C++基础语法1

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一、程序框架

#include<iostream>
using namespace std;
int main(){

    return 0;
}

1.#include<iostream>//头文件

头文件在程序中起到的作用，可以理解为“完成某些任务需要携带相应的工具，而头文件就是装有工具的工具箱”。include是包含的意思，iostream即输入输出流，该头文件包含输入输出功能。

在之后的学习中，我们还会接触其他头文件。

2.using namespace std;//标准命名空间

C++的标准函数库被定义在标准命名空间 std 中，因此为了能够使用这些标准函数，我们就用这条语句来引用它。

标准命名空间在程序中起到的作用，可以理解为“防止命名冲突”，例如：1班有叫张三的，2班也有叫张三的，为了区分，我们就得说“1班张三……”、“2班张三……”，这样太累赘。如果先说“using namespace 1班”， 再说“张三……”，人家就知道指的是1班的张三了。

3.int main()//主函数

一个C++程序必须且只能有唯一的一个称为main的“主函数”，它是所有C++程序的运行的起始点。

main函数的内容由一对花括号{}括起来，称为函数体。函数体由左花括号开始，到右花括号结束，花括号总是成对使用的。

4.return 0//返回语句

return语句表明主函数main()执行结束，并返回一个值(本例中为0)，这个值就是函数的返回值,这是在程序执行没有出现任何错误的情况下最常见的程序结束方式。

二、Hello World

#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
    cout<<"Hello World"<<endl; 
    return 0;
}

1.编译并运行程序

程序编写完成后，依此点击“运行”——“编译运行”，检查程序是否存在错误，如果没有错，则会弹出黑窗口，并显示结果。

2.程序功能

输出Hello World通常是学习编程所写的第一个程序，它所实现的功能为让计算机输出Hello World并换到下一行。

在上述程序中，cout是C++中的标准输出流，即将“Hello World”显示在计算机屏幕上；endl的作用是换行。

三、数据类型

你可能觉得输出“Hello world”这样的程序用处不大。

我们写了好几行代码，编译，运行，引入了一大堆术语，仅在屏幕显示了两个单词。但是编程作用并不仅限于这么简单的工作，为了能够进一步编写功能更丰富的程序，我们需要学会与数据打交道。

在现实生活中我们记录人的姓名用字符表示，记录人的年龄用整数表示，记录人的体重用实数表示，看来数据要分为不同的类型。

在C++中，int和long long都能够表示整数类型的数据，两者的区别在于，能够表示的数据范围，以及在计算机中所占内存空间不同。
long long能够表示的数据范围更大，且占计算机内存更多。
float和double都能够表示小数类型的数据，两者的区别在于，能够表示的数据范围、小数精度，以及在计算机中所占内存空间不同。
double能够表示的数据范围更大，能表示的小数更加精确，且占计算机内存更多。

在编写程序时，要根据具体要求，选择合适的数据类型。

四、变量与其声明

1.什么是变量？

程序都是在计算机内存中运行的，如果把计算机内存想象为一栋楼房，那么变量就是其中的一个个房间。

如下图是内存中一块区域的示意图，其中的 a、x、r 等分别表示一个变量，可以存放一个某种类型的数据。在程序运行的过程中，这些“房间”里的数据可能随时发生变化，因此我们称之为“变量”。

2.变量定义

人将各种事务、数据记在脑海中，而计算机则将各种数据记内存中，变量在程序中所起的作用就是“计算机中数据的存储位置”。

在使用变量之前，我们必须为它起一个名字，并且指明它的数据类型，这就是变量的定义。

变量名可以由字母、数字和下划线 ( _ )组成，如a、x、x2、x_2、student_name等。
但要注意区分字母的大小写，同样的字母，大写和小写代表不同的变量名，像 age、Age 和 AGE 分别表示的是不同的变量名。

变量声明的语法格式为：数据类型 变量名

如果要定义多个同一类型的变量，可以将它们缩写在同一行中。

例如：

    int a;//定义一个整型变量a
    float b;//定义一个浮点型变量b
    char c,d;//定义两个字符型变量c、d

五、C++输入与输出

1.输入语句

C++中的输入语句为cin语句，从键盘获取数据。

输入语句的语法格式为：cin>>变量1>>变量2>>......>>变量n;

例如：

    int a;//定义一个整型变量a
    float b;//定义一个浮点型变量b
    char c,d;//定义两个字符型变量c、d 
    cin>>a>>b>>c>>d;//依次输入变量a、b、c、d

2.输出语句

C++中的输出语句为cout语句，将结果输出到计算机屏幕。输出语句有以下几种格式：

输出语句格式1：cout<<具体数值/具体数值运算;

    cout<<3;//输出3
    cout<<3+5;//依次输出3+5的计算结果

输出语句格式2：cout<<变量/变量之间的运算;

    int a;//定义整型变量a 
    a=5;
    cout<<a;//输出变量a的值5 
    cout<<a+5;//输出a+5的结果

输出语句格式3：cout<<单个字符/多个字符（字符串）;

    cout<<'a';//输出字符a 
    cout<<"Hello World";//输出字符串Hello World

六、赋值语句

一个程序中往往要使用多种数据、多个变量，且它们之间还会有各种运算关系，例如，在求长方形面积的程序中，会用到长a、宽b、面积s这三个变量，并且通过公式s=a*b 进行计算。

