1、c++語言基礎

1. 程序員的第一條代碼"Hello,world!"

#include <cstdio> //頭文件，主要負責輸入、輸出
using namespace std;//C++標準程序庫中的全部標識符都被定義於一個名爲std,注意後面的";"
int main(){//主程序，程序的開始，一個程序只能有一個主程序，格式固定
    printf("Hello,world!\n");//printf是一個輸出語句，功能定義在cstdio文件，名字定義在std
    return 0;//固定格式，和int對應，正確執行，返回值0
}

　　上面代碼是寫給程序員看的叫源程序，但計算機並看不懂，因此咱們要對上面的代碼進行編譯，編譯錯誤說明咱們沒有按照語法規則寫代碼，須要修改，編譯成功，說明沒有語法錯誤，Dev會把源程序轉換成計算可以'讀懂'的目標程序，而後咱們執行目標程序，計算機就能照咱們要求辦事了。

2. 變量

　　程序在運行的時候須要把數據都存儲在計算機的內存中，內存中的是由一個個基本的存儲單元組合而成，每個存儲單元大小是一個字節，每個存儲單元都有一個內存地址，這個內存地址是一個很長的十六進制數，爲了便於操做，咱們用一個字符串來表明這些內存地址，咱們對變量的操做，就至關於在變量所在的內存地址裏存儲或取出數據，這些數據是可變的，因此咱們稱之爲變量。

2.1 命名規則：

1. 變量名必須以字母或下劃線打頭，名字中間只能由字母、數字和下劃線「_」組成
2. 變量名的長度不得超過255個字符；
3. 變量名在有效的範圍內必須是惟一的。
4. 變量名不能是保留字（關鍵字）
5. 避免衝突，變量儘可能首字母大寫

2.2 數據類型：

c++中的數據必須有其數據類型，經常使用的基本數據類型有整形、浮點型、字符型、布爾型。每一種數據類型都有本身的數據範圍和在內存中存儲大小。

類型	關鍵字	格式控制符	存儲(字節)	範圍
短整型	short int	%hd	2	\(-2^{15}\)~\(2^{15}-1\)
無符號短整型	unsigned short int	%hu	2	\(0\)~\(2^{16}-1\)
整型	int	%d	4	\(-2^{31}\)~\(2^{31}-1\)
無符號整型	unsigned int	%u	4	\(0\)~\(2^{32}-1\)
長整型	long long	%lld	8	\(-2^{63}\)~\(2^{63}-1\)
無符號長整型	unsigned long long	%llu	8	\(0\)~\(2^{64}-1\)
單精度浮點型	float	%f	4	6~7位有效位數
雙精度浮點型	double	%lf	8	15~16位有效數
長雙精度浮點型	long double	%llf	16	18~19位有效數
字符型	char	%c	1
布爾型	bool	無	1	c++有，c無

2.3 變量定義：

用於爲變量分配存儲空間，還可爲變量指定初始值。變量在使用前必需要定義。

int a;//定義一個變量名叫a的變量，這個變量在內存裏佔據4個字節的存儲單元，此內存單元內可能有其餘程序結束後留下的數據，因此初值不固定，通常須要初始化。
double b;//定義一個雙精度浮點變量b，佔8個字節的存儲單元
float a;//錯誤，變量a已存在，不能重複定義
float int;//錯誤，int位系統關鍵字不能做爲變量名

3. 輸入、輸出

• c語言格式化輸入輸出：scanf、printf

  1. 須要包含頭文件
  2. 是格式化輸入輸出，每一種數據類型都有其格式控制符，必須嚴格對應
  3. 書寫比較麻煩，但聯賽建議你們使用，由於其比輸入輸出流要快。

  3.1 格式化輸入scanf

  1. 函數原型：int scanf(const char *format,...)；
  2. 函數返回值：成功格式化解析的格式。
  3. 調用格式：scanf(" <格式化字符串> ", <地址列表> );
  4. 注意格式控制符和地址列表要一一對應

  int a,b,c;//定義三個整型變量a,b,c
  c=scanf("%d%d",&a,&b);//格式化字符串要用雙引號引發來，注意取地址符&

  1. "*"符：用以表示該輸入項，讀入後不賦予相應的變量，即跳過該輸入值。

  scanf("%d%*d%d",&a,&b);//輸入1 2 3時，1賦予a,3賦予b，2被跳過

  1. 寬度：用十進制整數指定輸入的寬度（即字符數）。

  scanf("%3d%3d",&a,&b);//輸入12345678時，a=123，b=456

  1. 在輸入多個數值數據時，格式控制串中的間隔則可用空格，TAB做間隔

  scanf("%d%d",&a,&b);
  scanf("%d %d",&a,&b);
  scanf("%d   %d",&a,&b);
  //以上三種方式同樣的，都可

