[知识点] 1.2 C++入门基础知识1——初识

内容导读

互联网集市收集整理的这篇技术教程文章主要介绍了[知识点] 1.2 C++入门基础知识1——初识，小编现在分享给大家，供广大互联网技能从业者学习和参考。文章包含10846字，纯文字阅读大概需要16分钟。

内容图文

前言

这篇文章对 C++ 里一些最基础的编程知识进行简要介绍。

子目录列表

1、环境与编译

2、头文件

3、注释

4、变量与常量

5、输入与输出

6、格式与缩进

7、#define 与 typedef

8、运算符

9、分支与循环

10、数组与结构体

11、函数

12、文件操作

1.2 C++ 入门基础知识

1、环境与编译

① IDE

请参见：https://www.cnblogs.com/jinkun113/p/12741364.html

② 编译器

Windows 下需要自行下载，当然 IDE 可能直接集成了编译器，或者提供了下载渠道。

macOS 在终端执行：xcode-select --install

Linux 在终端执行：sudo apt update && sudo apt install g++

③ 命令行执行

如果不想被 IDE 的框架受限，或者想显得更高端的话，可以在命令行直接进行编译，格式为：

g++ *.cpp -o *，* 表示要编译的文件名，-o 用来指定输出文件名。

除此之外，还有许多可以添加的编译选项，列举几个常用的：

-O / -O1 优化生成代码；-O2 进一步优化；-O3 再进一步优化；

-w 关闭所有警告提醒；-Wall 显示所有警告提醒；

-lm 链接数学库（这个一般竞赛编译都会加上，但其实不加上也能正常运行）

2、头文件与主函数

先演示一个最经典的示例代码。

1 #include <iostream>
2 using namespace std;
3 
4 int main() {
5     cout << "Hello, world!"; // output 'Hello, world!'
6     return 0;
7 } 

① 头文件

其中，第一行（L1）为头文件格式：

#include <头文件名>

头文件的作用是什么？一般，头文件包含了各类功能函数或者数据接口声明。任何函数都不是与生俱来的，而是保存在 C++ 里内置的各种 .h 文件中，如果不事先声明，编译器并不能识别这是什么。

比如，L5 的 cout 函数（4、输入和输出会介绍）是来自内置的 <iostream> 中，故需要在最开始表明，接下来的代码需要用到这里面的函数，那么编译器在执行主程序之前就会先进行预处理。

一般而言，只需要写上你需要的头文件即可，都有时候可能出现遗漏，而编译器并不会在所有这类情况下报错，所以你可以选择：

① 提前写好常用的头文件作为模板，每次编写时直接复制上去；

② 多检查几次（

③ 使用万能头文件：

#include <bits/stdc++.h>

它包含了 C++ 绝大多数头文件。但是请注意，首先 C 语言不能使用，MSVC 编译器不支持；其次并不是所有情况下都允许使用，多加留意规则；然后，头文件声明越多，对编译时间影响越大，尽管一般不至于导致 TLE。

头文件也可以自己编写，比如自行定义了 “hzq.h”，并在其中定义了一些函数，那么在声明头文件时可以这样写：

#include "hzq.h"

注意，使用 " " 而不是 < >。

一般使用不到，尤其竞赛就不可能用到了，所以暂时不过多介绍。

② 命名空间 namespace

L2 表示使用标准命名空间。请参见：https://www.cnblogs.com/jinkun113/p/12744678.html

③ 主函数 main

L3 定义了一个主函数：int main()。任何 .cpp 有且仅有一个主函数，且为整型（int）函数。注意，请不要使用各类古老的教材教辅上写的 void main()，实际上这种写法早已被废弃。

L6 有一句 “return 0”，表示主函数的返回值为 0，作为主函数的结束标识，尽管可以不写，但还是建议写上，这是规范。

更多关于函数的概念，请参见：<施工中>

3、注释

还是上面的示例代码。注意到 L5 后面有个 “//” 符号，其表示注释，对程序编译无任何影响，一般用于让某段代码暂时不执行，或者解释程序，便于日后维护或者供他人阅读。

