C++基础入门

1 C++初识别

1.1 第一个C++程序

编写一个C++程序总共分为4个步骤：

  • 创建项目
  • 创建文件
  • 编写代码
  • 运行程序

1.1.1 创建项目

​ Visual Studio是我们用来编写C++程序的主要工具，我们先将它打开

image-20220123124340461 image-20220123125134404 image-20220123125917692

1.1.2 创建文件

右键源文件，选择添加->新建项

image-20220123130442955

给C++文件起个名称，然后点击添加即可。

image-20220123130813668

1.1.3 编写代码

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
	cout << "hello C++" << 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，对改行代码说明
  1. 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
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
#include <iostream>
using namespace std;

/* 进行
注释测试，只有一个main函数*/
int main()
{
	//在屏幕中输出 helloworld
	cout << "hello C++" << endl;
	system("pause");

	return 0;
}

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；

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    //变量的定义
    //语法：数据类型  变量名 = 初始值
    int a = 10;
    cout << "a = " << a << endl;
    system("pause");
    return 0;
}

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，==不可修改==。
  1. 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==，修饰该变量为常量，==不可修改==。

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
#include<iostream>
using namespace std;

//#define定义宏常量
#define day 7

int main() {
	//day=20;//该行代码会报错，因为day为常量不能修改
    //const修饰的变量
    const int month=12;
    //month=15;//该行代码会报错，因为const将month定义为不可修改的常量
    cout << "一周共有" << day << "天" << endl;
    cout << "一年共有" << month << "个月" << endl;
    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的时候，不要用C++的关键字，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。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {

    //标识符学习
    int abc = 10;//这里的abc为标识符
    int _abc = 20;//这里的_abc为标识符
    int _12aa = 30;//这里的_12aa为标识符
    //int 3_ab=40;//这里的书写是错误的，3_ab第一字符不能是数字

    cout << abc << endl;
    cout << _abc << endl;
    cout << _12aa << endl;
    system("pause");
    return 0;
}

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（长整型） Windows为4字节，Linux为4字节（32位），8字节（64位） (-2^31^ ~ 2^31^-1)
long long（长长整型） 8字节 (-2^63^ ~ 2^63^-1) 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    //短整型  -32768到32767，超过范围会出错
    short num1 = 10;
    //整型
    int num2 = 20;
    //长整型
    long num3 = 30;
    //长长整型
    long long num4 = 40;

    cout << "num1 = " << num1 << endl;
    cout << "num2 = " << num2 << endl;
    cout << "num3 = " << num3 << endl;
    cout << "num4 = " << num4 << endl;
    system("pause");
    return 0;
}

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 )

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    //短整型
    short num1 = 10;
    //整型
    int num2 = 20;
    //长整型
    long num3 = 30;
    //长长整型
    long long num4 = 40;

    cout << "short 类型所占内存空间为： " << sizeof(num1) << endl;
    cout << "int 类型所占内存空间为： " << sizeof(short) << endl;//直接输出short所占内存大小
    cout << "int 类型所占内存空间为： " << sizeof(num2) << endl;
    cout << "long 类型所占内存空间为： " << sizeof(num3) << endl;
    cout << "long long 类型所占内存空间为： " << sizeof(num4) << endl;
    system("pause");
    return 0;
}

整型结论：==short < int <= long <= long long==

2.3 实型

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

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

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
#include<iostream>
using namespace std;

//默认情况下，输出一个小数，只会显示出6位有效数字
int main() {
    //单精度float
    float f1 = 3.14f;//如果不加f会有double转成float的过程

    //双精度double
    double d1 = 3.14;

    //科学计数法
    float f2 = 3e2;
    float f3 = 3e-2;

    cout << "f1 =  " << f1 << endl;
    cout << "d1 =  " << d1 << endl;
    cout << "f2 =  " << f2 << endl;
    cout << "f3 =  " << f3 << endl;
    system("pause");
    return 0;
}

2.4 字符型

作用：字符型变量用于显示单个字符

语法：char ch = 'a';

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
  2. 单引号只能有一个字符，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。

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    //字符型变量创建方式
    char ch = 'a';
    cout << ch << endl;

    //字符型变量所占内存
    cout << "char字符型变量所占内存：" << sizeof(char) << endl;
    
    //字符型变量常见错误
    //char ch2 = "b"; //不能用双引号创建字符型变量。
    //char ch2 = 'abcdef';//创建字符型变量时只能存放一个字符

    //字符型变量对应的ASCII编码
    //a - 97     A - 65
    cout << (int)ch << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

ASCII码表格：

ASCII值 控制字符 ASCII值 字符 ASCII值 字符 ASCII值 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

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 1到3位八进制数所代表的任意字符 三位八进制
\xhh 十六进制所代表的任意字符 十六进制

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    //转义字符
    //换行符 \n
    cout << "hello world\n";
    //反斜杠 \\

    cout << "\\" << endl;
    
    //水平制表符 \t
    cout << "aaa\tbbb" << endl;
    cout << "aaaaa\tb" << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

image-20220123200309058

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"

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    
    char str1[] = "hello world";
    cout << str1 << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

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"

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
#include<iostream>
using namespace std;
#include <string> //用C++风格字符串的时候，要包含这个头文件

int main() {
    
    string str1 = "hello world";
    cout << str1 << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

