准备工具Vscode或者Clion或者Dev C++或者Vs studio 和
MSYS2 是C++跨平台的重要工具链.

准备工作

安装MSYS2

pacman -S mingw-w64-ucrt-x86_64-gcc 后Y

最后用cmd gcc --version

环境变量添加进去：

软件

CLion

创建文件

右击–New–C/C++ Source File

一、基本介绍

1.1C++源文件

该文件一般是以.cpp 或者 .cxx 后缀结尾的。

#include<iostream>
using namespace std;
// main有且仅有一个
int main() {

	cout << "Hello C++__world" << endl;
	//system("pause");
	return 0;
}

main 函数只包含一行代码：这个单条语句是以 std 开头，然后以一个分号（；）作为结尾
的。

1.2 代码注释

注释是一种编写代码时用来解释程序的作用和用途的特殊语句，编译器会自动检测并忽略，注释并不对程序功能产生任何影响。

格式：
（1）单行注释： // 后接对代码的描述
放置在代码上方，或者代码语句结束的结尾较好。

（2）多行注释：/*多行注释*/
这个由于可能代码篇幅可能较长，所以推荐写在整体的上方。

1.3变量与常量

1.3.1变量

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;

注意：最好是在定义的时候，给变量赋初值。因为变量是在操作指定的内存空间，在定义变量的时候，会找某一空间，却不可保证改空间原先的值是没有的。

#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
	//最好是在定义的时候，给变量赋初值。
	int a = 5;
	//带有中文输出的内容，需要把编码格式改为GBK
	cout << "a 的值= " << a << endl;
	
	system("pause");

	return 0;
}

1.3.2 常量

不随任何的行为而改变自身数据

语法：
（1）#define 宏定义 #define 常量名 常量值
源文件的上方定义的

（2）const 修饰的变量 const 数据类型 常量名 = 常量值
被const修饰该变量为常量，不可修改

1.3.3 二者的区别：

虽两种方式都可以用来定义常量，但仍存在一些区别：

1. #define 宏常量:

   • 使用预处理指令，简单替换，没有类型检查。
   • 不占用内存，直接替换为常量值（是简单的文本替换，它将符号替换成相应的文本； 即：#define 定义的常量没有分配存储空间，没有对应的地址）。
   • 可以定义函数、表达式等，不仅仅限于常数(define可以采用表达式作为名称)。
   • 宏不受作用域限制，全局可用。

2. const修饰的变量:

   • 是真正的变量，具有数据类型，会占用内存。（因为const 定义的常量在内存中分配了存储空间，可以获取其地址）
   • 提供类型安全，编译器会进行类型检查。
   • 有作用域限制，遵循普通变量的作用域规则。
   • 更推荐，因为具有类型信息，易于维护和调试。

通常情况下，推荐使用 const 修饰的变量来定义常量，因为它更具类型安全性和可读性。

1.4 关键字和标识符

C++中的关键字是指具有特殊含义的保留单词，例如"int"和"if"

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。

标识符是程序员定义的用于命名变量、函数等的名称。 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

• 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

二、数据类型

C++中的数据类型可以分为
好的，我会继续介绍C++中常见的基本数据类型和用户定义数据类型。

2.1 基本数据类型:

检验类型大小 ` sizeof(数据类型、变量) `

C++是一种静态类型语言，这意味着在创建变量或常量时必须明确指定其数据类型。编译器需要在编译时确定每个变量的数据类型，以便正确分配内存并执行相应的操作。

如果不指定数据类型，编译器将无法正确处理变量的内存分配和操作，因此必须明确定义数据类型。

2.1.1整型:

用于表示整数类型的数据，可以是正数、负数或零。区别在于存储的空间大小不同 

short < int <= long <= long long

short：2字节 -2^15 - 2 ^15 -1
int ：4字节 -2^31 - 2 ^31 -1
long：在32位系统上通常4字节, 在64位系统上通常8字节, -2^31 - 2 ^31 -1
long long ：8字节 -2^15 - 2 ^63 -1

2.1.2 浮点型 (实数):

用于表示带有小数的数值，其中`float`表示单精度浮点数，而`double`表示双精度浮点数。

1. float:

   • float 是一种单精度浮点数数据类型，通常占用4字节（32位），可以存储大约7位有效数字。
   • 使用 f 后缀来明确指定一个浮点数为 float 类型，如 3.14f。

2. double:

   • double 是一种双精度浮点数数据类型，通常占用8字节（64位），可以存储大约15-16位有效数字。

3. 科学计数法:

   • C++支持科学计数法来表示浮点数，使用形如 aeb 的表示法，其中 a 是系数，e 是底数为10的指数，b 是指数的符号。例如，3e2 表示 (3 *10^2)，即300；0.03 可以写作 3e-2 表示 (3 *10^(-2))。

示例：

float pi = 3.14f; // 使用 f 后缀指定 float 类型
double largeNumber = 1.234567890123456789; // 默认为 double 类型

float a = 3e2; // 表示 300
float b = 3e-2; // 表示 0.03

保留指定位数的小数

使用iomanip库中的setprecision函数
fixed和setprecision函数来设置输出的小数精度。fixed用于固定小数点的位置，setprecision用于设置小数的位数。

#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;

int main() {
    double num = 3.1415926;
    int precision = 3; // 保留3位小数

    cout << fixed << setprecision(precision) << num << endl;

    return 0;
}

字符串流（stringstream）

#include <iostream>
#include <sstream>
#include <string>
#include <iomanip>
using namespace std;

int main() {
    double num = 3.1415926;
    int precision = 3; // 保留3位小数

    stringstream ss;
    ss << fixed << setprecision(precision) << num;
    string result = ss.str();

    cout << result << endl;

    return 0;
}

我们使用字符串流（stringstream）来将浮点数转换为字符串，并设置小数的位数。然后，我们可以将结果存储在一个字符串变量中，以便后续使用。

2.1.3 字符型 (char 1个字节):

作用： 用于表示单个字符，以ASCII编码¹为基础。

语法： char ch = 'a';

注意：
( 1 )用单引号括起字符，示例：char myChar = 'A';
( 2 )单引号内只能包含一个字符，不能是字符串，示例：char myChar = 'AB'; 是不允许的，应该是 char myChar = 'A';
( 3 ）字符型变量（char）在C和C++中通常占用1个字节（8位），无论是用于存储字符本身还是对应的ASCII码。

2.1.3.（1）转义字符

用于表示一些不能显示出来的ASCII字符

转义字符是在字符前面加上反斜杠（\）来表示一些特殊字符或操作，通常用于在字符串或字符常量中插入不易直接输入的字符。

常用的转义字符有： \n \\ \t

2.1.4 布尔型 (bool):

布尔类型（bool）是一种用于表示真（true）或假（false）的数据类型，在C++中占用1个字节大小。它是用来做逻辑判断的基本类型。

bool flag = true;
	cout << flag << endl; // 1

	flag = false;
	cout << flag << endl; // 0

	cout << "size of bool = " << sizeof(bool) << endl; //1

2. 2 用户定义数据类型(后续）:

• 结构体 (struct): 允许创建包含多个不同数据类型的组合体，可以通过结构体定义多个变量来描述一个实体的属性。
• 类 (class): 允许创建具有成员变量和成员函数的自定义数据类型，实现了面向对象编程的概念，包括封装、继承和多态。
• 枚举类型 (enum): 允许创建一个包含一组命名常量的新数据类型。
• 共用体 (union):共用体允许在同一内存位置存储不同的数据类型。这意味着共用体的成员共享内存，修改一个成员会影响到其他成员。
• typedef 定义的类型:typedef 是用来为现有类型定义新的名称，提高代码的可读性和可维护性。

2.3 字符串型

在C++中，字符串类型可以属于两种类型：普通类型和用户定义类型，具体取决于使用的字符串表示方式。

1. 普通类型（延续C语言风格）:

   • 在C++中，可以使用字符数组（char array）或指向字符的指针来表示字符串。这种方式属于普通类型，没有特定的用户定义类型，它们是C和C++的基本字符串表示方式。

   char str1[] = "Hello, world!";  // 字符数组表示字符串
   char* str2 = "Hello, world!";    // 字针表示字符串
   