两种注释的方法：

① 行内注释，以 “//” 开头，后面所有内容全部为注释；

② 注释块，以 “/*” 开头，以 “*/” 结尾，可以跨行，中间内容全部为注释。

4、变量与常量

① 变量

变量，指没有固定值而可以改变的数，一般用非数字符号表达，在计算机语言中是相对关键的一类数。

C++ 中定义了如下基本数据类型：

int - 整型，表示整数，占用 4 个字节，表示范围为 [-2147483648, 2147483647 (= 2 ^ 31 - 1)]，还有：

short int - 短整型，占用 2 个字节，表示范围为 [-32768, 32767 (= 2 ^ 15 - 1)]；

long long int - 长整型，占用 8 个字节，表示范围为 [-9223372036854775808, -9223382036854775807 (= 2 ^ 63 - 1)]，可缩写为 long long；

float - 单精度浮点型，表示小数，占用 4 个字节，表示范围大致为 [-3.4 * 10 ^ 38, 3.4 * 10 ^ 38]；

double - 双精度浮点型，表示小数，占用 8 个字节，表示范围大致为 [-1.7 * 10 ^ 308, 1.7 * 10 ^ 308]；

char - 字符型，表示字符，占用 1 个字节，表示范围为 [0, 255]；

bool - 布尔型，表示真或假，占用 1 个字节，表示范围为 [0, 1]；

void - 无类型。

还有一些不太常用的暂时不列。

声明变量的格式：

变量类型 变量名, ...

比如：

int a;

double b;

char c = 'a';

声明的同时可以赋值。

② 常量

常量与变量相对，表示不会改变的数，声明时直接附加一个 const，且必须赋值，比如：

const int a = 2;

③ 作用域

写在主程序外的变量称为全局变量，其作用域为整个程序；其他的为局部变量，其作用域是声明语句所在的代码块，只能在所属代码块或者所属函数中使用。至于代码块怎么理解，可以视作一对 {} 为一个代码块。

虽然称之为全局/局部变量，其实对于常量而言也是一样的。不过对于变量，还有一点需要注意：全局变量声明时没有赋值则初始化为 0；局部变量不会初始化，是出现 bug 很常见的起因。

5、输入与输出

① cin / cout

继续看上面的示例代码。注意到 L5 使用了一个函数 cout，其作用为输出到屏幕，其格式为：

cout << ...;

... 后可以继续接 << ...，理论上无限制，表示继续输出。下面是一些例子：

cout << "hi"; // 表示输出 “hi”

cout << 1 << ' ' << 2; // 表示输出一个 1 和一个 2，中间有一个空格

cout << a << endl; // 表示输出一个变量 a，并换行

cin 作用是从键盘输入，使用方法类似于 cout，只是符号相反：

cin >> a >> b; // 表示输入两个变量 a, b

它们特属于 C++，被称作输入输出流函数。

② scanf / printf

它们其实是属于 C 语言的，相比 cin / cout，速度更快，只是格式较为复杂。以 scanf 举例，格式为：

scanf("...", ...);

"..." 内填写字符或者格式说明符，... 填写变量。

scanf("%d", &a); // 表示输入一个变量 a

scanf("%d %d", &a, &b); // 表示输入两个变量 a, b

printf("1"); // 表示输出一个数 1，等同于 printf("%d", 1);

printf("%d\n%d", a, b); // 表示输出两个变量 a, b，中间会换行

一一解释：

> %d 是什么？

格式说明符的一种。使用 scanf / printf 时，需要先声明该变量的格式，下面是常用的格式说明符：

%d - 有符号整型变量；%c - 字符变量；%s - 字符串（字符数组）变量；

%lf - 双精度浮点型变量；%lld - 长整型变量（Windows 下使用 %I64d）。

其中，%d 和 %lf 还可以添加其他条件：

%*d - * 表示控制整型变量显示长度，比如 * 小于数本身位数没有影响；大于本身位数将自行填充空格。

举例：printf("%3d", 5); // 将输出 “  5”