2.7 布尔类型bool

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

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    
    //创建bool数据类型，本质上1代表的是真的值，0代表的是假的值。
    bool flag = true; //代表真
    cout << flag << endl;//输出的是1

    flag = false; //代表真
    cout << flag << endl;//输出的是0

    //查看bool类型所占内存空间
    cout << "bool类型所占内存空间：" << sizeof(bool) << endl;//bool类型所占内存空间为1个字节

    system("pause");
    return 0;
}

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

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>

int main() {
    
    //整型输入
    int a = 0;
    cout << "请给整型变量a赋值：" << endl;
    cin >> a;
    cout << "整型变量a = " << a << endl;

    //浮点型输入
    float f = 3.14f;
    cout << "请给浮点型变量f赋值：" << endl;
    cin >> f;
    cout << "浮点型变量f = " << f << endl;

    //字符型输入
    char ch = 'a';
    cout << "请给字符型变量ch赋值：" << endl;
    cin >> ch;
    cout << "字符型变量ch = " << ch << endl;

    //字符串型输入
    string str = "hello";
    cout << "请给字符串型变量str赋值：" << endl;
    cin >> str;
    cout << "字符串型变量str = " << str << endl;

    //bool类型输入
    bool flag = false;
    cout << "请给bool型变量flag赋值：" << endl;
    cin >> flag;   //只要是非0的数值代表的都是真
    cout << "bool型变量flag = " << flag << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

image-20220123222221411

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
+ 加 10+5 15
- 减 10-5 5
* 乘 10*5 50
/ 除 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;

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    
    //加减乘除
    int a1 = 10;
    int b1 = 3;

    cout << a1 + b1 << endl;
    cout << a1 - b1 << endl;
    cout << a1 * b1 << endl;
    cout << a1 / b1 << endl; //两个数相除，除数不能为0；两个小数可以相除
    cout << a1 % b1 << endl; //两个数取余，b1不能为0。

    system("pause");
    return 0;
}

注意：两个==小数==是不可以做取余运算的

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    
    //前置递增
    int a = 10;
    ++a;
    cout << "a = " << a << endl;

    //后置递增
    int b = 10;
    b++;
    cout << "b = " << b << endl;
    
    //前置和后置的区别
    //前置递增，先让变量+1，然后进行表达式运算
    int a2 = 10;
    int b2 = ++a2*10;
    cout << "a2 = " << a2 << endl;//a2=11
    cout << "b2 = " << b2 << endl;//b2=110

    //后置递增，先进行表达式运算，后让变量+1
    int a3 = 10;
    int b3 = a3++ * 10;
    cout << "a3 = " << a3 << endl;//a3=11
    cout << "b3 = " << b3 << endl;//b3=100

    system("pause");
    return 0;
}

总结：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;

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    
    //赋值运算符
    // =
    int a = 10;
    a = 100;
    cout << "a = " << a << endl;  //输出100

    // +=
    a = 10;
    a += 2;
    cout << "a = " << a << endl;  //输出12

    // -=
    a = 10;
    a -= 2;
    cout << "a = " << a << endl;  //输出8

    // *=
    a = 10;
    a *= 2;
    cout << "a = " << a << endl;  //输出20

    // /=
    a = 10;
    a /= 2;
    cout << "a = " << a << endl;  //输出5

    // %=
    a = 10;
    a %= 2;
    cout << "a = " << a << endl;  //输出0

    system("pause");
    return 0;
}

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

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    
    //比较运算符
    int a = 10;
    int b = 20;
    cout << (a == b) << endl; //输出0
    // !=
    cout << (a != b) << endl; //输出1
    // >
    cout << (a > b) << endl; //输出0
    // <
    cout << (a < b) << endl; //输出1
    // >=
    cout << (a >= b) << endl; //输出0
    // <=
    cout << (a <= b) << endl; //输出1

    system("pause");
    return 0;
}

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
! 非 !a 如果a为假，则!a为真；如果a为真，则!a为假。
&& 与 a && b 如果a和b都为真，则结果为真，否则为假。
|| 或 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。

示例1：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    
    //逻辑运算符
    int a = 10;
    int b = 0;
    cout << !a << endl;        //输出0
    cout << !!a << endl;       //输出1
    cout << (a && b) << endl;  //输出0
    cout << (a || b) << endl;  //输出1
    cout << (!a || b) << endl; //输出0
    cout << (a && !b) << endl; //输出1

    system("pause");
    return 0;
}

总结：

  1. 逻辑非：真变假，假变真
  2. 逻辑与：同真为真，其余为假
  3. 逻辑或：同假为假，其余为真

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
  • 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 }

image-20220124090309047

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    
    //单行格式if语句
    int score;
    cout << "请输入您的分数：" << endl;
    cin >> score;
    cout << "您输入的分数为：" << score << endl;
    if (score > 600) {
        cout << "恭喜您考上了" << endl;
    }

    system("pause");
    return 0;
}

注意：if条件表达式后不要加分号

  1. 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 }

image-20220124100023655

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    
    //if语句
    int score;
    cout << "请输入您的分数：" << endl;
    cin >> score;
    cout << "您输入的分数为：" << score << endl;
    if (score > 600) {
        cout << "恭喜您考上了" << endl;
    }
    else {
        cout << "很遗憾，您未考上" << endl;
    }

    system("pause");
    return 0;
}
  1. 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 }

image-20220124104743901

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    
    //if语句
    int score;
    cout << "请输入您的分数：" << endl;
    cin >> score;
    cout << "您输入的分数为：" << score << endl;
    if (score > 600) {
        cout << "恭喜您考上了一本" << endl;
    }
    else if (score > 500) {
        cout << "恭喜您考上了二本" << endl;
    }
    else if (score > 400) {
        cout << "恭喜您考上了三本" << endl;
    }
    else {
        cout << "很遗憾，您没有考上。" << endl;
    }

    system("pause");
    return 0;
}

嵌套if语句：在if语句中，可以嵌套使用if语句，达到更精确的条件判断

案例需求：

  • 提示用户输入一个高考考试分数，根据分数做如下判断；
  • 分数如果大于600分视为考上一本，大于500分考上二本，大于400分考上三本，其余视为未考上本科；
  • 在一本分数中，如果大于700分，考入北大，大于680分，考入清华，大于660分考入人大。

