C++基础总结

C++语法基础(数据类型、运算符、程序流程结构、数组、函数、指针、结构体)

1 C++初识

1.1标准代码格式

#include
using namespace std;

int main() {

    cout << "Hello world" << endl;

    system("pause");

    return 0;
}

1.2 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

  1. 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==
  2. 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==
提示:编译器在编译代码时,会忽略注释的内容

1.3 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 = 初始值;

//变量的定义
//语法:数据类型 变量名 = 初始值
int a = 10;
注意:C++在创建变量时,必须给变量一个初始值,否则会报错

1.4 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

  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
    • 永远不可修改
  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
    • 可以通过指针引用修改
//1、宏常量 永远不可修改
#define day 7
int main() {
    //2、const修饰变量    可以通过指针引用修改
    const int month = 12;
    
    system("pause");
    return 0;
}

1.5 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名字的时候,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。

1.6 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

  • 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

C++规定在创建一个变量或者常量时,必须要指定出相应的数据类型,否则无法给变量分配内存

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)

cout << "short 类型所占内存空间为: " << sizeof(short) << endl;
    cout << "int 类型所占内存空间为: " << sizeof(int) << endl;
    cout << "long 类型所占内存空间为: " << sizeof(long) << endl;
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:

  1. 单精度float
  2. 双精度double
  3. 默认情况下,输出一个小数,只会显示6位有效数字

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----------1个字节

作用:字符型变量用于显示单个字符

语法:char ch = 'a';-------用单引号创建字符,单引号内只能有一个字符

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 控制字符 ASCII 字符 ASCII 字符 ASCII 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

\t---八个空格

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0~9,a~f,A~F 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

  1. C风格字符串char 变量名[] = "字符串值"

    char str1[] = "hello world";
注意:C风格的字符串要用双引号括起来
  1. C++风格字符串string 变量名 = "字符串值"

    string str = "hello world";
    注意:C++风格字符串,需要加入头文件==#include\==

2.7 布尔类型 bool---------1个字节

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

    int a = 0;
    cin >> a;
    cout << a << endl;

3 运算符

作用:用于执行代码的运算

本章我们主要讲解以下几类运算符:

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
+ 10 + 5 15
- 10 - 5 5
* 10 * 5 50
/ 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;

在除法运算中,除数不能为0

只有整型变量可以进行取模运算

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
! !a 如果a为假,则!a为真; 如果a为真,则!a为假。
&& a && b 如果a和b都为真,则结果为真,否则为假。
\ \ 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
  • 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 if(条件){ 条件满足执行的语句 } --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}

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。

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:

switch(表达式)
{
    case 结果1:执行语句;break;
    case 结果2:执行语句;break;
    ...
    default:执行语句;break;
}

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==

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

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

总结:while , do...while, for都是开发中常用的循环语句,for循环结构比较清晰,比较常用

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

例如我们想在屏幕中打印如下图片,就需要利用嵌套循环

//外层循环执行1次,内层循环执行1轮
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
    for (int j = 0; j < 10; j++)
    {
        cout << "*" << " ";
    }
    cout << endl;
}

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

示例:

int main() {
    cout << "1" << endl;
    goto FLAG;
    cout << "2" << endl;
    FLAG:
    cout << "3" << endl;
    system("pause");
    return 0;
}
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:

  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 ...};

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

  1. 可以统计整个数组在内存中的长度
  2. 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

  1. 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大,就交换他们两个。
  2. 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。
  3. 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:

  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 } };
  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==

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 siziof(arr)
  • 获取二维数组首地址

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:

返回值类型 函数名 (参数列表)
{
       函数体语句
       return表达式
}
  • 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)

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

  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

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

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

提问:指针也是种数据类型,那么这种数据类型占用多少内存空间?

回答: 所有指针类型在32位操作系统下是4个字节,64位操作系统下8个字节

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

//指针变量p指向内存地址编号为0的空间
    int * p = NULL;

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

//指针变量p指向内存地址编号为0x1100的空间
    int * p = (int *)0x1100;
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-------地址可以改变,值不能改变
  2. const修饰常量 --- 指针常量-------地址不能改变,值可以改变
  3. const即修饰指针,又修饰常量----地址不能改变,值不能改变
技巧:看const右侧紧跟着的是指针还是常量, 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

示例:

int main() {
    
    int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
    int * p = arr;  //指向数组的指针
    cout << "第一个元素: " << arr[0] << endl;
    cout << "指针访问第一个元素: " << *p << endl;
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        //利用指针遍历数组
        cout << *p << endl;
        p++;
    }
    system("pause");
    return 0;
}

p++

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

//地址传递
void swap2(int * p1, int *p2)
{
    int temp = *p1;
    *p1 = *p2;
    *p2 = temp;
}
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

//冒泡排序函数
void bubbleSort(int * arr, int len)  //int * arr 也可以写为int arr[]
{
    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;
            }
        }
    }
}
//打印数组函数
void printArray(int arr[], int len)
{
    for (int i = 0; i < len; i++)
    {
        cout << arr[i] << endl;
    }
}
int main() {
    bubbleSort(arr, len);
    printArray(arr, len);
    system("pause");
    return 0;
}
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

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(对象指针也是一样的)---(->)

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

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

总结:在结构体中可以定义另一个结构体作为成员,用来解决实际问题

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
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----加了const,就不能修改参数值

void printStudent(const student *stu) //加const防止函数体中的误操作

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