%*lf - * 表示小数保留位数。

举例：printf("%.2lf", 2.077); // 将输出 “2.08”

> \n 是什么？

转义字符的一种。使用 scanf / printf 时，用于表示一些不能直接输入的字符，下面是常用的转义字符：

\n - 换行符；\t - 制表符；\" - 表示 "；\\ - 表示 \。

> scanf 中的 & 是什么？

& 表示取址运算符，表示变量在内存中的地址。具体请参见：<施工中>

6、格式与缩进

C++ 对书写格式和缩进并无任何规定，理论上只要语法正确，想怎么写怎么写。但语言是什么？是人类进行沟通表达和传递信息的工具，不要满足于计算机能理解你的行为，所以尽可能地保持代码的格式统一和结构清晰，能形成自己的代码风格更好。当年在 cj 搞 OI 那么久，早期风格变化大，后来慢慢定型了，基本上是师承 bebe 的，过了若干年再次看到他的代码的时候发现还是那么像。。

对于格式，可能大多是在空格出现频率和换行频率上有一定差异；

对于缩进，一般有四格缩进和两格缩进的区别。

见仁见智。

粘贴一份 KMP 算法的代码体现一下代码风格。。

 1 int main() {
 2     cin >> a + 1 >> b + 1;
 3     la = strlen(a + 1), lb = strlen(b + 1);
 4     fail[0] = -1;
 5     for (int i = 1, x = -1; i <= lb; i++) {
 6         while (x >= 0 && b[x + 1] != b[i]) x = fail[x]; 
 7         fail[i] = ++x;
 8     }
 9     for (int i = 1, x = 0; i <= la; i++) {
10         while (x >= 0 && b[x + 1] != a[i]) x = fail[x];
11         if (++x == lb) cout << i - lb + 1, exit(0);
12     }
13     cout << "N/A";
14     return 0; 
15 }

以前我更不喜欢换行，现在可能好点了（

7、#define 与 typedef

① #define

和 #include 一样，#define 也是一种预处理命令，用于定义宏，本质上是一种文本替换，格式为：

#define A B

可以使程序中所有 A 全部视作 B，使用起来比较灵活，比如：

#define N 2020

printf("%d", N); // 将输出 2020

还可以带参数，比如：

#define printf("%d", &N) PRINT(N)

PRINT(5); // 将输出 5

也正是因为使用很灵活，有时容易出现一些不可预见的问题，比如：

#define sum(A, B) A + B

int c = 2 * sum(3, 4);

看起来是先求 3 + 4 = 7 再 7 * 2 = 14，但实际上会被理解为：

int c = 2 * 3 + 4;

故最后结果为 10 而非 14。

所以建议一般只在进行简单的替换时才使用 #define，比如：

int a[20000], b[20000], c[20000], d[20000];

输出这么多次 20000 又麻烦又不美观，这时可以：

#define MAXN 20000

② typedef

专用于给类型定义新的名字。格式为：

typedef 原类型名 新类型名;

可以用于原类型名太长而需要简化的情况，比如：

typedef long long ll;

相比 #define，功能较弱，但是更为规范，会进行正确性检查。

还有许多用途，这里暂时不再叙述。

8、运算符

① 算术运算符

+ 正/加法；- 负/减法；* 乘法；/ 除法；% 取模。

② 位运算符

~ 非；& 与；| 或；^ 异或；<< 左移；>> 右移。

具体使用和意义请参见：<施工中>

③ 赋值运算符

= 赋值，前面还可以加上算术运算符，比如：

i += 2，等价于 i = i + 2；

i %= j，等价于 i = i & j。

④ 自加自减符

++ 自加：i++ 等价于 i = i + 1；

-- 自减：i-- 等价于 i = i - 1；

更多使用方法和意义请参见：<施工中>

⑤ 比较运算符

< 小于；<= 小于等于；> 大于；>= 大于等于；== 等于；!= 不等于。

注意，== 表示等于，而 = 表示赋值，初学者常见问题之一。

⑥ 逻辑运算符

&& 逻辑与；|| 逻辑或；! 逻辑非。

注意和前面的位运算符区分开来：位运算符是返回与/或/...操作的值，而逻辑运算符只返回其值是否为 0，为 0 时返回 0，其余情况就返回 1，用于各类判断而非运算。