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    
    //if语句
    int score;
    cout << "请输入您的分数：" << endl;
    cin >> score;
    cout << "您输入的分数为：" << score << endl;
    if (score > 600) {
        cout << "恭喜您考上了一本！" << endl;
        if (score > 700) {
            cout << "恭喜您考上了北大！" << endl;
        }
        else if (score > 680) {
            cout << "恭喜您考上了清华！" << endl;
        }
        else if (score > 660) {
            cout << "恭喜您考上了人大！" << endl;
        }
    }
    else if (score > 500) {
        cout << "恭喜您考上了二本！" << endl;
    }
    else if (score > 400) {
        cout << "恭喜您考上了三本！" << endl;
    }
    else {
        cout << "很遗憾，您没有考上。" << endl;
    }

    system("pause");
    return 0;
}

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；

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    
    //三目运算符 
    //将a和b做比较，将变量大的值赋值给变量c
    int a ,b, c;
    cout << "请输入a,b,c的值" << endl;
    cin >> a;
    cin >> b;
    cin >> c;
    cout << "输入a,b,c的值分别为：" <<a<<"  " << b << "  " << c << endl;

    //在C++中三目运算符返回的是变量，可以继续进行赋值
    c = (a > b ? a:b);
    cout << "c 的值为 "<< c << endl;

    (a > b ? a : b) = 100;
    cout << "a和b的值分别为 " << a << "  " << b << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

注意：在C++中三目运算符返回的是==变量==，可以继续进行赋值

4.1.3 switch 语句

作用：执行多条件分支语句

语法：

1
2
3
4
5
6
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;
}

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    
    //switch语句
    //给电影打分
    int score;
    cout << "请给电影打分：" << endl;
    cin >> score;
    cout << "您给电影打的分为：" << score << endl;

    switch (score)
    {
    case 10:
        cout << "您认为是经典电影！" << endl;
        break;
    case 9:
        cout << "您认为是经典电影！" << endl;
        break;
    case 8:
        cout << "您认为电影非常好！" << endl;
        break;
    case 7:
        cout << "您认为电影非常好！" << endl;
        break;
    case 6:
        cout << "您认为电影一般！" << endl;
        break;
    case 5:
        cout << "您认为电影一般！" << endl;
        break;
    default:
        cout << "您认为电影很烂！" << endl;
        break;
    }

    system("pause");
    return 0;
}

注意：

  1. switch语句中表达式类型只能是整型或者字符型；
  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

image-20220124182129559

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
#include<iostream>
using namespace std;

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

    system("pause");
    return 0;
}

注意：在执行循环语句的时候，程序必须提供跳出循环的出口，否则出现死循环。

while循环案例：猜数字

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
#include<iostream>
using namespace std;
#include<ctime>

int main() {
    
    //添加随机数种子，作用利用当前系统时间生成随机数，防止每次随机数都一样
    srand((unsigned int)time(NULL));//通过系统时钟来产生随机数，需要包含ctime库

    int randnum = rand() % 100 + 1;//rand()%100生成0-99的随机整数，加1后生成1-100的随机数
    int value;
    cout << "请猜一个整数：" << randnum << endl;
    cin >> value;
    while (value != randnum) {
        if (value > randnum) 
            cout << "输入的值大于随机数，请重新输入：" << endl;
        else
            cout << "输入的值小于随机数，请重新输入：" << endl;
        cin >> value;
    }
    cout << "恭喜您猜中随机数：" << value << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

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

image-20220124194049912

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    //do...while语句
    int num = 0;
    do {
        cout << "num = " << num << endl;
        num++;
    } while (num < 10);

    system("pause");
    return 0;
}

总结：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

do…while练习案例：水仙花数

案例描述：水仙花数是指一个3位数，它的每个位上的数字的3次幂之和等于它本身

例如：1^3 + 5^3 +3^3 = 153

请利用do…while语句，求出所有3位数中的水仙花数

方法一：此程序复杂度较高

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    //do...while语句
    int num1, num2, num3;
    num1 = 1;
    num2 = 0;
    num3 = 0;
    cout << "水仙花数：" << endl;
    do {
        do {
            do {
                if ((pow(num1,3)+ pow(num2,3)+ pow(num3,3))==100*num1+10*num2+num3)
                    cout <<num1<< " " << num2 << " " << num3 << endl;
                num3++;
            } while (num3 < 10);
            num3 = 0;
            num2++;
        } while (num2 < 10);
        num2 = 0;
        num1++;
    } while (num1 < 10);

    system("pause");
    return 0;
}

方法二：此程序复杂度低

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    //do...while语句
    int num, num1, num2, num3;
    num = 100;
    cout << "水仙花数：" << endl;
    do {
        num1 = num / 100;
        num2 = num / 10 % 10;
        num3 = num % 10;
        if ((pow(num1, 3) + pow(num2, 3) + pow(num3, 3)) == num)
            cout << num1 << " " << num2 << " " << num3 << endl;
        num++;
    } while (num < 1000);

