C++基础入门

本文章是本人黑马程序员 C++| 匠心之作从0到1入门学编程的学习笔记

1 C++初识

1.1 第一个C++程序

编写一个C++程序总共分为四个步骤

创建项目
创建文件
编写代码
运行程序

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  cout << "Hello world!" << 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

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，对该行代码说明
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，会忽略注释对内容

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

#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++定于常量两种方式

#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
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const，修饰该变量为常量，不可修改

示例

#include <iostream>
using namespace std;

//1、宏常量
#define day = 7;

int main()
{
  cout << "一周里共有" << day << "天。 \n";
  //day = 8;    //报错，宏常量不可修改

  //2、const修饰变量
  const int month = 12;
  cout << "一年里共有" << day << "个月。    \n";
  //month = 24; //报错，常量是不可以修改的

  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的时候，不要用关键字命名

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	violate
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

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空间

2.1 整形

作用：整形变量表示的是整数类型>的数据

C++中能够表示整形的类型有以下几种方式，区别在于所占内存空间的不同

数据类型	占用空间	取值范围
short （短整形）	2字节	（-2^15 ~ 2^15-1）
int （整形）	4字节	（-2^31 ~ 2^31-1）
long （长整形）	Windows为4字节；Linux为4字节（32位系统），8字节（64位系统）	（-2^31 ~ 2^31-1）
long long （长长整形）	8字节	（-2^63 ~ 2^63-1）

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：

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  cout << "short 类型所占的内存空间为：" << sizeof(short) << endl;

  cout << "int 类型所占的内存空间为：" << sizeof(int) << endl;

  cout << "long 类型所占的内存空间为：" << sizeof(long) << endl;

  cout << "long long 类型所占的内存空间为：" << sizeof(long long) << endl;

  system("pause");

  return 0;
}

整形结论：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：

单精度 float
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

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  float f1 = 3.1415926f;
  double d1 = 3.1415926;

  //默认情况下，输出一个小书会显示出6位有效数字
  cout << f1 << endl;
  cout << d1 << endl;

  cout << sizeof(float) << endl;        // 4
  cout << sizeof(double)<< endl;        // 8

  //科学计数法
  float f2 = 3e2;               // 3 * 10 ^ 2
  cout << f2 << endl;

  float f3 = 3e-2;          // 3 * 10 ^ -2
  cout << 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串

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

注意2：单引号内只能有一个字符，不能是字符串

C和C++中字符型变量只占1个字节
字符型变量并不是把字符本身放到内存中储存，而是将对应的ASCII编码放到储存单元

示例

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  char ch = 'a';
  cout << ch << endl;
  cout << sizeof(char) << endl;

  //ch = "b"            //错误，不可以用双引号
  //ch = 'abcde'    //错误，单引号内只能引用一个字符

  //字符变量对应ASCII妈
  //A - 65
  //a - 97
  cout << (int)ch << endl;

  ch = 97;
  cout << ch << endl;

  system("pause");

  return 0;
}

ASCII码表

ASCII码	控制字符	ASCII码	字符	ASCII码	字符	ASCII码	字符
0	NUL	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	DC1	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	ETB	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（CL），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（NUL）	000
\ddd	8进制转义字符，d范围0～7	3位8进制
\xhh	16进制转义字符，h范围0～9，a～f，A～F	3位16进制

示例

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  cout << "\n" << endl;
  cout << "\\" << endl;
  cout << "\tHello" << endl;

  system("pause");

  return 0;
}

2.6 字符串型

作用：用于表示一串字符

两种风格

C风格字符串：char 变量名[] = "字符串值"

示例

#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扩起来

C++风格字符串：string 变量名 = "字符串值"

示例

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main()
{
  string str2 = "Hello world!";
  cout << str2 << endl;

  system("pause");

  return 0;
}

注意：C++风格字符串，需要加入头文件 #include <strings>

2.7 布尔类型

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）

布尔类型占一个字节大小

示例

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  bool flag = true;
  cout << flag << endl; // 1

  flag = false;
  cout << flag << endl; // 0

  cout >> "Size of bool = " << sizeof(bool) << endl;    // 1

  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

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main()
{
  //整形输入
  int a = 0;
  cout << "请输入整形变量：";
  cin >> a;
  cout << a << endl;

