C++教程 第2页

本地环境设置 如果您想要设置 C++ 语言环境，您需要确保电脑上有以下两款可用的软件，文本编辑器和 C++ 编译器。  部分集成开发环境（IDE）同时拥有代码编辑器（文本编辑器）和编译环境，还拥有一整套的开发调试工具包和分析工具，也可以使用这些集成开发环境来减少配置的烦恼，比较典型的集成开发环境有：visual C++6.0（不推荐），dev-C++（不推荐），visual studio（推荐，但是只适用于Windows），codeblock等 文本编辑器 这将用于编写源代码（C++源代码本质上就是一个后缀名为.cpp的文本文件）。 文本编辑器包括 Windows Notepad、vscode/vscodium 、sublime和 vim/vi等。 文本编辑器的名称和版本在不同的操作系统上可能会有所不同。例如，Notepad 通常用于 Windows 操作系统上，vim/vi 可用于 Windows 和 Linux/UNIX 操作系统上。 通过编辑器创建的文件通常称为源文件，源文件包含程序源代码。C++ 程序的源文件通常使用扩展名 .cpp、.cp 或 .c。 在开始编程之前，请确保您有一个文本编辑器，且有足够的经验来编写一个计算机程序，然后把它保存在一个文件中，编译并执行它。  vscode和vscodium是同一软件在不同许可证情况下的不同结果，vscode不开源二进制文件，而vscodium完全开源，这对Linux用户可能有所影响（部分linux用户不喜欢不开源的东西，不希望微软对自己做任何监控，vscode会在一定程度上收集用户报告） .c为C语言的源代码文件，在C++中不建议使用！！！ C++ 编译器 写在源文件中的源代码是人类可读的源。它需要”编译”，转为机器语言，这样 CPU 可以按给定指令执行程序。 C++ 编译器用于把源代码编译成最终的可执行程序。 大多数的 C++ 编译器并不在乎源文件的扩展名，但是如果您未指定扩展名，则默认使用 .cpp。 最常用的免费可用的编译器是 GNU 的 C/C++ 编译器，如果您使用的是 HP 或 Solaris，则可以使用各自操作系统上的编译器。 以下部分将指导您如何在不同的操作系统上安装 GNU 的 C/C++ 编译器。这里同时提到 C/C++，主要是因为 GNU 的 gcc 编译器适合于 C 和 C++ 编程语言。 安装 GNU 的 C/C++ 编译器 UNIX/Linux 上的安装 如果您使用的是 Linux 或 UNIX，请在命令行使用下面的命令来检查您的系统上是否安装了 GCC： $ g++ -v 如果您的计算机上已经安装了 GNU 编译器，则会显示如下消息： Using built-in specs. Target: i386-redhat-linux Configured with: ../configure --prefix=/usr ....... Thread model: posix gcc version 4.1.2 20080704 (Red Hat 4.1.2-46) 如果未安装 GCC，那么请按照 http://gcc.gnu.org/install/ 上的详细说明安装 GCC。 Mac OS X 上的安装 如果您使用的是 Mac OS X，最快捷的获取 GCC 的方法是从苹果的网站上下载 Xcode...