    system("pause");
    return 0;
}

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; }

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    //for循环语句
    int i = 0;
    for (; i < 10; i++) {
        cout << i << endl;
    }

    system("pause");
    return 0;
}

注意：for循环中的表达式，要用分号进行分割

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，比较常规

for循环练习案例：敲桌子

案例描述：从1开始数到数字100，如果数字个位含有7，或者数字十位含有7，或者该数字是7的倍数，我们打印敲桌子，其余数字直接打印输出

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    //for循环语句
    int num1, num2;
    int i = 0;
    for (; i < 100; i++) {
        num1 = i / 10;
        num2 = i % 10;
        if(num1==7 || num2==7||(i % 7)==0)
            cout << "敲桌子" << endl;
        else
            cout << i << endl;
    }

    system("pause");
    return 0;
}

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

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    //嵌套循环
    int i = 0;
    for (; i < 10; i++) {
        for(int j=0;j<10;j++)
            cout << "* ";
        cout << endl;
    }

    system("pause");
    return 0;
}

嵌套循环练习案例：乘法口诀表

案例描述：利用嵌套循环，实现九九乘法表

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    //嵌套循环
    int i, j;
    for (i = 1; i < 10; i++) {
        for (j = 1; j <= i; j++)
            cout << j<<"×"<<i<<"="<<i*j<<"\t";
        cout << endl;
    }

    system("pause");
    return 0;
}

image-20220124212512676

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
  • 出现再嵌套循环中，跳出最近的内层循环语句

示例1：break在switch中的使用

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {

    cout << "选择游戏难度：" << endl;
    cout << "1、简单" << endl;
    cout << "2、普通" << endl;
    cout << "3、困难" << endl;
    
    int select;
    cin >> select;
    switch (select) {
    case 1: cout << "1、简单" << endl; break;
    case 2: cout << "2、普通" << endl; break;
    case 3: cout << "3、困难" << endl; break;
    default:
        break;
    }

    system("pause");
    return 0;
}

示例2：break在for循环中的使用

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    //
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        cout << "i = " << i << endl;
        if (i == 5) {
            break;
        }
    }

    system("pause");
    return 0;
}

示例3：break在嵌套循环中的使用

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    //
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        for (int j = 0; j < 10; j++) {
            if (j == 5)
                break;
			cout << "* ";
        }
        cout << endl;
    }

    system("pause");
    return 0;
}

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

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    //
    for (int i = 0; i < 6; i++) {
        cout << "i = " << i << endl;
        cout << "hello ";
        if (i == 3) {
            cout << endl;
            continue;
        }
        cout << "world";
        cout << endl;
    }

    system("pause");
    return 0;
}

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，标记一般用大写。

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    //
    cout << "1、xxxx" << endl;
    cout << "2、xxxx" << endl;
    goto FLAG;
    cout << "3、xxxx" << endl;
    cout << "4、xxxx" << endl;
    FLAG:
    cout << "5、xxxx" << 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：数组中每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, ...};

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    //
    int a[5];
    int b[5] = { 1,3,6 };//如果初始化数据没有全部填写完所有的数据，会在后面自动补0
    int c[] = { 10,20,30,40,50,60 };//定义数组时必须确定初始长度
    for (int i = 0; i < 5; i++)
        cout << b[i] << endl;
    for (int i = 0; i < 6; i++)
        cout << c[i] << endl;
    system("pause");
    return 0;
}

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。
  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

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    //
    int a[10] = { 10,20,30,40,50,60,70,80,90,100 };
    //可以通过数组名统计整个数组占用内存大小
    cout << "整个数组占用内存空间为： " << sizeof(a) << endl;			//输出为40
    cout << "每个元素占用内存空间为： " << sizeof(a[0]) << endl;		//输出为4
    cout << "数组中元素个数为： " << sizeof(a)/sizeof(a[0]) << endl;	  //输出为10

    //可以通过数组名查看数组首地址
    cout << "数组首地址为： " << a << endl;
    cout << "数组中中第一个元素首地址为： " << &a[0] << endl;
    cout << "数组中中第二个元素首地址为： " << &a[1] << endl;//由于是int类型，所以第二个元素和第一个元素相差四个字节

    system("pause");
    return 0;
}

注意：数组名是常量，不可以修改

练习案例1：五只小猪称体重

案例描述：在一个数组中记录了五只小猪的体重，如：int arr[5]={300,350,200,400,250};

找出并打印最重的小猪体重。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    //
    int a[5] = { 300,350,200,400,250 };
    int max_v = 0;
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        if (a[i] > max_v)
            max_v = a[i];
    }
    cout << "最重的小猪体重为：" << max_v << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

练习案例2：数组元素逆置

案例描述：请申明一个5个元素的数组，并且将元素逆置。（如原数组元素为：1，3，2，5，4；逆置后输出结果为：4，5，2，3，1）。

方法一：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    //
    int a[5] = { 1,3,2,5,4 };
    int b[5] = {};
    cout << "逆置前的数组值为：";
    for (int i = 0; i < 5; i++)
        cout << a[i] << " ";
    cout << endl;

    for (int i = 5; i > 0; i--) {
        b[5 - i] = a[i-1];
    }
    cout << "逆置后的数组值为：";
    for (int i = 0; i < 5; i++)
        cout << b[i] << " ";
    cout << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