⑦ 分号与逗号

; 分号：表示一个表达式的结束；

, 逗号：用于将若干个表达式分隔开，有时候等价于分号，但实际有区别，这里不赘述。

⑧ 成员访问运算符

[ ] 数组下标（10、数组与结构体会介绍）；

. 对象成员（对象请参见：https://www.cnblogs.com/jinkun113/p/12744678.html）；

& 取地址/获取引用符；* 寻址/解引用符；-> 指针成员；

（关于这些具体请参见：<施工中>）

> 关于优先级

所有运算符都有运算的先后顺序，就像我们平常计算的时候知道乘除优先于加减，下面给出C++ 大部分运算符的优先级总表：

9、分支与循环

① 分支

> if 和 if - else 语句

<暂略>

> switch 语句

switch (选择句) {
    case 标签1:
        主体1; break;
    case 标签2:
        主体2; break;
    ... 
    default:
        主体n; 
}

其含义为：当选择句的返回值为标签 1 时，执行主体 1 语句；为标签 2 时，执行主体 2 语句，等等；如果不等于任何标签，则执行 default 中的主体 n 语句。

标签本身没有数量限制，但最后必须写 default。

其中，选择句必须是整数类型表达式，标签必须是整型常量，所以相比之下局限性比 if - else 大很多。

注意每一个 case 后都写上了 break，从 switch 的功能来看是必要的，但是如果不加，编译是没有问题的，只是会出现不一一对应执行的情况，比如：

在第二个 case 中不加 break，且选择句返回值为标签 2，则将会执行主体 2, 3, ... 的语句，直到出现 break。

② 循环 <暂略>

> for 语句

> while 语句

> do - while 语句

> break 和 continue

10、数组与结构体

<暂略>

11、函数

<暂略>

12、文件操作

不涉及文件操作的时候，程序的输入输出都是直接在终端中进行的，引入文件操作后，可以使我们的程序从指定文件中读入数据，再将数据输出到指定文件。

① freopen 函数

一般格式：

freopen(文件名, "模式", 流);

部分模式列表：

r - 只读；w - 只写；r+ - 读写，文件必须存在；w+ - 读写，会自动新建；

a - 只写，不存在会自动新建，存在会直接将数据附加在文件末尾，保留 EOF 符；

a+ - 同 a，但不保留 EOF 符。

比如：

freopen("data.in", "r", stdin);

freopen("data.out", "w", stdout);

关闭文件（可以不写）：

fclose(stdin);

fclose(stdout);

② fopen 函数

格式和 freopen 类似：

fopen(文件名, "模式");

区别在需要定义文件指针，比如：

FILE *in, *out;

in = fopen("data.in", "r");

out = fopen("data.out", "w");

与此同时，输入输出的函数需要进行修改，比如：

fscanf(in, "%d", &a);

fprintf(out, "%d", a);

相对比较麻烦，平时用的不太多。

③ fstream 函数

C++ 特有，名为“文件输入输出流”，格式为：

fstream 流名(文件名);

比如：

fstream file("data.txt");

其中，fstream 可以更改为 ifstream 或 ofstream，表示只支持读 / 写。

中间的读写函数从 cin / cout 改成 file 即可。

关闭文件：

流名.close();

内容总结

以上是互联网集市为您收集整理的[知识点] 1.2 C++入门基础知识1——初识全部内容，希望文章能够帮你解决[知识点] 1.2 C++入门基础知识1——初识所遇到的程序开发问题。 如果觉得互联网集市技术教程内容还不错，欢迎将互联网集市网站推荐给程序员好友。

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