  1. 若是格式控制串中有非格式字符則輸入時也要輸入該非格式字符。

  scanf("%d,%d",&a,&b);//輸入時兩個數之間也必須用","隔開，如：12,13

  1. 如輸入的數據與輸出的類型不一致時，雖然編譯可以經過，但結果將不正確

  scanf("%d%d",&a,&b);//輸入：12 ab時，a=12而b的值不正確

  3.2 格式化輸出printf

  1. 函數原型：int printf(const char *format,[argument]);
  2. 函數返回值爲整型。若成功則返回輸出的字符數，輸出出錯則返回負值。
  3. 調用格式：printf(" <格式化字符串> ", <參量表> );
  4. 要求格式字符串和各輸出項在數量和類型上應該一一對應

  int a,b,c;//定義三個整型變量
  scanf("%d%d%d",&a,&b,&c);//從鍵盤輸入三個整數分別賦給a,b,c
  printf("%d %d %d",a,b,c);//輸出三個變量，用空格隔開，注意變量列表和地址列表的區別

  1. 非格式字符串原樣輸出，在顯示中起提示做用。

  printf("a=%d b=%d c=%d",a,b,c);//非格式字符都會原樣輸出

  1. 轉義字符

  printf("%d %d %d\n",a,b,c);//"\n"是轉義字符，表示換行

  1. 場寬，即輸出的最小寬度,變量值寬度超過最小場寬，用實際寬度顯示

  printf("%5d %6d\n",a,b);//變量a,b輸出最少佔5個字符，不夠左邊補格
  prinf("%-5d %6d\n",a,b);//變量a最少佔5個字符，不夠右邊補空格，b同上
  printf("%5d %5d\n",a,b);//若是a或b自己超過了5個字符，則按實際寬度輸出

  1. 精度，即實數保留的小數位數

  float x,y;
  printf("%5.2f %5.2\n",x,y);//5表示場寬，同上，.2表示保留2位小數位
  printf("%-5.2f\n",x);//不夠5位(包括小數點)，右邊補空格

4. 運算符

4.1 賦值運算符"="

語法：變量=表達式

1. 賦值語句的左邊必須是變量，左邊是表達式。eg：a=a+b*c+3;
2. 賦值語句是先把右邊的表達式運算出一個具體的值，而後把這個值存儲在左邊變量所申請的內存地址裏
3. 因爲賦值運算符「=」右邊的表達式也能夠是賦值表達式，所以， 變量=變量=…=表達式；是成立的。eg：a=b=c=5;
4. 若是左邊的變量類型和右邊的表達式求出的結果類型不一致，將把右邊的值轉換成左邊的類型再賦值。

4.2 算術運算符

假設變量A=10,B=20

運算符	描述	實例
+	把兩個操做數相加	A + B 將獲得 30
-	從第一個操做數中減去第二個操做數	A - B 將獲得 -10
*	把兩個操做數相乘	A * B 將獲得 200
/	分子除以分母	B / A 將獲得 2
%	取模運算符，整除後的餘數	B % A 將獲得 0
++	自增運算符，整數值增長 1	A++ 將獲得 11
--	自減運算符，整數值減小 1	A-- 將獲得 9

1. 兩整數相除，答案是其商，也爲整數.eg: 3/2 結果爲：1
2. 除數或被除數有一個爲實數，答案爲實數eg:3.0/2 結果爲：1.5
3. %只能對整數取餘.eg:3%2 結果爲：1
4. 自加、自減運算

int a,b,i=1;
a=i++;//變量i先把本身的值賦值給變量a，而後i本身加1，變成2,因此a==1,i==2
b=++i;//變量i先把本身加1變成3,而後把值賦值給變量b，因此b==3,i==3
//i--;--i;同上