方法二：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    //
    int a[5] = { 1,3,2,5,4 };
    int start, end, temp;
    start = 0;
    end = sizeof(a) / sizeof(a[0]) - 1;

    cout << "逆置前的数组值为：";
    for (int i = 0; i < 5; i++)
        cout << a[i] << " ";
    cout << endl;

    while (start < end) {
        temp = a[start];
        a[start] = a[end];
        a[end] = temp;
    
        start++;
        end--;
    }

    cout << "逆置后的数组值为：";
    for (int i = 0; i < 5; i++)
        cout << a[i] << " ";
    cout << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

5.2.3 冒泡排序法

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。

示例：将数组 {4,2,8,0,5,7,1,3,9} 进行升序排列

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    //
    int a[9] = { 4,2,8,0,5,7,1,3,9 };
    int anum, temp;
    anum = sizeof(a) / sizeof(a[0]) - 1;

    cout << "冒泡排序前的数组值为：";
    for (int i = 0; i < 9; i++)
        cout << a[i] << " ";
    cout << endl;

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

    cout << "逆置后的数组值为：";
    for (int i = 0; i < 9; i++)
        cout << a[i] << " ";
    cout << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

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：以上四种定义方式，利用第二种更加直观，提高代码的可读性。

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    //方式一
    int arr[2][3];
    arr[0][0] = 1;
    arr[0][1] = 2;
    arr[0][2] = 3;
    arr[1][0] = 4;
    arr[1][1] = 5;
    arr[1][2] = 6;

    //方式二
    int arr2[2][3] = { {1,2,3}, {7,8,9} };

    //方式三
    int arr3[2][3] = { 1,5,3,7,8,9 };

    //方式四
    int arr4[][3] = { 6,5,3,7,4,9 };

    cout << "数组定义方式一：" << endl;
    for (int i = 0; i < 2; i++) {
        for (int j = 0; j < 3; j++) {
            cout << arr[i][j] << " ";
        }
        cout << endl;
    }

    cout << "数组定义方式二：" << endl;
    for (int i = 0; i < 2; i++) {
        for (int j = 0; j < 3; j++) {
            cout << arr2[i][j] << " ";
        }
        cout << endl;
    }

    cout << "数组定义方式三：" << endl;
    for (int i = 0; i < 2; i++) {
        for (int j = 0; j < 3; j++) {
            cout << arr3[i][j] << " ";
        }
        cout << endl;
    }

    cout << "数组定义方式四：" << endl;
    for (int i = 0; i < 2; i++) {
        for (int j = 0; j < 3; j++) {
            cout << arr4[i][j] << " ";
        }
        cout << endl;
    }

    system("pause");
    return 0;
}

5.3.2 二维数组的名称

  • 查看二维数组所占内存空间
  • 获取二维数组首地址

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    int arr[2][3] = {
        {1,2,3},
        {4,5,6}
    };

    cout << "二维数组占用内存空间为：" <<sizeof(arr) << endl;
    cout << "二维数组第一行占用内存空间为：" << sizeof(arr[0]) << endl;
    cout << "二维数组每个元素占用内存空间为：" << sizeof(arr[0][0]) << endl;

    cout << "二维数组行数为：" << sizeof(arr)/ sizeof(arr[0]) << endl;
    cout << "二维数组列数为：" << sizeof(arr[0])/sizeof(arr[0][0]) << endl;

    cout << "二维数组的首地址为：" << arr << endl;
    cout << "二维数组的首地址为：" << (int)arr << endl;
    cout << "二维数组的第一行数据的首地址为：" << arr[0] << endl;
    cout << "二维数组的第一行数据的首地址（转为十进制）为：" << (int)arr[0] << endl;
    cout << "二维数组的第二行数据的首地址（转为十进制）为：" << (int)arr[1] << endl;
    cout << "二维数组的第一行第一个元素的地址为：" << &arr[0][0] << endl;
    cout << "二维数组的第一行第一个元素的地址为：" << &arr[0][1] << endl;
    cout << "二维数组的第一行第一个元素的地址为：" << (int)&arr[0][0] << endl;
    cout << "二维数组的第一行第一个元素的地址为：" << (int)&arr[0][1] << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

运行结果：

image-20220125214442785

5.3.3 二维数组应用案例

考试成绩统计：

案例描述：有三名同学（张三，李四，王五），在一次考试中的成绩分别如下表，请分别输出三名同学的总成绩

语文 数学 英语
张三 100 100 100
李四 90 50 100
王五 60 70 80

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>

int main() {
    int scores[3][3] = {
        {100,100,100},
        {90,50,100},
        {60,70,80}
    };
    string names[3] = { "张三","李四","王五" };
    int students[3];
    cout << "所有学生的分数："<<endl;
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        for (int j = 0; j < 3; j++) {
            cout << scores[i][j] << "\t";
        }
        cout << endl;
    }

    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        students[i] = 0;
        for (int j = 0; j < 3; j++) {
            students[i] = students[i] + scores[i][j];
        }
    }

    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        cout <<names[i]<<" 的总分数：" << students[i] << endl;
    }

    system("pause");
    return 0;
}

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. 参数列表
  4. 函数体语句
  5. return 表达式

语法：

1
2
3
4
5
6
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）

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
#include<iostream>
using namespace std;

int add(int num1, int num2);

int main() {

    int a, b, c;
    a = 1;
    b = 5;
    c = add(a, b);
    cout << "c = " << c << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

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

总结：函数定义里小括号内称为形参，函数调用时传入的参数成为实参。

6.4 值传递

所谓的值传递，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

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
#include<iostream>
using namespace std;