2. 用户定义类型:

   • 另一方面，C++也提供了标准库中的 std::string 类，这是一个用户定义的字符串类型。std::string 是一个类，提供了丰富的字符串操作功能和方便的字符串管理。

   #include <string>
   
   std::string str = "Hello, world!";  // 使用 std::string 类型
   

std::string 是C++标准库中的一部分，它提供了很多方便的字符串处理方法，例如字符串拼接、查找、替换等操作，使得字符串处理更方便和高效。

因此，字符串可以是普通类型（字符数组或指针）或用户定义类型（std::string），具体取决于你选择的字符串表示方式。如果需要更多信息或有其他问题，请随时提出。

2.4 数据键入

作用：用于从键盘获取数据

关键字: cin

语法： cin >> 变量

cin通常与运算符>>一起使用，用于将输入的数据存储到指定的变量中。这样可以方便地从用户那里接收输入，并在程序中进行处理

int x = 0;
	cout << "请输入整型变量x的值：" << endl;
	cin >> x;
	cout << x << endl;

三、运算符

注意（1） 两个小数不可做取模运算，结果看左边

	int a3 = 10;
	int b3 = 0;
	//报错，除数不可以为0
	//cout << a3 / b3 << endl; 
 
  // 两个小数不可做取模运算，结果看左边
  //  除数不为0
  cout << -10 % 3 << endl; //-1
  cout << 10 % 3 << endl;  // 1

//两个小数可以相除
	double d1 = 0.5;
	double d2 = 0.25;
	cout << d1 / d2 << endl;

（2）赋值是‘=’ 等于是‘==’

算术运算符

赋值运算符

比较运算符

逻辑运算符

四、流程控制语句

顺序结构、选择结构、循环结构

4.1 选择结构

4.1.1 if语句

用于执行基于条件的代码块。

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

（1）.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

if (sum==100)
	{
	  cout<<"sum=="<<100<<endl;
	}

( 2 ) .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 };`

( 3 ).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 };`

4.1.2 三目运算符

语法：表达式1 ? 表达式2 ：表达式3

	int a = 10;
	int b = 20;

	int c = a > b ? a : b;
	cout << "c = " << c << endl;

4.1.3 switch语句

switch - case

每个case标签之后不会自动执行到下一个case标签，除非使用break语句来显式终止switch块。

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;

}

举例代码：

#include <iostream>

int main() {
    int choice = 2;

    switch (choice) {
        case 1:
            std::cout << "选项1" << std::endl;
        case 2:
            std::cout << "选项2" << std::endl;
        case 3:
            std::cout << "选项3" << std::endl;
        default:
            std::cout << "默认选项" << std::endl;
    }

    return 0;
}

这是因为没有break语句来终止case标签，导致控制流“直通”到后续的case标签。如果您想要避免这种行为，应在每个case块的末尾使用break语句来显式退出switch块。

注意事项

1. switch语句中的表达式类型通常只能是整型或字符型。这是因为case标签中的常量值需要与表达式的类型匹配。

2. 如果在case标签中没有使用break语句，程序会继续执行下一个case标签，这就是所谓的“直通”行为。

3. switch语句在处理多个条件判断时具有结构清晰和执行效率高的优点。它适用于在一系列离散值中选择执行不同的代码块。

4. 一个switch语句的缺点是它不能直接判断区间，只能针对离散的值进行判断。要处理区间，通常需要使用一系列if语句或其他逻辑结构。

这些特点使switch成为一种适用于某些情况下的有效控制结构，但在其他情况下可能需要使用不同的条件控制方式。

4.1.4 if和switch的区别【CHAT】

`if`更灵活，适用于各种条件逻辑，
`switch`更适用于多个等值条件的情况下，代码更具可读性。

1. 用法：

   • if语句适用于任何条件判断，可以处理各种复杂的条件表达式，包括比较、逻辑运算等。它可以用来实现灵活的条件控制。
   • switch语句通常用于根据一个表达式的不同值来选择执行不同的代码块。它适用于多个等值条件的情况。

