一、第一个C++程序
#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
cout << "Hello World!";
return 0;
}二、数据类型、变量与常量、运算符
2.1 数据类型
2.2 变量与常量
2.3 运算符
三 、判断语句（if-else、switch-case）
3.1 if语句
if语句：用来实现两个分支的选择结构。
3.1.1 if语句的一般形式
//1.没有else子句部分
if(表达式） 语句1
//2.有else子句部分
if(表达式）{
语句1
}else{
语句2
}if 语句基本形式是：if (表达式)语句，“表达式”值可以是任意合法的数值。
3.1.2 级联的if-else语句
示例：交电费,分阶段收费
#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
float x = 0.0;
float y = 0.0;
cin >> x;
if (x <= 100) y = x * 0.5;
else if (x > 100 && x <= 300) y = 100 * 0.5 + (x - 100) * 0.8;
else if (x > 300 && x <= 1000) y = 100 * 0.5 + 200 * 0.8 + (x - 300) * 1.2;
else y = 100 * 0.5 + 200 * 0.8 + 700 * 1.2 + (x - 1000) * 2;
cout << y;
return 0;
}3.1.3 嵌套的if-else语句
示例：找出三位数中的最大值？
#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
int a, b, c;
int max = 0;
cin >> a >> b >> c;
if (a > b) {
if (a > c) {
max = a;
}
else {
max = c;
}
}
else {
if (b > c) {
max = b;
}
else {
max = c;
}
}
cout << max;
return 0;
}3.2 switch语句
switch语句：实现多分支选择结构。
其基本语句为：
switch(控制表达式）
{
case 常量:
语句;
break;
default：
语句;
break;
}示例：根据月份数输出对应月份的英文
#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
int month;
cin >> month;
switch (month) {
case 1:cout << "January" << endl; break;
case 2:cout << "February" << endl; break;
case 3:cout << "March" << endl; break;
case 4:cout << "April" << endl; break;
case 5:cout << "May" << endl; break;
case 6:cout << "June" << endl; break;
case 7:cout << "July" << endl; break;
case 8:cout << "August" << endl; break;
case 9:cout << "September" << endl; break;
case 10:cout << "October" << endl; break;
case 11:cout << "November" << endl; break;
case 12:cout << "December" << endl; break;
}
return 0;
}3.3 关系、逻辑与条件运算符与表达式
3.3.1 关系运算符与表达式
例如：a>3是一个关系表达式，>是一个关系运算符。
关系运算符：
| 运算符 | 含义 | 举例 | 说明 |
|---|---|---|---|
| > | 大于 | a>b | a>b 则true，否则false |
| >= | 大于等于 | a>=b | a>=b则true，否则false |
| < | 小于 | a<b | a<b 则true，否则false |
| <= | 小于等于 | a<=b | a<=b则true，否则false |
| == | 等于 | a==b | a=b 则true，否则false |
| != | 不等于 | a!=b | a!=b 则true，否则false |
括号、关系运算符与算术运算符的优先级：
| 括号() | *、/、% | +、- | <、<=、>、>= | ==、！= |
| 优先级高 ———————————————————> 优先级低 | ||||
3.3.2 逻辑运算符与表达式
| 运算符 | 含义 | 举例 | 说明 |
|---|---|---|---|
| && | 逻辑与（and） | a&&b | 全真则真，一假全假 |
| || | 逻辑或（or） | a||b | 一真全真，全假才假 |
| ^ | 异或运算符 //严格来说，这是位运算符， 但它常常用于逻辑判断，故 放在这里。 | a^b | 一真一假则为真， 全真全假则为假 |