C++ 是一种静态类型的、编译式的、通用的、大小写敏感的、不规则的编程语言，支持面向过程编程、面向对象编程和泛型编程。 C++ 被认为是一种中级语言，它综合了高级语言和低级语言的特点。 C++ 是由 Bjarne Stroustrup（C++之父） 于 1979 年在新泽西州美利山贝尔实验室开始设计开发的。C++ 进一步扩充和完善了 C 语言，最初命名为带类的C（C with classes），后来在 1983 年更名为 C++。 C++ 是 C 的一个超集，事实上，任何合法的 C 程序都是合法的 C++ 程序。 注意：使用静态类型的编程语言是在编译时执行类型检查，而不是在运行时执行类型检查。 早期的C++确实是早期C语言的超集，但随着版本更迭，C语言也出现了一些新的特性（比如变长数组），而这些特性恰好是C++暂时还没有出现的，所以高版本的C语言程序并不能被C++完美的支持。但是C++还是兼容了绝大部分的C语言语法。 面向对象程序设计 C++ 完全支持面向对象的程序设计，包括面向对象开发的四大特性： 封装 抽象 继承 多态 标准库 标准的 C++ 由三个重要部分组成： 核心语言，提供了所有构件块，包括变量、数据类型和常量，等等。 C++ 标准库，提供了大量的函数，用于操作文件、字符串等。 标准模板库（STL），提供了大量的方法，用于操作数据结构等。 ANSI 标准 ANSI 标准是为了确保 C++ 的便携性 —— 您所编写的代码在 Mac、UNIX、Windows、Alpha 计算机上都能通过编译。 由于 ANSI 标准已稳定使用了很长的时间，所有主要的 C++ 编译器的制造商都支持 ANSI 标准。 学习 C++ 学习 C++，关键是要理解概念，而不应过于深究语言的技术细节。 学习程序设计语言的目的是为了成为一个更好的程序员，也就是说，是为了能更有效率地设计和实现新系统，以及维护旧系统。 C++ 支持多种编程风格。您可以使用 Fortran、C、Smalltalk 等任意一种语言的编程风格来编写代码。每种风格都能有效地保证运行时间效率和空间效率。 C++ 的使用 基本上每个应用程序领域的程序员都有使用 C++。 C++ 通常用于编写设备驱动程序和其他要求实时性的直接操作硬件的软件。 C++ 广泛用于教学和研究。 任何一个使用苹果电脑或 Windows PC 机的用户都在间接地使用 C++，因为这些系统的主要用户接口是使用 C++ 编写的。 标准化 发布时间 通称 备注 2020 C++20 第六个C++标准 2017 C++17 第五个C++标准 2017 coroutines TS 协程库扩展 2017 ranges TS 提供范围机制 2017 library fundamentals TS 标准库扩展 2016 concurrency TS 用于并发计算的扩展 2015 concepts TS 概念库，用于优化编译期信息 2015 TM TS 事务性内存操作...

运算符是一种告诉编译器执行特定的数学或逻辑操作的符号。C++ 内置了丰富的运算符，并提供了以下类型的运算符： 算术运算符 关系运算符 逻辑运算符 位运算符 赋值运算符 杂项运算符 本章将逐一介绍算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、位运算符、赋值运算符和其他运算符。 算术运算符 下表显示了 C++ 支持的所有算术运算符。 假设变量 A 的值为 10，变量 B 的值为 20，则： 运算符 描述 实例 + 把两个操作数相加 A + B 将得到 30 – 从第一个操作数中减去第二个操作数 A – B 将得到 -10 * 把两个操作数相乘 A * B 将得到 200 / 分子除以分母 B / A 将得到 2 % 取模运算符，整除后的余数 B % A 将得到 0 ++ 自增运算符，整数值增加 1 A++ 将得到 11 — 自减运算符，整数值减少 1 A– 将得到 9 实例 请看下面的实例，了解 C++ 中所有可用的算术运算符。 复制并黏贴下面的 C++ 程序到 test.cpp 文件中，编译并运行程序。 #include <iostream> using namespace std; int main() { int a = 21; int b = 10; int c ; c = a + b; cout << "Line 1 - c 的值是 " << c << endl ;     c = a -...