//如果函数不需要返回值，声明的时候可以写void
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 << "交换前：" << endl;
    cout << "num1 = " << num1 << endl;
    cout << "num2 = " << num2 << endl;
    //return sum;//由于返回值为空，所以不需要return
}

int main() {

    int a, b, c;
    a = 1;
    b = 5;
    swap(a, b);
   
    system("pause");
    return 0;
}

总结：

  1. 如果函数不需要返回值，声明的时候可以写void；
  2. 当做值传递的时候，==函数的形参发生改变，并不会影响实参==；

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

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
#include<iostream>
using namespace std;

//无参无返函数调用
void test01() {
    cout << "This is test01." << endl;
}

//有参无返函数调用
void test02(int a) {
    cout << "This is test02 a =" << a << endl;
    //不需要写return，返回值为空
}

//无参有返函数调用
int test03() {
    cout << "This is test03." << endl;
    int a = 100;
    return a;
}

//有参有返函数调用
int test04(int a) {
    cout << "This is test04. a ="<< a << endl;
    int b = 10*a;
    return b;
}

int main() {

    int a = 5;
    int b, c;
    //无参无返函数调用
    test01();
    //有参无返函数调用
    test02(a);
    //无参有返函数调用
    b = test03();
    cout << "Test03 return value:"<< b << endl;
    //有参有返函数调用
    c = test04(a);
    cout << "Test04 return value:" << c << endl;
   
    system("pause");
    return 0;
}

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

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
#include<iostream>
using namespace std;

int max(int a, int b); //函数的声明，声明可以写多次

int main() {

    int num1 = 5;
    int num2 = 9;

    cout << "The max value of a and b: " << max(num1, num2) << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

int max(int a, int b) {
    return a > b ? a : b;
}

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

示例：

main.cpp

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
#include<iostream>
using namespace std;
#include "swap.h" //用双引号代表自己编写的头文件

int main() {

    int num3 = 5;
    int num4 = 9;

    swap(num3, num4);

    system("pause");
    return 0;
}

swap.h

1
2
3
4
#include<iostream>
using namespace std;

void swap(int a, int b);

swap.cpp

1
2
3
4
5
6
7
8
9
#include"swap.h"

void swap(int a, int b) {
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;
    cout << "a = " << a << endl;
    cout << "b = " << b << endl;
}

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

  • 内存编号时从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

使用指针：

  1. 通过解引用的方式来找到指针指向的内存；

  2. 指针前加*代表解引用，找到指针指向的内存中的数据。

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {

    int a = 5;
    int *p;
    p = &a;

    *p = 100;
    cout << "a的地址为：" << &a << endl;
    cout << "指针 p 为：" << p << endl;
    cout << "*p为：" << *p << endl;
    cout << "a为：" << a << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

7.3 指针所占内存空间

在32位操作系统下，占用4个字节空间；在64位操作系统下，占用8个字节空间。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {

    int a = 10;
    //int *p;
    //p = &a;
    int* p = &a; //和上面注释的代码具有相同的功能

    cout << "sizeof(int *) = " << sizeof(int*) << endl;
    cout << "sizeof(int *) = " << sizeof(float*) << endl;
    cout << "sizeof(int *) = " << sizeof(double*) << endl;
    cout << "sizeof(int *) = " << sizeof(char*) << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

7.4 空指针和野指针

空指针：指针变量指向内存中编号位0的空间

用途：初始化指针变量

注意：空指针指向的内存时不可以访问的

示例1：空指针

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    //空指针用于给指针变量进行初始化
    int* p=NULL;//一开始不知道指向哪，先指向一个空。

    //空指针是不可以访问的
    //0~255之间的内存编号是系统占用的，因此不可以访问
    //*p = 100;//这句命令是错误的

    system("pause");
    return 0;
}

注意：

  1. 0~255之间的内存编号是系统占用的，因此不可以访问；

  2. 一开始不知道指向哪，先指向一个空。

野指针：指针变量指向非法的空间

示例2：野指针

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    //野指针
    //int* p=(int *)0x1100;//没有访问权限，在程序中避免出现野指针

    //cout << *p << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

注意：16进制数可以通过int *强制转换成指针类型。

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
  2. const修饰常量 — 指针常量
  3. const既修饰指针，又修饰常量

总结：

常量指针：

1
const int* p = &a;

特点：指针的指向可以修改，但是指针指向的值不可以改

*p = 20;：错误，指针指向的值不可以改

p = &b;：正确，指针的指向可以改

指针常量：

1
int* const p = &a;

特点：指针的指向不可以更改，但是指针指向的值可以改

*p = 20;：正确，指针指向的值可以改

p = &b;：错误，指针的指向不可以改

const既修饰指针，又修饰常量：

1
const int* const p = &a;

特点：指针的指向和指针指向的值都不可以改

*p = 20;：错误，指针指向的值不可以改

p = &b;：错误，指针的指向不可以改

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    //
    int a = 10;
    int b = 20;
    //const修饰指针
    const int* p = &a;//常量指针，指针的指向可以更改，指针指向的值不能更改
    p = &b;
    //*p=20;//这一行错误,指针指向的值不能更改
    cout << "*p的值为：" << *p << endl;

    //const修饰常量
    int* const p2 = &a;//指针常量，指针指向的值可以更改，指针的指向不能更改
    *p2 = 15;
    //p2=&b;//这一行错误，指针的指向不能修改
    cout << "*p2的值为：" << *p2 << endl;

    //const既修饰指针，又修饰常量
    int* const p3 = &a;//指针指向的值不可以更改，指针的指向也不能更改
    //*p2 = 35;//这一行错误,指针指向的值不能更改
    //p2=&b;//错误，指针的指向不能修改
    cout << "*p3的值为：" << *p3 << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