  //浮点型输入
  double d = 0;
  cout << "请输入浮点型变量：";
  cin >> d;
  cout << d << endl;

  //字符型输入
  char ch = '';
  cout << "请输入字符型变量：";
  cin >> ch;
  cout << ch << endl;

  //字符串型输入
  string str = '';
  cout << "请输入字符串型变量：";
  cin >> str;
  cout << str << endl;

  //布尔类型
  bool flag = false;
  cout << "请输入布尔类型变量：";
  cin >> flag;
  cout << flag << endl;

  system("pause");

  return 0;
}

3 运算符

作用：用于执行代码的运算

运算符类型	作用
suanshu	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 算数运算符

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;<br /> b = ++a;	a = 3;<br />b = 3;
++	后置递增	a = 2;<br />b = a++;	a = 3;<br />b = 2;
--	前置递减	a = 2;<br />b = --a;	a = 1;<br />b = 1;
--	后置递减	a = 2;<br />b = a--;	a =1;<br />b = 2;

示例1

#include <iostream>
using namespace std;

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

  cout << a1 + b1 << endl;
  cout << a1 - b1 << endl;
  cout << a1 * b1 << endl;
  cout << a1 / b1 << endl;  //两个整数相除结果依然是整数

  int a2 = 10;
  int b2 = 20;
  cout << a2 / b2 << endl;

  int a3 = 10;
  int b3 = 0;
  //cout << a3 / b3 << endl;    //报错，除数不可以为0

  //两个小数可以相除
  double d1 = 0.5;
  double d2 = 0.25;
  cout << d1 / d2 << endl;

  system("pause");

  return 0;
}

总结：在除法运算中，除数不能为0

示例2

#include <iostream>
using namespace std;

//取模
int main()
{
  int a1 = 10;
  int b1 = 3;
  cout << a1 % b1 << endl;

  int a2 = 10;
  int b2 = 20;
  cout << a2 % b2 << endl;

  int a3 = 10;
  int b3 = 0;
  //cout << a3 % b3 << endl;    //取模运算时，除数也不能为0

  //两个小书不可以取模
  double d1 = 3.14;
  double d2 = 1.1;
  //cout << d1 % d2 << endl;

  system("pause");

  return 0;
}

总结：只有整型变量可以进行取模运算

示例3

#include <iostream>
using namespace std;

//递增
int main()
{
  //后置递增
  int a = 10;
  a++;  //等价于a = a + 1;
  cout << a << endl;    // 11

  //前置递增
  int b = 10;
  ++b;
  cout << b << endl;    // 11

  //区别
  //前值递增先对变量进行++，再计算表达式
  int a2 = 10;
  int b2 = ++a2 * 10;
  cout << a2 << endl;   // 11
  cout << b2 << endl;   // 110

  //后置递增先计算表达式，再对变量进行++
  int a3 = 10;
  int b3 = a3++ * 10;
  cout << a3 << endl;   // 11
  cout << b3 << endl;   // 100

  system("pause");

  return 0;
}

总结：前值递增先对变量进行++，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;<br />b = 3;	a = 2;<br />b = 3
+=	加等于	a = 0;<br />a += 2;	a = 2
-=	减等于	a = 5;<br />a -= 3;	a = 2
*=	乘等于	a = 2;<br />a *= 2;	a = 4
/=	除等于	a = 4;<br />a /= 2;	a = 2
%=	模等于	a = 3;<br />a %= 2;	a = 1

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  int a = 10;
  a += 2;
  cout << a << endl;    // 12

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

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

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

  a = 10;
  a %= 2;
  cout << a << endl;    // 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 >= 3	1