C++ 支持数组数据结构，它可以存储一个固定大小的相同类型元素的顺序集合。数组是用来存储一系列数据，但它往往被认为是一系列相同类型的变量。 数组的声明并不是声明一个个单独的变量，比如 number0、number1、…、number99，而是声明一个数组变量，比如 numbers，然后使用 numbers[0]、numbers[1]、…、numbers[99] 来代表一个个单独的变量。数组中的特定元素可以通过索引访问。 所有的数组都是由连续的内存位置组成。最低的地址对应第一个元素，最高的地址对应最后一个元素。 声明数组 在 C++ 中要声明一个数组，需要指定元素的类型和元素的数量，如下所示： type arrayName [ arraySize ]; 这叫做一维数组。arraySize 必须是一个大于零的整数常量，type 可以是任意有效的 C++ 数据类型。例如，要声明一个类型为 double 的包含 10 个元素的数组 balance，声明语句如下： double balance[10]; 现在 balance 是一个可用的数组，可以容纳 10 个类型为 double 的数字。 初始化数组 在 C++ 中，您可以逐个初始化数组，也可以使用一个初始化语句，如下所示： double balance[5] = {1000.0, 2.0, 3.4, 17.0, 50.0}; 大括号 { } 之间的值的数目不能大于我们在数组声明时在方括号 [ ] 中指定的元素数目。 如果您省略掉了数组的大小，数组的大小则为初始化时元素的个数。因此，如果： double balance[] = {1000.0, 2.0, 3.4, 17.0, 50.0}; 您将创建一个数组，它与前一个实例中所创建的数组是完全相同的。下面是一个为数组中某个元素赋值的实例： balance[4] = 50.0; 上述的语句把数组中第五个元素的值赋为 50.0。所有的数组都是以 0 作为它们第一个元素的索引，也被称为基索引，数组的最后一个索引是数组的总大小减去 1。以下是上面所讨论的数组的的图形表示： 访问数组元素 数组元素可以通过数组名称加索引进行访问。元素的索引是放在方括号内，跟在数组名称的后边。例如： double salary = balance[9]; 上面的语句将把数组中第 10 个元素的值赋给 salary 变量。下面的实例使用了上述的三个概念，即，声明数组、数组赋值、访问数组： #include <iostream> using namespace std; #include <iomanip> using std::setw; int main (){ int n[ 10 ]; // n 是一个包含 10 个整数的数组 // 初始化数组元素 for ( int i = 0; i < 10; i++ ){ n[ i...

通常，当我们需要用到数字时，我们会使用原始的数据类型，如 int、short、long、float 和 double 等等。这些用于数字的数据类型，其可能的值和数值范围，我们已经在 C++ 数据类型一章中讨论过。 C++ 定义数字 我们已经在之前章节的各种实例中定义过数字。下面是一个 C++ 中定义各种类型数字的综合实例： #include <iostream> using namespace std; int main () { // 数字定义 short s; int i; long l; float f; double d; // 数字赋值 s = 10; i = 1000; l = 1000000; f = 230.47; d = 30949.374; // 数字输出 cout << "short s :" << s << endl; cout << "int i :" << i << endl; cout << "long l :" << l << endl; cout << "float f :" << f << endl; cout << "double d :" << d << endl; return 0; } 当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果： short s :10 int i :1000 long l :1000000 float f :230.47 double d :30949.4 C++ 数学运算 在 C++...

函数是一组一起执行一个任务的语句。每个 C++ 程序都至少有一个函数，即主函数 main() ，所有简单的程序都可以定义其他额外的函数。 您可以把代码划分到不同的函数中。如何划分代码到不同的函数中是由您来决定的，但在逻辑上，划分通常是根据每个函数执行一个特定的任务来进行的。 函数声明告诉编译器函数的名称、返回类型和参数。函数定义提供了函数的实际主体。 C++ 标准库提供了大量的程序可以调用的内置函数。例如，函数 strcat() 用来连接两个字符串，函数 memcpy() 用来复制内存到另一个位置。 函数还有很多叫法，比如方法、子例程或程序，等等。 定义函数 C++ 中的函数定义的一般形式如下： return_type function_name( parameter list ) { body of the function } 在 C++ 中，函数由一个函数头和一个函数主体组成。下面列出一个函数的所有组成部分： 返回类型：一个函数可以返回一个值。return_type 是函数返回的值的数据类型。有些函数执行所需的操作而不返回值，在这种情况下，return_type 是关键字 void。 函数名称：这是函数的实际名称。函数名和参数列表一起构成了函数签名。 参数：参数就像是占位符。当函数被调用时，您向参数传递一个值，这个值被称为实际参数。参数列表包括函数参数的类型、顺序、数量。参数是可选的，也就是说，函数可能不包含参数。 函数主体：函数主体包含一组定义函数执行任务的语句。 实例 以下是 max() 函数的源代码。该函数有两个参数 num1 和 num2，会返回这两个数中较大的那个数： // 函数返回两个数中较大的那个数 int max(int num1, int num2) { // 局部变量声明 int result; if (num1 > num2) result = num1; else result = num2; return result; } 尝试一下 函数声明 函数声明会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。 函数声明包括以下几个部分： return_type function_name( parameter list ); 针对上面定义的函数 max()，以下是函数声明： int max(int num1, int num2); 在函数声明中，参数的名称并不重要，只有参数的类型是必需的，因此下面也是有效的声明： int max(int, int); 当您在一个源文件中定义函数且在另一个文件中调用函数时，函数声明是必需的。在这种情况下，您应该在调用函数的文件顶部声明函数。 调用函数 创建 C++ 函数时，会定义函数做什么，然后通过调用函数来完成已定义的任务。 当程序调用函数时，程序控制权会转移给被调用的函数。被调用的函数执行已定义的任务，当函数的返回语句被执行时，或到达函数的结束括号时，会把程序控制权交还给主程序。 调用函数时，传递所需参数，如果函数返回一个值，则可以存储返回值。例如： #include <iostream> using namespace std; // 函数声明 int max(int num1, int num2); int main () { // 局部变量声明 int a = 100;...