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的元素

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    //指针和数组，用指针访问数组中的元素
    int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
    cout << "数组中第一个元素为：" << arr[0] << endl;
    
    int* p = arr;//数组名就是数组的首地址
    cout << "利用指针来访问数组中第一个元素：" << *p << endl;
    cout << "利用指针来访问数组中第二个元素：" << *(p+1) << endl;
    p++;
    p++;//由于是int类型，向后偏移4个字节
    cout << "利用指针来访问数组中第二个元素：" << *p << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

7.7 指针和函数

作用：利用指针作为函数参数，可以修改实参的值

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
#include<iostream>
using namespace std;

void swap02(int* p1, int* p2) {
    int temp = *p1;
    *p1 = *p2;
    *p2 = temp;

    cout << "swap02中的a = " << *p1 << endl;
    cout << "swap02中的b = " << *p2 << endl;
}

int main() {
    //指针和函数
    int a = 10;
    int b = 20;
    cout << "a = " << a << endl;
    cout << "b = " << b << endl;

    swap02(&a, &b);
    cout << "主函数中的a = " << a << endl;
    cout << "主函数中的b = " << b << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

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列

例如数组：int arr[10]={4,3,6,9,1,2,10,8,7,5};

示例：

方法一：

main.cpp

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
#include<iostream>
using namespace std;
#include"bubble.h"

int main() {
    //
    int arr[10] = { 4,3,6,9,1,2,10,8,7,5 };
    int array_length;
    array_length = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    
    bubble(&arr[0], array_length);
    for (int i = 0; i < array_length; i++)
        cout << arr[i] << " ";
    cout << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

bubble.h

1
2
3
4
#include<iostream>
using namespace std;

void bubble(int* p, int arr_length);

bubble.cpp

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
#include"bubble.h"

void bubble(int* p,int arr_length) {
	int temp;
	for (int i = 0; i < arr_length - 1; i++) {
		for (int j = 0; j < arr_length - i - 1; j++) {
			if (*(p + j) > *(p + j + 1)) {
				temp = *(p + j);
				*(p + j) = *(p + j + 1);
				*(p + j + 1) = temp;
			}
		}
	}
}

方法二：

main.cpp

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
#include<iostream>
using namespace std;
#include"bubble.h"

void printarray(int* arr, int arr_length) {
    for (int i = 0; i < arr_length; i++)
        cout << arr[i] << " ";
    cout << endl;
}

int main() {
    //
    int arr[10] = { 4,3,6,9,1,2,10,8,7,5 };
    int array_length;
    array_length = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    
    bubble(arr, array_length);
    printarray(arr, array_length);

    system("pause");
    return 0;
}

bubble.h

1
2
3
4
#include<iostream>
using namespace std;

void bubble(int* p, int arr_length);

bubble.cpp

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
#include"bubble.h"

void bubble(int* arr,int arr_length) {
	int temp;
	for (int i = 0; i < arr_length - 1; i++) {
		for (int j = 0; j < arr_length - i - 1; j++) {
			if (arr[j] > arr[j + 1]) {
				temp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = temp;
			}
		}
	}
}

8 结构体

8.1 结构体基本概念

结构体术语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

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>

struct Student {//这里的struct不能够省略
    //成员列表
    string name;
    int age;
    int score;
}s3;//定义结构体时顺便创建变量

int main() {
    //struct Student s1，这里的struct可以省略
    Student s1;//这里的struct可以省略
    s1.name = "张三";
    s1.age = 20;
    s1.score = 100;
    cout << "姓名：" << s1.name << " 年龄：" << s1.age << " 分数：" << s1.score << endl;

    //struct Student s2 = {...}
    struct Student s2 = { "李四",19,80 };
    cout << "姓名：" << s2.name << " 年龄：" << s2.age << " 分数：" << s2.score << endl;

    //定义结构体时顺便创建变量
    s3.name = "王五";
    s3.age = 18;
    s3.score = 89;
    cout << "姓名：" << s3.name << " 年龄：" << s3.age << " 分数：" << s3.score << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

总结：

  1. 定义结构体时的关键字是struct，不可省略；
  2. 创建结构体变量时，关键字struct可以省略；
  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] ={ {},{},...{} }

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>

struct Student {
    string name;
    int age;
    int score;
};

int main() {

    struct Student stuarray[3] = {
        {"张三",18,100},
        {"李四",19,96},
        {"王五",20,97},
    };
    stuarray[2].name = "赵六";
    stuarray[2].age = 30;
    stuarray[2].score = 60;
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        cout << "姓名：" << stuarray[i].name << " 年龄：" << stuarray[i].age << " 分数：" << stuarray[i].score << endl;
    }

    system("pause");
    return 0;
}

8.4 结构体指针

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

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>

struct Student {
    string name;
    int age;
    int score;
};

int main() {
    //创建学生结构体变量
    Student s= {"张三",18,100};
    //通过指针指向结构体变量
    Student* p = &s;
    //通过指针访问结构体变量中的数据
    cout << "姓名：" << p->name << "  年龄：" << p->age << "  分数：" << p->score << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

总结：结构体指针可以通过->操作符来访问结构体中的成员。

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

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>

struct Student {
    string name;
    int age;
    int score;
};

struct teacher {
    int id;
    string name;
    int age;
    struct Student stu;//辅导的学生，学生的结构体在老师的前面，否则查找不到。