4.3 關係運算符

下表顯示了 C++ 支持的關係運算符。假設變量 A = 10，變量 B=20，則：

運算符	描述	實例
==	檢查兩個操做數的值是否相等，若是相等則條件爲真。	(A == B) 不爲真。
!=	檢查兩個操做數的值是否相等，若是不相等則條件爲真。	(A != B) 爲真。
>	檢查左操做數的值是否大於右操做數的值，若是是則條件爲真。	(A > B) 不爲真。
<	檢查左操做數的值是否小於右操做數的值，若是是則條件爲真。	(A < B) 爲真。
>=	檢查左操做數的值是否大於或等於右操做數的值，若是是則條件爲真。	(A >= B) 不爲真。
<=	檢查左操做數的值是否小於或等於右操做數的值，若是是則條件爲真。	(A <= B) 爲真。

4.4 邏輯運算符

下表顯示了 C++ 支持的關係邏輯運算符。假設變量 A = 1，變量 B = 0，則：

運算符	描述	實例
&&	稱爲邏輯與運算符。若是兩個操做數都非零，則條件爲真。	(A && B) 爲假。
||	稱爲邏輯或運算符。若是兩個操做數中有任意一個非零，則條件爲真。	(A || B) 爲真。
!	稱爲邏輯非運算符。用來逆轉操做數的邏輯狀態。若是條件爲真則邏輯非運算符將使其爲假。	!(A && B) 爲真。

5. 常量

• 常量是固定值，在程序執行期間不會改變。這些固定的值，又叫作字面量。常量能夠是任何的基本數據類型，好比整數常量、浮點常量、字符常量，或字符串字面值，也有枚舉常量。常量就像是常規的變量，只不過常量的值在定義後不能進行修改。

5.1 整數常量

• 整數常量能夠是十進制、八進制或十六進制的常量。前綴指定基數：0x 或 0X 表示十六進制，0 表示八進制，不帶前綴則默認表示十進制。

• 整數常量也能夠帶一個後綴，後綴是 U 和 L 的組合，U 表示無符號整數 unsigned，L 表示長整數 long int。後綴能夠是大寫，也能夠是小寫，U 和 L 的順序任意。

• 下面列舉幾個整數常量的實例：

  212         //合法的
  215u        //合法的
  0xFeeL      //合法的
  078         //非法的：8 不是八進制的數字
  032UU       //非法的：不能重複後綴

5.2 浮點常量

• 浮點常量由整數部分、小數點、小數部分和指數部分組成。

• 浮點型常量有多種寫法。其基本形式是首先寫整數部分（能夠帶符號），接着寫小數部分，而後寫 e或者 E，最後再寫一個有符號整數

• e或 E 被稱爲階碼標誌，e 或 E 後面的有符號整數被稱爲階碼。階碼錶明 10 的階碼次方。\(eg: 1.2E+5\) 等價與\(1.2*10^5\) 。

• 下面列舉幾個浮點常量的實例：

  3.14159       // 合法的
  3.14159e+5    // 合法的，等價與 3.14159*10^(5)
  3.14159e5    // 合法的，等價與 3.14159*10^(5),能夠省略'+'
  314159E-5    // 合法的，等價與 314159*10^(-5)

  字符串常量

5.3 字符常量

• 字符常量是括在單引號中，例如，'x'能夠存儲在 char 類型的簡單變量中。

• 字符常量能夠是一個普通的字符（例如 'x'）、一個轉義序列（例如 '\t'），或一個通用的字符（例如 '\u02C0'）。

• 在 C 中，有一些特定的字符，當它們前面有反斜槓時，它們就具備特殊的含義，被用來表示如換行符（\n）或製表符（\t）等。

• 下表列出了一些這樣的轉義序列碼：

  轉義序列	含義
  \|\
  '	'
  "	"
  ?	?
  \a	報警鈴聲
  \b	退格鍵
  \f	換頁符
  \n	換行符
  \r	回車
  \t	水平製表符
  \v	垂直製表符
  \ooo	一到三位的八進制數
  \xhh	一個或多個數字的十六進制數

• 下面的實例顯示了一些轉義序列字符：

  #include <cstdio>
  int main() {
      printf("Hello\tWorld");
      return 0;   
  }

5.4 字符串常量

• 字符串字面值或常量是括在雙引號 "" 中的。一個字符串包含相似於字符常量的字符：普通的字符、轉義序列和通用的字符。
• 您可使用空格作分隔符，把一個很長的字符串常量進行分行。

5.5 定義常量

5.5.1使用 #define 預處理器，也叫宏定義。

• 定義：#define 常量名 常量表達式
• 一個標識符被宏定義後，該標識符即是一個宏名
• 在程序中出現的是宏名，在該程序被編譯前，先將宏名用被定義的字符串替換，這稱爲宏替換，替換後才進行編譯，宏替換是簡單的替換。

