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C++语法入门教程：掌握基础语法轻松上手

侃侃尔雅 2024-12-13 16:58:03 浏览 34
侃侃尔雅
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本文详细介绍了C++的基础语法，包括变量与数据类型、常量与符号常量、注释与标识符规则等内容，帮助读者快速掌握C++编程的基本技能。文章还涵盖了控制结构、函数、数组与指针、结构体与类以及输入输出操作等重要知识点，适合初学者入门学习C++语法。

C++语法入门教程：掌握基础语法轻松上手

C++是一种强大的编程语言，广泛应用于系统软件、游戏开发、高性能计算等领域。本教程将带你从基础语法开始，逐步掌握C++的核心知识。通过本教程的学习，你将具备编写简单的C++程序的能力，并为进一步深入学习打下坚实的基础。

C++基础语法介绍

变量与数据类型

在C++中，变量用于存储数据。每个变量都有一个特定的数据类型，该类型决定了变量可以存储哪种类型的数据。C++支持多种数据类型，包括整型、浮点型、字符型等。

整型

整型变量用于存储整数，分为有符号和无符号类型。例如：

  • int：有符号整型
  • unsigned int：无符号整型
  • short：短整型
  • long：长整型

示例代码：

#include <iostream>

int main() {
    int a = 10; // 有符号整型
    unsigned int b = 20; // 无符号整型
    short c = 100; // 短整型
    long d = 1000; // 长整型

    std::cout << "a: " << a << std::endl;
    std::cout << "b: " << b << std::endl;
    std::cout << "c: " << c << std::endl;
    std::cout << "d: " << d << std::endl;

    return 0;
}

浮点型

浮点型变量用于存储实数。C++支持两种浮点类型：

  • float：单精度浮点型
  • double：双精度浮点型

示例代码：

#include <iostream>

int main() {
    float a = 3.14f; // 单精度浮点型
    double b = 3.1415926; // 双精度浮点型

    std::cout << "a: " << a << std::endl;
    std::cout << "b: " << b << std::endl;

    return 0;
}

字符型

字符型变量用于存储单个字符。C++提供了char类型：

  • char：字符型

示例代码：

#include <iostream>

int main() {
    char a = 'A'; // 单个字符
    std::cout << "a: " << a << std::endl;

    return 0;
}

常量与符号常量

常量是不可改变的值。C++提供了两种方式定义常量：

  • 使用const关键字定义常量
  • 使用#define预处理指令定义符号常量

使用const定义常量

const关键字用于定义常量，常量的值在定义时确定且不可更改。

示例代码：

#include <iostream>

int main() {
    const int PI = 3.14; // 定义常量
    std::cout << "PI: " << PI << std::endl;

    return 0;
}

使用#define定义符号常量

#define预处理指令用于定义符号常量，常量的值在编译时替换。

示例代码：

#include <iostream>
#define PI 3.14 // 定义符号常量

int main() {
    std::cout << "PI: " << PI << std::endl;

    return 0;
}

注释与标识符规则

注释

注释用于解释代码，不会被编译器编译。C++支持两种注释方式：

  • 单行注释：// 开头的注释
  • 多行注释：/* 和 */ 包围的注释

示例代码：

#include <iostream>

int main() {
    // 单行注释
    int a = 10; // 变量a赋值为10

    /*
     * 多行注释
     * 这里可以写多行
     */
    int b = 20;

    std::cout << "a: " << a << std::endl;
    std::cout << "b: " << b << std::endl;

    return 0;
}

标识符规则

标识符是变量、函数、类等的名称。C++中标识符的命名规则如下：

  • 由字母、数字、下划线组成，且不能以数字开头。
  • 区分大小写，例如var和Var是两个不同的标识符。

示例代码：

#include <iostream>

int main() {
    int var1 = 10; // 合法的标识符
    int _var2 = 20; // 合法的标识符
    int var_3 = 30; // 合法的标识符

    int 1var = 40; // 非法的标识符，以数字开头

    std::cout << "var1: " << var1 << std::endl;
    std::cout << "_var2: " << _var2 << std::endl;
    std::cout << "var_3: " << var_3 << std::endl;

    return 0;
}
控制结构

条件语句

条件语句用于实现程序的分支结构，根据条件的真假执行不同的代码块。C++提供了两种条件语句：if 和 switch。

if语句

if 语句是最基本的条件语句，用于执行单一条件下的代码块。

示例代码：

#include <iostream>

int main() {
    int a = 10;

    if (a > 0) {
        std::cout << "a is positive" << std::endl;
    }

    return 0;
}

if-else语句

if-else 语句用于执行两个分支中的一个。

示例代码：

#include <iostream>

int main() {
    int a = -10;

    if (a > 0) {
        std::cout << "a is positive" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "a is negative" << std::endl;
    }