2. 条件：

   • if语句可以处理各种条件，包括布尔表达式、比较表达式、逻辑表达式等，可以实现更灵活的条件逻辑。
   • switch语句通常用于处理整数或字符类型的表达式，用于离散的值判断，而不适用于范围或其他类型的条件。

3. 多条件：

   • if语句可以轻松处理多个条件，通过嵌套if语句或使用else if来实现多个条件分支。
   • switch语句通过多个case标签来处理多个等值条件，通常更适用于处理相对简单的多条件情况。

4. 可读性：

   • switch语句通常在处理多个等值条件时更具可读性，因为所有条件都集中在一起。
   • if语句用于处理复杂的条件逻辑时可能需要更多的嵌套，可读性可能较差。

5. 执行流程：

   • if语句是根据条件的真假来决定是否执行某个代码块。
   • switch语句是基于表达式的值来选择执行哪个case块，然后执行该块内的代码，之后需要使用break语句来终止switch块，否则会"直通"到下一个case。

综上所述，选择使用if还是switch取决于您的需求。

4.2 循环结构

4.2.1 while循环语句

语法： while(循环条件){ 循环语句 }

int num = 0;
	while (num < 10)
	{
		cout << "num = " << num << endl;
		num++;
	}

执行循环语句时确实必须提供跳出循环的出口，否则可能会陷入死循环，导致程序永远不会停止执行。以下是一些常见的方法来实现循环的退出

4.2.2 do…while循环语句

语法： do{ 循环语句 } while(循环条件);
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

语法： for(起始表达式;条件表达式;末尾循环体) { 循环语句; }
for循环中的表达式，要用分号进行分隔

九九乘法表

4.3 跳转语句

4.3.1 break语句

1. 在switch语句中：break语句用于终止当前的case标签块，并跳出switch语句。这可以防止"直通"到下一个case标签。

2. 在循环语句中（如for、while、do-while）：break语句用于提前跳出当前循环，即使循环条件仍然满足。它用于终止循环的执行，使程序流程进入循环后的下一个语句。

3. 在嵌套循环中：如果存在多个嵌套循环，break语句通常跳出最近的内层循环，而不是整个外层循环。这允许您有选择性地退出嵌套循环中的一个循环，而不必退出所有嵌套层次。

break语句是控制流的重要工具，用于在满足特定条件时改变程序的执行路径。要注意，滥用break可能会导致代码难以理解和维护，因此应该慎重使用。

4.3.2 continue语句

continue并没有使整个循环终止，而break会跳出循环

4.3.3 goto语句：- goto关键字。

语法： goto 标记;

`goto`语句是一种在编程中用来无条件跳转到程序中的标记（label）处的控制语句。

goto 标记;

• 标记是在程序中的一个标签，通常是一个带有冒号的标识符，例如 label:。

使用goto语句可以使程序跳转到指定标记的位置，继续执行代码。这可以在某些情况下用于实现特定的控制流程，但要小心使用，因为滥用goto可能导致程序难以理解和维护，产生不可预测的行为。

大多数现代编程语言鼓励避免使用goto，并提供更结构化的控制结构，如条件语句和循环，以更清晰和可维护的方式实现控制流程。在实际编程中，通常不需要使用goto，并且可以通过其他方法来实现相同的目标。

五、数组

（1）数据类型相同： 数组中的每个数据元素都必须是相同的数据类型。这意味着如果您创建一个整数数组，每个元素都必须是整数；如果是字符数组，每个元素都必须是字符，以此类推。

（2）连续内存： 数组的元素在内存中是连续存储的，这意味着数组中的元素在内存中相邻，没有额外的空间分隔它们。这也是数组的一个重要特点，因为它允许通过索引来快速访问元素，索引值可用于计算元素的内存地址。

5.1 一维数组

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 ...};

（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(int)arr

CLion中有错误：cast from ‘int*’ to ‘int’ loses precision [-fpermissive]问题解决

该这里是因为基于Linux内核的64位系统上指针类型占用8个字节，而int类型占用4个字节，所以会出现loses precision。

可以先将int* 转成long类型，long类型可以隐式类型转换到int类型。直接修改为long long即可

cout << "数组首地址为：" << (long long)arr << endl;  
cout << "数组第一个元素地址为：" << (long long)&arr[0] << endl;
cout << "数组第二个地址为：" << (long long)&arr[1] << endl;