| ! | 逻辑非（not） | ！a | 假则为真，真则为假 |
运算符优先级：
| 括号() | !、-（负号）、++、-- | *、/、% | +、- （加减运算） | <<、>> （左右位移） | <、<=、>、>= | ==、！= | && | || |
| 优先级高 ———————————————————> 优先级低 | ||||||||
3.3.3 条件运算符与表达式
运算符 举例 说明 表达式1？表达式2：表达式3 （a>b）？a：b 如果表达式1为真，取值表达式2；为假，取值表达式3
3.4 分支结构的测试：程序测试方法
什么是测试？（找逻辑上的bug）
- 指对一个完成了全部或部分功能、模块的计算机程序在正式使用前的检测，以确保该程序能按预定的方式正确地运行。
- 是程序员开发人员或程序测试人员的任务。
- 通过运行测试用例，找出程序中尽可能多的Bug。
程序测试方法的分类：
- 白盒测试（结构测试）：程序员自己看代码，主要用于测试的早期和重要的路径。
- 黑盒测试（功能测试）：代码交给系统测试，主要用于测试的后期和重要的功能。
四、循环语句（for、while、do-while）
选择循环语句的一般原则：循环次数已知——for语句
循环次数未知——while语句
循环体至少执行一次——do-while语句
4.1 for循环
for语句能用于两种情况：1.循环次数已经确定。2.循环次数不确定而只给出循环结束条件。
其基本语法如下：
for(循环变量赋初值；循环条件；循环变量增值){
//循环语句
}示例：求1~100的和（注意到，sum前面不加“&”）
#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
int sum=0;
int i;
for(i=1;i<=100;i++){
sum=sum+i;
}
cout<<"1~100的和为"<<sum;
return 0;
}
/*为什么printf里面的变量sum不加“&”？
加&传递的是指针，是一个内存地址；不加&传递的是值，是一个变量的拷贝。
printf 在输出时，只需要值就够了。
而scanf 之所以加&，是因为他需要知道你想把输入的参数，保存在内存的什么地方，也就是你给的变量的地址*/
4.2 while循环
while语句：只要当循环条件表达式为真（即给定的条件成立），就执行循环体语句。
（while循环的特点：先判断循环条件，后执行循环体语句）
其基本语法如下：
while(循环条件）{
//循环体
}示例：求1~100的和
#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
int i=1,sum=0;
while(i<=100){
sum=sum+i;
i++;
}
cout<<"1~100的和为"<<sum;
return 0;
}4.3 do-while循环
do-while语句：先执行循环体，然后再检查循环条件是否成立，若成立再执行循环体。
（do-while循环的特点：先无条件执行循环体，然后判断循环条件是否成立。）
其基本语法如下：
do{
//循环体
}while(循环条件）示例：求1~100的和
#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
int i=1,sum=0;
do{
sum=sum+i;
i++;
}while(i<=100);//注意在这里，有一个分号！！
cout<<("1~100的和为"<<sum;
return 0;
}4.4 改变循环执行的状态
4.4.1 break语句提前终止循环
break语句的作用：使流程跳出循环体之外，接着执行循环体下面的语句。
（break语句只能用于循环语句和switch语句之中，而不能单独使用。）
示例：1~100从小到大依次相加，当和大于3000时，立刻输出和。
#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
int sum=0;
for(i=1;i<=100;i++){
sum=sum+i;
if(sum>3000) break;//break语句前常用if语句作为执行条件
}
cout<<"此时和为"<<sum;
return 0;
}思考：如果是双重循环，在内循环体内有一个break语句，下一步进行什么循环？
解答：提前终止内循环，继续进行外循环。
4.4.2 continue语句提前结束本次循环
continue语句的作用：结束本次循环，进入下一次循环。
示例：要求输出100~200不能被3整除的数。
#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
int i;
for (i = 100; i < 200; i++) {
if (i % 3 == 0) //i%3==0,是指i除以3的余数等于0，即i能够被3整除
continue; //continue语句也常搭配if语句进行使用
cout<<i<<endl;
}
return 0;
}4.5 递推法
4.5.1 通过Fibonacci数列看递推法
斐波那契数列是什么？
斐波那契数列是一个数列，以0和1开始，后面的每一项都是前两项的和。数列的前几项如下：0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, ...