    return 0;
}

if-else if-else语句

if-else if-else 语句用于执行多个条件下的分支。

示例代码：

#include <iostream>

int main() {
    int a = 0;

    if (a > 0) {
        std::cout << "a is positive" << std::endl;
    } else if (a < 0) {
        std::cout << "a is negative" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "a is zero" << std::endl;
    }

    return 0;
}

switch语句

switch 语句用于基于变量的值执行一系列分支。

示例代码：

#include <iostream>

int main() {
    int a = 1;

    switch (a) {
        case 1:
            std::cout << "a is 1" << std::endl;
            break;
        case 2:
            std::cout << "a is 2" << std::endl;
            break;
        default:
            std::cout << "a is not 1 or 2" << std::endl;
            break;
    }

    return 0;
}

循环语句

循环语句用于重复执行一段代码，直到满足特定条件。C++提供了三种循环语句：for、while 和 do-while。

for循环

for 循环用于执行一段代码多次，通常用于已知循环次数的情况。

示例代码：

#include <iostream>

int main() {
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        std::cout << "Iteration " << i << std::endl;
    }

    return 0;
}

while循环

while 循环用于在满足特定条件时重复执行一段代码。

示例代码：

#include <iostream>

int main() {
    int i = 0;

    while (i < 5) {
        std::cout << "Iteration " << i << std::endl;
        i++;
    }

    return 0;
}

do-while循环

do-while 循环用于在满足特定条件时重复执行一段代码，与 while 循环类似，但先执行一次循环体，再判断条件。

示例代码：

#include <iostream>

int main() {
    int i = 0;

    do {
        std::cout << "Iteration " << i << std::endl;
        i++;
    } while (i < 5);

    return 0;
}

跳转语句

跳转语句用于改变程序的执行流程。C++提供了三种跳转语句：break、continue 和 goto。

break

break 语句用于提前退出循环或 switch 语句。

示例代码：

#include <iostream>

int main() {
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        if (i == 5) {
            break; // 退出循环
        }
        std::cout << "Iteration " << i << std::endl;
    }

    return 0;
}

continue

continue 语句用于跳过当前循环的剩余部分，直接进入下一次循环。

示例代码：

#include <iostream>

int main() {
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        if (i % 2 == 0) {
            continue; // 跳过偶数
        }
        std::cout << "Iteration " << i << std::endl;
    }

    return 0;
}

goto

goto 语句用于跳转到程序中的特定标签处。

示例代码：

#include <iostream>

int main() {
    int i = 0;

    label:
    i++;
    if (i < 5) {
        goto label;
    }

    std::cout << "Iteration " << i << std::endl;

    return 0;
}
函数

函数是可重用的代码块，用于执行特定任务。C++中的函数有多种用途，包括完成计算、处理数据等。

函数定义与调用

函数定义包括函数名称、返回类型、参数列表和函数体。调用函数时，传递实际参数并获取返回值（如果有的话）。

示例代码：

#include <iostream>

int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

int main() {
    int result = add(3, 4);
    std::cout << "Result: " << result << std::endl;

    return 0;
}

参数传递与返回值

函数可以通过参数传递数据，也可以通过返回值返回结果。参数传递分为值传递和引用传递。

值传递

值传递时，函数会复制传入的参数，不影响原变量。

示例代码：

#include <iostream>

void swap(int a, int b) {
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

int main() {
    int x = 10, y = 20;
    swap(x, y);
    std::cout << "x: " << x << ", y: " << y << std::endl;

    return 0;
}

引用传递

引用传递时，函数会直接使用传入的变量，修改函数内的变量会影响原变量。

示例代码：

#include <iostream>

void swap(int& a, int& b) {
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

int main() {
    int x = 10, y = 20;
    swap(x, y);
    std::cout << "x: " << x << ", y: " << y << std::endl;

    return 0;
}

内联函数与递归函数简介

内联函数

内联函数是一种特殊的函数，编译器会将函数调用替换为函数体，以提高执行效率。

示例代码：

#include <iostream>

inline int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

int main() {
    int result = add(3, 4);
    std::cout << "Result: " << result << std::endl;

    return 0;
}

递归函数

递归函数是一种特殊函数，它在其函数体内调用自身。递归函数通常用于解决可以分解为更小同类问题的问题。

示例代码：

#include <iostream>

int factorial(int n) {
    if (n == 0) {
        return 1;
    }
    return n * factorial(n - 1);
}

int main() {
    int result = factorial(5);
    std::cout << "Factorial of 5: " << result << std::endl;

    return 0;
}
数组与指针

一维与多维数组

数组是一种数据结构，用于存储同一类型的数据。C++支持一维数组和多维数组。

一维数组

一维数组用于存储一组相同类型的元素。

示例代码：

#include <iostream>

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

    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        std::cout << "arr[" << i << "]: " << arr[i] << std::endl;
    }

    return 0;
}

多维数组

多维数组用于存储嵌套的数组。最常用的是二维数组。

示例代码：

#include <iostream>

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

    for (int i = 0; i < 2; i++) {
        for (int j = 0; j < 3; j++) {
            std::cout << "arr[" << i << "][" << j << "]: " << arr[i][j] << std::endl;
        }
    }

    return 0;
}

字符串处理

字符串在C++中通常用字符数组表示，也可以使用std::string类。

字符数组

字符数组用于存储字符串。

示例代码：

#include <iostream>

int main() {
    char str[10] = "Hello";