冒泡排序

int main() {

	int arr[9] = { 1,7,5,3,4,8,6,2,3};

	for (int i = 0; i < 9 - 1; i++)
	{
		for (int j = 0; j < 9 - 1 - i; j++)
		{
			if (arr[j] > arr[j + 1])
			{
				int temp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = temp;
			}
		}
	}

	for (int i = 0; i < 9; i++)
	{
		cout << arr[i] << endl;
	}
    
	system("pause");

	return 0;
}

C语言内置的qsort

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// 比较函数，用于告诉qsort如何比较元素
int compare(const void *a, const void *b) {
    return (*(int *)a - *(int *)b);
}

int main() {
    int arr[] = {5, 2, 9, 1, 5, 6};
    int length = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

    // 使用qsort对整数数组进行升序排序
    qsort(arr, length, sizeof(int), compare);

    // 打印排序后的数组
    printf("排序后的数组：");
    for (int i = 0; i < length; ++i) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");

    return 0;
}

5.2 二维数组

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};

六、函数

将一段经常使用的代码封装起来，减少重复代码

返回值类型 函数名 （参数列表）
{

       函数体语句

       return表达式

}

int add(int num1, int num2)
{
    //函数体语句
	int sum = num1 + num2;
    //return表达式
	return sum;
}

调用 函数名（参数）

int add(int num1, int num2) //定义中的num1,num2称为形式参数，简称形参（形参列表）
{
    int sum = num1 + num2;
    return sum;
}

int add(int num1, int num2, int num3) {
    int sum = num1 + num2 + num3;
    return sum;
}

int main() {

    int a = 10;
    int b = 10;
    //调用add函数
    int sum = add(a, b);//调用时的a，b称为实际参数，简称实参
    cout << "sum = " << sum << endl;

    int sum1 = add(a, b, 10);
    cout << "sum1 = " << sum1 << endl;

    a = 100;
    b = 100;

    sum = add(a, b);
    cout << "sum = " << sum << endl;

    system("pause");

    return 0;
}

值传递

值传递时，形参是修饰不了实参的

形参无论发生什么变化都不会影响实参

void swap(int num1, int num2)
{
	cout << "交换前：" << endl;
	cout << "num1 = " << num1 << endl;
	cout << "num2 = " << num2 << endl;

	int temp = num1;
	num1 = num2;
	num2 = temp;

	cout << "交换后：" << endl;
	cout << "num1 = " << num1 << endl;
	cout << "num2 = " << num2 << endl;

	//return ; 当函数声明时候，不需要返回值，可以不写return
}

int main() {

	int a = 10;
	int b = 20;

	swap(a, b);

	cout << "mian中的 a = " << a << endl;
	cout << "mian中的 b = " << b << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

如果想要改变实参 – 互换地址的内容：

void swap(int num1, int num2)
{
    cout << "交换前：" << endl;
    cout << "num1 = " << num1 << endl;
    cout << "num2 = " << num2 << endl;
    cout << "&num1="<< &num1<<endl;
    cout << "&num2="<< &num1<<endl;


    int temp = num1;
    num1 = num2;
    num2 = temp;
    cout << "&temp="<<&temp<<endl;

    cout << "交换后：" << endl;
    cout << "num1 = " << num1 << endl;
    cout << "num2 = " << num2 << endl;
    cout << "&num1="<< &num1<<endl;
    cout << "&num2="<< &num1<<endl;

    //return ; 当函数声明时候，不需要返回值，可以不写return
}

int main() {

    int a = 10;
    int b = 20;

    swap(a, b);

    cout << "mian中的 a = " << a << endl;
    cout << "mian中的 b = " << b << endl;
    cout << "&a="<< &a<<endl;
    cout << "&b="<< &b<<endl;
    system("pause");

    return 0;
}

---

1. ASCII（American Standard Code for Information Interchange）编码将每个字符映射到一个唯一的整数。例如，字母 ‘a’ 对应的ASCII码是97。因此，当你在C或C++中创建一个字符型变量时，实际上是将该字符对应的ASCII码存储在内存中。 ↩︎