};

int main() {
    //创建老师
    teacher t;
    t.id = 1000;
    t.name = "老王";
    t.age = 50;
    t.stu.name = "小王";
    t.stu.age = 20;
    t.stu.score = 100;

    cout << "老师姓名：" << t.name << "  年龄：" << t.age << "  老师id：" << t.id << endl;
    cout << "老师带的学生姓名：" << t.stu.name << "  学生年龄：" << t.stu.age << "  学生分数：" << t.stu.score << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

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，不会修改主函数中的值。
  • 地址传递，会修改主函数中的值。

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>

struct Student {
    string name;
    int age;
    int score;
};

void printdata(struct Student s) {
    s.age = 30;
    cout << "通过函数访问结构体成员 姓名：" << s.name << "  年龄：" << s.age << "  分数：" << s.score << endl;
}

void printdata2(struct Student* p) {
    p->age = 45;
    cout << "通过指针访问结构体成员 姓名：" << p->name << "  年龄：" << p->age << "  分数：" << p->score << endl;
}

int main() {
    //将学生传入到一个参数中，打印学生的所有信息
    //创建结构体变量
    Student s;
    s.name = "张三";
    s.age = 20;
    s.score = 100;
    printdata(s);
    printdata2(&s);
    cout << "姓名：" << s.name << "  年龄：" << s.age << "  分数：" << s.score << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

总结：如果不需要修改主函数中的数据，用值传递，否则用地址传递。

8.7 结构体中const使用场景

作用：用const来防止误操作

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>

struct Student {
    string name;
    int age;
    int score;
};
//将函数中的形参改为指针，可以减少内存空间，而且不会复制新的副本出来
void printdata(const Student* p) {//加congst可以防止误操作
    //p->age = 150;//由于存在const，所以无法修改其中的参数，但是读取相应的参数没有问题。
    cout << "姓名：" << p->name << "  年龄：" << p->age << "  分数：" << p->score << endl;
}

int main() {

    //创建结构体变量
    Student s = { "张三", 20, 100 };
    printdata(&s);
    cout << "姓名：" << s.name << "  年龄：" << s.age << "  分数：" << s.score << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

8.8 结构体案例

8.8.1 案例1

案例描述：

学校正在做毕设项目，每名老师带领5个学生，总共有3名老师，需求如下：

设计学生和老师的结构体，其中在老师的结构体中，有老师姓名和一个存放5名学生的数组作为成员，学生的成员有姓名、考试分数，创建数组存放3名老师，通过函数给每个老师及所带的学生赋值，最终打印出老师数据以及老师所带的学生数据。

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>
#include<ctime>

struct student {
    string name;
    int score;
};

struct teacher {
    string name;
    struct student stu[5];
};

void PrintInfo(struct teacher tea[], int len) {

    for (int i = 0; i < len; i++) {
        cout << "老师姓名：" << tea[i].name << endl;
        for (int j = 0; j < 5; j++) {
            cout << "\t学生姓名：" << tea[i].stu[j].name << "  学生分数为：" << tea[i].stu[j].score << endl;
        }
    }
}

void inputdata(struct teacher p[], int len) {
    
    string seeds = "ABCDE";
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        p[i].name = "teacher_";
        p[i].name += seeds[i];
        for (int j = 0; j < 5; j++) {
            p[i].stu[j].name = "student_";
            p[i].stu[j].name += seeds[j];
            p[i].stu[j].score = rand() % 61 + 40;//rand() % 61为0~60的随机数+40变成40到100的随机数
        }
    }
}

int main() {

    srand((unsigned int)time(NULL));
    //创建结构体变量
    int len;
    struct teacher tea[3];
    len = sizeof(tea) / sizeof(tea[0]);

    inputdata(tea,len);
    PrintInfo(tea,len);

    system("pause");
    return 0;
}

8.8.2 案例2

案例描述：
设计一个英雄的结构体，包括成员姓名，年龄，性别；创建结构体数组，数组中存放5名英雄。

通过冒泡排序的算法，将数组中的英雄按照年龄及进行升序排序，最终打印排序后的结果。

五名英雄信息如下：

1
2
3
4
5
{"刘备",23,"男"},
      {"关羽",22,"男"},
      {"张飞",20,"男"},
      {"赵云",21,"男"},
      {"貂蝉",19,"女"}

示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>

struct Hero {
    string name;
    int age;
    string sex;
};

void bubble(struct Hero he[], int len) {
    Hero temp;
    for (int i = 0; i < len - 1; i++) {
        for (int j = 0; j < len - i - 1; j++) {
            if (he[j].age > he[j + 1].age) {
                temp = he[j];//不需要进行一个一个成员信息的互换
                he[j] = he[j + 1];
                he[j + 1] = temp;
            }
        }
    }
}

void PrintInfo(struct Hero he[], int len) {
    cout << "根据年龄冒泡排序后的结果：" << endl;
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        cout << "姓名：" << he[i].name << "  年龄：" << he[i].age << "  性别：" << he[i].sex << endl;
    }
}

int main() {
    //创建结构体变量
    int len;
    struct Hero he[5] = { 
        {"刘备",23,"男"},
        {"关羽",22,"男"},
        {"张飞",20,"男"},
        {"赵云",21,"男"},
        {"貂蝉",19,"女"}
    };
    len = sizeof(he) / sizeof(he[0]);
    cout << "排序前的结果：" << endl;
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        cout << "姓名：" << he[i].name << "  年龄：" << he[i].age << "  性别：" << he[i].sex << endl;
    }

    bubble(he, len);
    PrintInfo(he, len);

    system("pause");
    return 0;
}