判断结构要求程序员指定一个或多个要评估或测试的条件，以及条件为真时要执行的语句（必需的）和条件为假时要执行的语句（可选的）。 下面是大多数编程语言中典型的判断结构的一般形式： 判断语句 C++ 编程语言提供了以下类型的判断语句。点击链接查看每个语句的细节。 语句 描述 if 语句 一个 if 语句 由一个布尔表达式后跟一个或多个语句组成。 if…else 语句 一个 if 语句 后可跟一个可选的 else 语句，else 语句在布尔表达式为假时执行。 嵌套 if 语句 您可以在一个 if 或 else if 语句内使用另一个 if 或 else if 语句。 switch 语句 一个 switch 语句允许测试一个变量等于多个值时的情况。 嵌套 switch 语句 您可以在一个 switch 语句内使用另一个 switch 语句。 ? : 运算符 我们已经在前面的章节中讲解了 条件运算符 ? :，可以用来替代 if…else 语句。它的一般形式如下： Exp1 ? Exp2 : Exp3; 其中，Exp1、Exp2 和 Exp3 是表达式。请注意，冒号的使用和位置。 ? 表达式的值是由 Exp1 决定的。如果 Exp1 为真，则计算 Exp2 的值，结果即为整个 ? 表达式的值。如果 Exp1 为假，则计算 Exp3 的值，结果即为整个 ? 表达式的值。

有的时候，可能需要多次执行同一块代码。一般情况下，语句是顺序执行的：函数中的第一个语句先执行，接着是第二个语句，依此类推。 编程语言提供了允许更为复杂的执行路径的多种控制结构。 循环语句允许我们多次执行一个语句或语句组，下面是大多数编程语言中循环语句的一般形式： 循环类型 C++ 编程语言提供了以下几种循环类型。点击链接查看每个类型的细节。 循环类型 描述 while 循环 当给定条件为真时，重复语句或语句组。它会在执行循环主体之前测试条件。 for 循环 多次执行一个语句序列，简化管理循环变量的代码。 do…while 循环 除了它是在循环主体结尾测试条件外，其他与 while 语句类似。 嵌套循环 您可以在 while、for 或 do..while 循环内使用一个或多个循环。 循环控制语句 循环控制语句更改执行的正常序列。当执行离开一个范围时，所有在该范围中创建的自动对象都会被销毁。 C++ 提供了下列的控制语句。点击链接查看每个语句的细节。 控制语句 描述 break 语句 终止 loop 或 switch 语句，程序流将继续执行紧接着 loop 或 switch 的下一条语句。 continue 语句 引起循环跳过主体的剩余部分，立即重新开始测试条件。 goto 语句 将控制转移到被标记的语句。但是不建议在程序中使用 goto 语句。 无限循环 如果条件永远不为假，则循环将变成无限循环。for 循环在传统意义上可用于实现无限循环。由于构成循环的三个表达式中任何一个都不是必需的，您可以将某些条件表达式留空来构成一个无限循环。 #include <iostream> using namespace std; int main () { for( ; ; ){ printf("This loop will run forever.\n"); } return 0; } 当条件表达式不存在时，它被假设为真。您也可以设置一个初始值和增量表达式，但是一般情况下，C++ 程序员偏向于使用 for(;;) 结构来表示一个无限循环。 注意：您可以按 Ctrl + C 键终止一个无限循环。

