 // p2 = &b; 错误 // 3. const修饰指针和常量 // 指针的指向和指针指向的值都不可以改 const int * const p3 = &a; // p3 = &b; 错误 // *p3 = 100; 错误 system("pause"); return 0; }
注：看const右侧紧跟的是指针还是常量，是指针就是常量指针，是常量就是指针常量。
7.6 指针和数组
作用：利用指针访问数组中元素
#include<iostream> using namespace std; int main() { // 指针和数组 // 利用指针访问数组中的元素 int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 }; cout << "第一个元素为：" << arr[0] << endl; int * p = arr; // arr是数组首地址 cout << "利用指针访问第一个元素： " << *p << endl; p++; // 让指针向后偏移4个字节 cout << "利用指针访问第二个元素： " << *p << endl; int * p2 = arr; for (int i = 0; i<10; i++) { // 利用指针遍历数组 cout << *p << endl; p2++; } system("pause"); return 0; }
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。
using namespace std; // 实现两个数字进行交换 void swap01(int a, int b) { int temp = a; a = b; b = temp; cout << "swap01 a = " << a << endl; cout << "swap01 b = " << b << endl; } void swap02(int *p1, int *p2) { int temp = *p1; *p1 = *p2; *p2 = temp; } int main() { // 值传递 int a = 10; int b = 20; swap01(a, b); cout << "a = " << a << endl; // 10 cout << "b = " << b << endl; // 20 // 地址传递 // 如果是地址传递，可以修饰实参 swap02(&a, &b); cout << "a = " << a << endl; // 20 cout << "b = " << b << endl; // 10 system("pause"); return 0; }
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。
7.8 指针、数组、函数
案例描述：封装一个函数，利用冒泡排序，实现对整型数组的升序排序；
例如数组：int arr[0] = {4,3,6,9,1,2,10, 8,7,5 };
#include<iostream> using namespace std; // 冒泡排序函数 参数1 数组的首地址 参数2 数组长度 void bubbleSort(int * arr, int len) { for(int i = 0; i < len - 1; i++) { for(int j = 0; j<len-1-i; j++) { if (arr[j] > arr[j +1]) { int temp = arr[j]; arr[j] = arr[j+1]; arr[j+1] = temp; } } } } //打印数组 void printArray(int * arr, int len) { for(int i = 0; i < len; i++) { cout << arr[i] << " "; } cout << endl; } int main() { // 1. 先创建数组 int arr[10] = {4,3,6,9,1,2,10, 8,7,5 }; // 数组长度 int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); // 2. 创建函数，实现冒泡排序 bubbleSort(arr, len); // 3. 打印排序后的数组 printArray(arr, len); system("pause"); return 0; }
八、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：
（1）struct 结构体名 变量名
（2）struct 结构体名 变量名 = { 成员1值， 成员2值...}
（3）定义结构体时顺便创建变量
#include<iostream> #include<string> using namespace std; // 1. 创建学生数据类型： 学生包括（姓名、年龄、分数） // 自定义数据类型,一些类型集合组成的一个类型 // 语法 struct 类型名称 { 成员列表 } struct Student { // 成员列表 // 姓名 string name; // 年龄 int age; // 分数 int score; }s3; // 顺便创建结构体变量 int main() { // 2. 通过学生类型创建具体学生 // 2.1 struct Student s1 (结构体创建的时候struct关键字可以省略，但是在定义的时候不行) struct Student s1; // 给s1属性赋值，通过访问结构体变量中的属性 s1.name = "张三"; s1.age = 18; s1.score = 100; cout << "姓名： " << s1.name << " 年龄： " << s1.age << " 分数： " << s1.score << endl; // 2.2 struct Student s2 = {... } struct Student s2 = { "李四", 19, 80}; // 2.3 自定义结构体时顺便创建结构体变量 s3.name = "王五"; s3.age = 20; s3.score = 90; system("pause"); return 0; }
总结： （1）定义结构体时的关键字是struct，不可省略；
（2）创建结构体变量时，关键字struct可以省略；
（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 } = { {}， {}， ...，{} }；
#include<iostream> #include<string> using namespace std; struct Student { // 成员列表 string name; // 姓名 int age; // 年龄 int score; // 分数 }; int main() { // 创建结构体数组 struct Student stuArray[3] = { {"张三", 18, 90}, {"李四", 18, 59}, {"王五", 18, 100} }; // 给结构体数组中的元素赋值 stuArray[2].name = "赵六"; stuArray[2].age = 20; // 遍历结构体数组 for (int i = 0; i < 3; i++) { cout << "姓名： " << stuArray[i].name << " "; } system("pause"); return 0; }
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
#include<iostream> #include<string> using namespace std; struct Student { // 成员列表 string name; // 姓名 int age; // 年龄 int score; // 分数 }; int main() { // 创建学生结构体变量 struct Student s = {"张三", 18, 100}; // 通过指针指向结构体变量 Student * p = &s; // 通过指针访问结构体变量中的数据 // 通过结构体指针 访问结构体中的属性，需要利用'->' cout << "姓名：" << p -> name << endl; system("pause"); return 0; }
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
#include<iostream> #include<string> using namespace std; // 定义学生结构体 struct Student { // 成员列表 string name; // 姓名 int age; // 年龄 int score; // 分数 }; // 定义老师结构体 struct Teacher { // 成员列表 int id; // 教师编号 string name; // 教师姓名 int age; // 年龄 struct Student stu; // 辅导的学生 }; int main() { // 结构体嵌套结构体 // 创建老师 Teacher t; t.id = 1000; t.name = "老王"; t.age = 50; t.stu.name = "小王"; t.stu.age = 20; t.stu.score = 60; system("pause"); return 0; }
总结：在结构体中可以定义另一个结构体作为成员。
8.6 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> #include<string> using namespace std; struct student { // 成员列表 string name; // 姓名 int age; // 年龄 int score; // 分数 }; // 打印学生信息函数 //1、值传递 void printStudent1(struct student s) { cout << "子函数中 姓名： " << s.name << endl; } // 2、地址传递 void printStudent2(struct student *p) { cout << "子函数2中 姓名： " << p -> name << endl; } int main() { // 结构体做函数参数 // 将学生传入到一个参数中，打印学生身上的所有信息 struct student s; s.name = "小王"; s.age = 20; s.score = 60; printStudent1(s); printStudent2(&s); system("pause"); return 0; }
总结：如果不想修改主函数中的数据，用值传递，反之用地址传递。
8.7 结构体中const使用场景
作用：用const来防止误操作
#include<iostream> #include<string> using namespace std; struct student { // 成员列表 string name; // 姓名 int age; // 年龄 int score; // 分数 }; // 打印学生信息函数 // 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 printStudents(const student *s) { //加入const之后，一旦有修改的操作就会报错，可以防止我们的误操作 cout << "子函数中 姓名： " << s->name << endl; } int main() { // const使用场景 // 创建结构体变量 struct student s = {"张三", 15, 70}; // 通过函数打印结构体变量信息 printStudents(&s); // 将学生传入到一个参数中，打印学生身上的所有信息 system("pause"); return 0; }