#include<iostream>
using namespace std;
int F(int num);
int main() {
int i;
cin >> i;
F(i);
cout << F(i);
return 0;
}
int F(int num) {
if ((num == 0) || (num == 1)) {
return num;
}
else {
return F(num - 1) + F(num - 1);
}
return 0;
}4.5.2 递推法的基本思想
- 递推法：指从问题的已知条件出发，依据某种递推关系，依次推出所要求的各中间结果及最后结果。
- 递推初始条件确定：问题本身已经给定or通过对问题的分析与化简后确定。
- 递推的方向（两种）：顺推法、逆推法
顺推法：从已知初始条件出发，通过递推关系逐步推算出要解决的问题的结果的方法。如求斐波那契数列。
倒推法：在不知初始值的情况下，经某种递推关系而获知于问题的解或目标，从这个解或目标出发，采用倒推手段，一步步地倒退到这个问题的初始情况。如猴子吃桃。
实现递推的步骤：
- 确定递推变量：要根据问题的具体实际，设置递推变量。
- 建立递推关系：递推关系是指，如何从变量的前一些值推出其下一个值，或从变量的后一些值推出其上一个值的公式（或关系）。
- 确定初始（边界）条件：对确定的递推变量，要根据问题最简单情形的数据确定递推变量的初始（边界）值，这是递推的基础。
- 对递推过程进行控制：递推过程不能无休止地重复执行下去。递推过程在什么时候结束，满足什么条件结束，这是编写递推算法必须考虑的问题。
4.6 穷举法
4.6.1 什么情况下用穷举算法
- 穷举法：根据问题中的“约束条件”，将所有可能的解一一列举出来，并逐个验证是否符合“约束条件”，找出符合要求的解。
- 穷举法适合求解的问题：可能的答案是有限个and答案是已知的，但又难以用解析法描述。这种算法通常用循环结构来完成。
4.6.2 百鸡问题
“百鸡问题”：鸡翁一，值钱五，鸡母一，值钱三，鸡雏三，值钱一。百钱买百鸡，问鸡翁、母、雏各几何？
#include<iostream> using namespace std; int main() { int i, j, k; for (i = 1; i <= 20; i++) { for (j = 1; j <= 33; j++) { for (k = 1; k <= 300;k++) { if ((i + j + k == 100) && (5 * i + 3 * j + k / 3 == 10)) { break; } } } } cout << i << " " << j << " " << k << endl; return 0; }优化，两重循环（k=100-i-j）
#include<iostream> using namespace std; int main() { int i, j,k; for (i = 1; i <= 20; i++) { for (j = 1; j <= 33; j++) { k = 100 - i - j; if ((5*i + 3*j + k/3 == 100) && ( k % 3 == 0)) { break; } } } cout << i << " " << j << " " << k << endl; return 0; }
4.7 循环程序调试方法：单步调试法
程序调试的步骤：猜测出错位置，设置断点——>单步运行——>观察变量——>发现问题——>修正代码，重新运行——>解决问题
循环程序常用断电：初始值，改变程序条件变量的位置，判断条件。
五、数组
5.1 一维数组
定义一维数组：数据类型 数组名[常量表达式];
如int a[10],char c[10]。
- 数组是用来存储相同数据类型的数据结构。
- 数组在内存里有一块连续的存储空间（区别于链表）。
- 常量表达式是来表示数组大小的，定义之后就不能改变。
5.2 二维数组
定义二维数组：数据类型 数组名[常量表达式1][常量表达式2];
如int a[][10],char c[][10]。
- 二维数组可以表示二维表格上的数据。
- 二维数组存储形式先行后列。
- 二维数组的处理一般采用双重循环语句。
5.3 字符串与字符数组
解决两个问题：
- 字符串输入cin和cin.getline区别
- 字符串输出如何不出现乱码？
字符串与字符数组的不同
字符串char name[]="hust";//数组长度为5
h u s t \0 字符数组char name[]={'h','u','s','t'};//数组长度为4
h u s t
字符数组的输入输出
在实际应用cin输入字符数组时，会自动在输入的字符尾端加上'\0'，故在定义数组大小时应考虑到这一点。
- 字符数组的输入（cin、cin.getline）
用"cin>>数组名"的形式输入
遇到空格，Tab，回车键表示数据之间间隔；回车键还可以表示输入结束
用"cin>>数组名"输入单个字符串时，其中不能有空格
用"cin>>数组名"输入多个字符串时，可以用空格分隔
用cin.getline函数（输入字符串中包含空格字符）
cin.getline(字符数组名，字符个数n)
输入回车表示输入结束
输入字符的数量（不包含回车）最大为n-1
输入的字符后会自动添加串结束符'\0'，作为字符串的一部分放入数组
如果输入字符的数量（不包含回车）大于n-1个，将前n-1个字符放入数组
cin和cin.getline混合使用