在 s=a*b 中，我们可以这样理解变量之间的关系：

计算 a*b 的积，像这样的由变量和运算符号等所组成的式子，我们称之为表达式。

将等号“=”右边的值赋给左边的变量，即将 a*b 的积赋给了 s，我们称之为赋值语句。

赋值语句格式：

（1）变量=具体数值

（2）变量=具体数值运算

（3）变量=变量

（4）变量=变量之间的运算

    int a,b;
    a=1;//将1的值赋给a
    b=1+3;//将1+3的运算结果4赋给b
    b=a;//将a的值赋给b，b变成了1
    b=a+b;//将a+b的运算结果2赋给b

七、运算符

1.基础运算符

+、-、*、/

特别注意，在C++中，两个整数类型的数据进行除法运算，只能得到商的整数部分，例如：

    int a,b;
    a=4;
    b=3;
    cout<<a/b<<endl;//计算结果为1

如果定义了两个整数类型的数据，但想计算出完整商，可以采用以下两种方法。

方法一：数据类型自动转换

    int  a,b;
    a=4;
    b=3;
    cout<<a*1.0/b<<endl;//计算结果为1.33333

方法二：强制类型转换

    int  a,b;
    a=4;
    b=3;
    cout<<(double)a/b<<endl;//计算结果为1.33333

2.新运算符

（1）% 求余数

    int a,b,c;
    a=4;
    b=3;
    c=a%b;
    //c的计算结果为a除以b的余数1

（2）++ 自增运算符

（3）-- 自减运算符

    int a,b;
    a=4;
    b=3;
    a++;
    b--;
    //a++之后的结果为5，b--之后的结果2

八、C语言输入与输出

C语言和C++都是计算机编程语言，你可以将C++语言理解为C语言的plus版本，那么我们为什么还要学习C语言的输入与输出呢？主要有两个方面的原因：

（1）运行速度更快； （2）C语言在格式控制输出方面更方便。

1.头文件

#include<cstdio>

2.格式控制符

不同的数据类型对应不同的格式控制符，下表为常见数据类型所对应的格式控制符。在C语言的输入和输出语句中，都要用到格式控制符，切记数据类型要与格式控制符一致。

3.printf输出语句

（1）基本格式

printf(格式控制，输出列表);

格式控制：双引号内是与变量顺序对应的格式控制符，以及其他需要输出的符号。

地址列表：变量顺序一定和前面格式控制符对应。

例如

    int a;
    long long b;
    float c;
    double d;
    char c;
    cin>>a>>b>>c>>d>>e;
    printf("%d%lld%f%lf%c",a,b,c,d,e);

上述代码表示分别定义了整型变量a、长整型变量b、单精度浮点型变量c、双精度浮点型变量d、字符型变量e，并将它们按照顺序输入、输出。

（2）输出时数与数之间以空格隔开

在输出语句的格式控制部分单个格式控制符之间加上空格，例如

    int a;
    long long b;
    float c;
    double d;
    char c;
    cin>>a>>b>>c>>d>>e;
    printf("%d% lld %f %lf %c",a,b,c,d,e);

（3）输出时每个数据占一行

在输出语句的格式控制部分单个格式控制符之间加上’\n’，例如

    int a;
    long long b;
    float c;
    double d;
    char c;
    cin>>a>>b>>c>>d>>e;
    printf("%d%\nlld\n%f\n%lf\n%c",a,b,c,d,e);

(4）输出浮点数时保留指定小数位数

在输出语句的格式控制部分加小数点和指定数字，例如

    double c;
    c=3.1415926;
    printf("%.2lf",c);//将3.1415926保留两位小数输出

（5）输出时数据占指定宽度

在输出语句的格式控制部分加指定数字，例如

    int a,b,c;
    a=13;
    b=159;
    c=1000;
    printf("%5d %5d %5d",a,b,c);//a、b、c在输出时占5各字符宽度

4.scanf输入语句

（1）基本格式

    scanf(格式控制，地址列表);

格式控制：双引号内是变量输入顺序对应的格式控制符；

地址列表：&为取地址符，“&变量名”表示某个变量的地址，顺序一定和前面对应

例如

    int a;
    long long b;
    float c;
    double d;
    char c;
    scanf("%d%lld%f%lf%c",&a,&b,&c,&d,&e);
    printf("%d% lld %f %lf %c",a,b,c,d,e);

九、练习题

基础语法之输入输出练习

1.反向输出一个三位数题解

在本题中，需要将该三位数个位、十位、百位上的数字依次求出来，并且按照个位、十位、百位的顺序输出。

例如输入的三位数n=123，则反向输出的结果为321。

求个位数字a=n%10

求十位数字b=n/10%10

求百位数字c=n/100

2.大象喝水题解

本题需要先将小圆桶的体积求出来，然后再求20升水需要多少桶。

本题用到了一个新的函数，向上取整函数ceil(x)，它的作用是取大于等于x的最小整数，是一个数学函数，需要包含头文件#include<cmath>。

例如：ceil(3.14)的结果为4，ceil(3)的结果为3。

与ceil(x)函数具有类似作用的是向下取整函数floor(x),它的作用是取小于等于x的最大整数。

例如：floor(3.14)的结果为3，floor(3)的结果为3。