    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        std::cout << "str[" << i << "]: " << str[i] << std::endl;
    }

    return 0;
}

std::string类

std::string类提供了一系列方便的字符串操作方法。

示例代码：

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    std::string str = "Hello";

    std::cout << "Length: " << str.length() << std::endl;
    std::cout << "First character: " << str[0] << std::endl;
    std::cout << "Upper case: " << str.upper() << std::endl;

    return 0;
}

指针与指针运算

指针是一个变量，它存储另一个变量的地址。指针运算包括指针的加减和解引用。

指针定义与使用

指针的定义和使用。

示例代码：

#include <iostream>

int main() {
    int a = 10;
    int* ptr = &a;

    std::cout << "a: " << a << std::endl;
    std::cout << "ptr: " << ptr << std::endl;
    std::cout << "*ptr: " << *ptr << std::endl;

    return 0;
}

指针运算

指针的加减运算。

示例代码：

#include <iostream>

int main() {
    int a = 10, b = 20;
    int* ptr = &a;

    ptr++; // 指向下一个int变量
    std::cout << "ptr: " << ptr << std::endl;
    std::cout << "*ptr: " << *ptr << std::endl;

    ptr = &b; // 直接赋值
    std::cout << "ptr: " << ptr << std::endl;
    std::cout << "*ptr: " << *ptr << std::endl;

    return 0;
}
结构体与类

结构体定义与使用

结构体是一种用户自定义的数据类型，包含多个不同类型的成员。

示例代码：

#include <iostream>

struct Point {
    int x;
    int y;
};

int main() {
    Point p;
    p.x = 10;
    p.y = 20;

    std::cout << "x: " << p.x << std::endl;
    std::cout << "y: " << p.y << std::endl;

    return 0;
}

类的定义与成员函数

类是一种用户自定义的数据类型，包含成员变量和成员函数。成员函数可以访问类的成员变量。

示例代码：

#include <iostream>

class Point {
public:
    int x;
    int y;

    void print() {
        std::cout << "x: " << x << std::endl;
        std::cout << "y: " << y << std::endl;
    }
};

int main() {
    Point p;
    p.x = 10;
    p.y = 20;
    p.print();

    return 0;
}

访问控制与构造函数

类成员可以通过访问修饰符控制其访问权限。构造函数用于初始化类的对象。

示例代码：

#include <iostream>

class Point {
private:
    int x;
    int y;

public:
    Point(int a, int b) : x(a), y(b) {} // 构造函数

    void print() {
        std::cout << "x: " << x << std::endl;
        std::cout << "y: " << y << std::endl;
    }
};

int main() {
    Point p(10, 20);
    p.print();

    return 0;
}
输入输出操作

标准输入输出流

C++提供了iostream库，用于处理标准输入输出。

标准输入流

标准输入流用于处理输入。

示例代码：

#include <iostream>

int main() {
    int a;

    std::cout << "Enter a number: ";
    std::cin >> a;

    std::cout << "You entered: " << a << std::endl;

    return 0;
}

标准输出流

标准输出流用于处理输出。

示例代码：

#include <iostream>

int main() {
    int a = 10;

    std::cout << "a: " << a << std::endl;

    return 0;
}

文件操作基础

文件操作用于读取和写入文件。C++提供了fstream库用于文件操作。

示例代码：

#include <iostream>
#include <fstream>

int main() {
    std::ofstream file("example.txt");

    file << "Hello, World!" << std::endl;

    file.close();

    std::ifstream file("example.txt");
    std::string line;

    while (std::getline(file, line)) {
        std::cout << line << std::endl;
    }

    file.close();

    return 0;
}

格式化输入输出

格式化输入输出允许对输出进行格式化。

示例代码：

#include <iostream>
#include <iomanip>

int main() {
    int a = 10;
    float b = 3.14159;

    std::cout << std::setprecision(2) << "a: " << a << std::endl;
    std::cout << std::fixed << std::setprecision(3) << "b: " << b << std::endl;

    return 0;
}

通过以上内容的学习，你已经掌握了C++基础语法。接下来，你可以继续深入学习更高级的主题，如模板、异常处理、多线程等。推荐你可以在慕课网上找到更多关于C++的课程来进一步学习。

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