运行下面这个代码会发现
cin,getline语句被直接跳过，并没有输入的过程。这是因为cin>>和cin.getline从缓冲区读数据时的方式不同，cin>>不读"\n"换行符，但是cin.getline读"\n"换行符，那么在实际的运行过程中代码读完cin>>之后会立马遇到一个换行符，cin.getline 也就没运行就结束了。那么如何解决上述问题？（清空缓冲区）
混合使用cin和cin.get.line时，用cin.clear()和cin.sync()解决问题
//混用之后，有问题的代码 #include<iostream> using namespace std; int main() { char ch[5]; int number; cin >> number; cin.getline(ch, 5); return 0; } //清空缓冲区，没问题的代码 #include<iostream> using namespace std; int main() { char ch[5]; int number; cin >> number; cin.getline(ch, 5); return 0; }
- 字符数组的输出
cout遇到'\0'才能结束
//没有结束符，有问题的代码 #include<iostream> using namespace std; int main() { char a[4] = "C++"; char b[3] = { 'c','+','+' }; cout << a << endl; cout << b << endl; return 0; } //加结束符，没问题的代码 #include<iostream> using namespace std; int main() { char a[4] = "C++"; char b[3] = { 'c','+','+' ,'\0'}; cout << a << endl; cout << b << endl; return 0; }
5.4 字符串的应用
字符数组与数值数组之间的异同
- 相同点：定义格式一样，可以使用循环访问每个元素。
- 不同点1：循环控制条件不同
int a[6] = { 1,2,3,4,5,6 }; for (int i = 0; i < 6; i++) { cout << a[i]; } char b[60] = "hello"; for (int j = 0; b[i] != '\0'; j++) { cout << b[j]; }
- 不同点2：字符数组可以使用数组名整体访问整个字符串
//输出的是数组a的首地址 int a[6] = { 1,2,3,4,5,6 }; cout<<a<<endl; //输出b为首地址的字符串，直至遇到'\0'结束 char b[60] = "hello"; cout << b<<endl;
六、指针——C++的灵魂
6.1 指针的概述及基本应用
6.1.1 指针的基本概念
- 内存地址：计算机的内存被划分为一个个的存储单元，简称内存单元。内存单元按一定的规则编号，这个编号就是存储单元的地址。
- 变量与地址：程序中定义的变量要占用一定的内存空间，不同的数据类型的变量占用的内存空间大小不一样。如整型变量占用4个存储单元，浮点型变量占用8个存储单元。
- 访问内存中的数据（两种方式：直接访问，间接访问）
直接访问：通过变量名，直接对变量的存储空间进行存取访问。
间接访问：根据变量的地址进行存取访问。
指针变量与指针变量的定义
- 指针变量是一种特殊的变量，用于存放内存单元的地址，即
能存放地址的变量就是指针变量。- 指针变量定义的一般形式：数据类型 *指针变量名;
定义语句中的 *表示该变量为指针变量。
指针变量前的数据类型规定了指针变量指向的变量的数据类型。
如double *p，p为指针变量，且指针变量p里存放着double类型变量的地址。
- 指针变量的三要素
变量名：与一般变量取名相同，数字、字母、下划线组成，字母、下划线开头。
指针变量的类型：
指针所指向的变量的类型，而不是自身的类型。指针变量本身均为long int类型。指针变量的值：是某个变量的内存地址。
6.1.2 与指针相关的运算符&、*
取地址运算符：&
- &是一个一元运算符，用来得到一个变量的地址。&后面必须是个变量。
- 例如int a;
&a表示变量在内存中的
起始地址，
指针运算符：*
- *是一个一元运算符，表示指针变量所指向的变量的值（取值）。*后面必须是个地址。
注意：*在不同地方出现含义不同。
- 如：int a=5,b,*p;
p=&a;//*p也就是取地址&a内存放的变量a的值
b=*p;//（即p所指向的内存单元的内容），等价于b=a
6.1.3 指针变量的初始化与赋值
- 指针变量初始化，在定义时赋值：数据类型 *指针名=地址
- 指针赋值： 指针变量=地址
其中的“地址”可以是变量的地址、数组名等。
如：int x=8;
int *p=&x;//指针变量初始化
int *q;
q=p;//指针赋值
- 不能把常量或表达式赋给指针变量。
p=&67; p=&(i+4)是非法的
- 不能将一个整数赋给指针变量，但可以赋整数值0，0是可以直接赋给指针变量的唯一整数值，表示空地址（NULL）。
int *p; p=0;//p为空指针，不指向任何地址
6.2 指针与一维数组
6.2.1 指针表示一维数组的元素
6.3 指针与二维数组
6.4 指针数组
6.5 多级指针、动态内存分配
七、指针
八、