• define命令定義帶參數的宏定義。其定義的通常形式爲：#define 宏名(參數表) 常量表達式

• 注意常量表達式儘可能要加括號，否則會獲得意外的結果，通常不建議使用複雜的表達式

#define 常量名 常量表達式
eg:
#include <cstdio> 
#define LENGTH 10
#define WIDTH  5
#define add(x,y) (x+y)//注意要加括號否則會出現
#define NEWLINE '\n' 
int main() { 
   int area;  
   area = LENGTH * WIDTH;
   printf("value of area : %d\n", area);
   printf("%c\n", NEWLINE);
   printf("%d\n", 5*add(LENGTH,WIDTH));//若是不加括號會有意外驚喜
   return 0;
}

5.5.2 使用 const關鍵字。

• 您可使用 const 前綴聲明指定類型的常量，以下所示：

  const 數據類型 變量名 = 常量表達式;

6. 自動類型轉換

• 一個表達式中出現不一樣類型間的混合運算，較低類型將自動向較高類型轉換。

• 不一樣數據類型之間的差異在於數據的表示範圍及精度上，通常狀況下，數據的表示範圍越大、精度越高，其類型也越「高級」。

• 整型類型級別從低到高依次爲：

  int -> unsigned int -> long -> unsigned long -> long long -> unsigned long long

• 浮點型級別從低到高依次爲：

  float -> double

• 操做數中沒有浮點型數據時:

  • 當 char、unsigned char、short 或 unsigned short 出如今表達式中參與運算時，通常將其自動轉換爲 int 類型
  • 特殊狀況下 unsigned short 也可能轉換成 unsigned int（如 Turbo C2.0 中，short 和 int 所佔字節數相同，unsigned short 的正數表示範圍比 int 大，故將其轉換爲 unsigned int）。

• 橾做數中有浮點型數據時:

  • 當操做數中含有浮點型數據（float 或 double）時，全部操做數都將轉換爲 double 型。

    3+5.3f+1.7 //算術表達式中操做數 1.7 爲雙精度浮點數，故先把 3 和單精度浮點數 5.3 自動提高爲雙精度浮點數後，參與運算。運算結果爲雙精度浮點數 10.0。

• 賦值運算符兩惻的類型不一致時:

  • 當賦值運算符的右值（可能爲常量、變量或表達式）類型與左值類型不一致時，將右值類型可能提高或下降爲左值類型

  • 右值超出左值類型範圍時：將把該右值截斷後，賦給左值。

    double d=5.1f;//右值單精度浮點型常量 5.1 提高爲雙精度浮點型後，再賦值給 d
    int i=5.1; //右值雙精度浮點型 5.1 下降爲左值整型，即 5.1 捨棄小數部分後，把 5 賦給整型變量 i，這種狀況會丟失精度
    char c; //char 佔8位，表示範圍-127〜128
    c=1025; //1025 對應二進制形式：100 0000 0001，超出了8位,因此c爲1

• 當 return 後的表達式類型與函數的返回值類型不一致時，也會自動把 return 後表達式的值轉換爲函數類型後，再返回。

• 當函數調用時，所傳實參與形參類型不一致時，也會把實參自動轉換爲形參類型後再賦值。

7. 強制類型轉換

• 雖然自動類型轉換不須要人工干預，使用方便，但有利也有弊，尤爲當自動類型轉換是從較高類型轉換爲較低類型時，將會下降精度或截斷數據，可能得不到預期的結果。

• 其通常形式爲： (類型說明符) (表達式)

• 表達式若是隻有一個變量能夠省略小括號

  #include <cstdio> 
  int main() {
     int sum = 17, count = 5;
     double mean,ans;
     mean = (double) sum / count;//把變量sum強制轉換成實數
     ans = (double) (sum + count)/2;//先計算sum+count的值，而後把int型結果抓成double
     printf("Value of mean : %f\n", mean ); 
  }

• 類型轉換隻是臨時性的，不管是自動類型轉換仍是強制類型轉換，都只是爲了本次運算而進行的臨時性轉換，轉換的結果也會保存到臨時的內存空間，不會改變數據原本的類型或者值

8. 經常使用的算術轉換

經常使用的算術轉換是隱式地把值強制轉換爲相同的類型。若是操做數類型不一樣，則它們會被轉換爲下列層次中出現的最高層次的類型