存储类定义 C++ 程序中变量/函数的范围（可见性）和生命周期。这些说明符放置在它们所修饰的类型之前。下面列出 C++ 程序中可用的存储类： auto register static extern mutable auto 存储类 在C++11 中， auto 关键字不再是C++存储类说明符。从C++11开始，auto 关键字声明一个变量，该变量的类型是从其声明中的初始化表达式推导出来的。 auto 存储类是所有局部变量默认的存储类。 { int mount; auto int month; } 上面的实例定义了两个带有相同存储类的变量，auto 只能用在函数内，即 auto 只能修饰局部变量。 register 存储类 register 存储类用于定义存储在寄存器中而不是 RAM 中的局部变量。这意味着变量的最大尺寸等于寄存器的大小（通常是一个词），且不能对它应用一元的 ‘&’ 运算符（因为它没有内存位置）。 { register int miles; } 寄存器只用于需要快速访问的变量，比如计数器。还应注意的是，定义 ‘register’ 并不意味着变量将被存储在寄存器中，它意味着变量可能存储在寄存器中，这取决于硬件和实现的限制。 static 存储类 static 存储类指示编译器在程序的生命周期内保持局部变量的存在，而不需要在每次它进入和离开作用域时进行创建和销毁。因此，使用 static 修饰局部变量可以在函数调用之间保持局部变量的值。 static 修饰符也可以应用于全局变量。当 static 修饰全局变量时，会使变量的作用域限制在声明它的文件内。 在 C++ 中，当 static 用在类数据成员上时，会导致仅有一个该成员的副本被类的所有对象共享。 #include <iostream> // 函数声明 void func(void); static int count = 10; /* 全局变量 */ int main() { while(count--) { func(); } return 0; } // 函数定义 void func( void ) { static int i = 5; // 局部静态变量 i++; std::cout << "变量 i 为 " << i ; std::cout << " , 变量 count 为 " << count << std::endl; } 尝试一下 当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：...

C++ 允许在 char、int 和 double 数据类型前放置修饰符。修饰符用于改变基本类型的含义，所以它更能满足各种情境的需求。 下面列出了数据类型修饰符： signed unsigned long short 修饰符 signed、unsigned、long 和 short 可应用于整型，signed 和 unsigned 可应用于字符型，long 可应用于双精度型。 修饰符 signed 和 unsigned 也可以作为 long 或 short 修饰符的前缀。例如：unsigned long int。 C++ 允许使用速记符号来声明无符号短整数或无符号长整数。您可以不写 int，只写单词 unsigned short 或 unsigned long，int 是隐含的。例如，下面的两个语句都声明了无符号整型变量。 unsigned x; unsigned int y; 为了理解 C++ 解释有符号整数和无符号整数修饰符之间的差别，我们来运行一下下面这个短程序： #include <iostream> using namespace std; /* * 这个程序演示了有符号整数和无符号整数之间的差别 */ int main() { short int i; // 有符号短整数 short unsigned int j; // 无符号短整数 j = 50000; i = j; cout << i << " " << j; return 0; } 当上面的程序运行时，会输出下列结果： -15536 50000 上述结果中，无符号短整数 50,000 的位模式被解释为有符号短整数 -15,536。 C++ 中的类型限定符 类型限定符提供了变量的额外信息。 限定符 含义 const const 类型的对象在程序执行期间不能被修改改变。 volatile 修饰符 volatile 告诉编译器，变量的值可能以程序未明确指定的方式被改变。 restrict 由 restrict 修饰的指针是唯一一种访问它所指向的对象的方式。只有 C99 增加了新的类型限定符 restrict。