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  int a = 10;
  int b = 20;

  cout << (a == b) << endl;     // 0

  cout << (a != b) << endl;     // 1

  cout << (a > b) << endl;      // 0

  cout << (a < b) << endl;      // 1

  cout << (a >= b) << endl;     // 0

  cout << (a <= b) << endl;     // 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<br />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；<br />否则为假
\|\|	或	a \|\| b	如果a和b又一个为真，则结果为真；<br />二者都为假时，结果为假

示例1：逻辑非

#include <iostream>
using namespace std;

//逻辑运算符 --- 非   
int main()
{
  int a == 10;
  
  cout << !a << endl;       // 0
  cout << !!a << endl;  // 1
  
  system("pause");

  return 0;
}

总结：真变假，假变真

示例2：逻辑与

#include <iostream>
using namespace std;

//逻辑运算符 --- 与   
int main()
{
  int a = 10;
  int b = 20;
  
  cout << (a && b) << endl;     // 1
  
  a = 10;
  b = 0;
  
  cout << (a && b) << endl;     // 0
  
  a = 0;
  b = 0;
  
  cout << (a && b) << endl;     // 0
  
  system("pause");

  return 0;
}

总结：同真为真，其余为假

示例3：逻辑或

#include <iostream>
using namespace std;

//逻辑运算符 --- 或   
int main()
{
  int a = 10;
  int b = 20;
  
  cout << (a || b) << endl;     // 1
  
  a = 10;
  b = 0;
  
  cout << (a || b) << endl;     // 1
  
  a = 0;
  b = 0;
  
  cout << (a || b) << endl;     // 0
  
  system("pause");

  return 0;
}

总结：同假为假，其余为真

4 程序流程结构

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：程序按顺序运行，不发生跳转
选择结构：依照条件是否满足，有选择地执行相应功能
循环结构：依照条件是否满足，循环多次执行某段代码

4.1 选择循环

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

单行格式if语句 if(条件){ 条件满足执行的语句 }

st=>start: 开始
op=>operation: 执行语句
cond=>condition: 判断条件
e=>end: 结束

st->cond->op->e
cond(yes)->op
cond(no, right)->e

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  //选择结构 - 单行if语句
  //输入一个分数，如果分数大于600分，视为考上一本大学，在屏幕上打印
  
  int score = 0;
  cout << "请输入考试分数：";
  cin >> score;
  
  cout << "分数为：" << score << endl;
  
  //if语句
  //注意事项：在if判断语句后面，不要加分号
  if (score > 600)
  {
    cout << "我考上了一本大学！" << endl;
  }
  
  system("pause");

  return 0;
}

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 }

st=>start: 开始
op1=>operation: 执行语句1
op2=>operation: 执行语句2
cond=>condition: 判断条件
e=>end: 结束

st->cond
cond(yes)->op1->e
cond(no)->op2->e

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  //选择结构 - 多行if语句

  int score = 0;
  cout << "请输入考试分数：";
  cin >> score;
  
  cout << "分数为：" << score << endl;
  
  if (score > 600)
  {
    cout << "我考上了一本大学！" << endl;
  }
  else
  {
    cout << "我没考上一本大学" << endl;
  }
  
  system("pause");

  return 0;
}

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 }

st=>start: 开始
op1=>operation: 执行语句1
op2=>operation: 执行语句2
op3=>operation: ...
opn=>operation: 执行语句n
opn1=>operation: 执行语句n+1
cond1=>condition: 判断条件1
cond2=>condition: 判断条件2
cond3=>condition: ......
condn=>condition: 判断条件n
e=>end: 结束

st->cond1
cond1(yes)->op1->e
cond1(no)->cond2()
cond2(yes)->op2->e
cond2(no)->cond3()
cond3(yes)->op3->e
cond3(no)->condn()
condn(yes)->opn->e
condn(no)->opn1->e

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  //选择结构 - 多条件的if语句

  int score = 0;
  cout << "请输入考试分数：";
  cin >> score;
  
  cout << "分数为：" << score << endl;
  
  if (score > 600)
  {
    cout << "我考上了一本大学！" << endl;
  }
  else if (score > 500)
  {
    cout << "我考上了二本大学！" << endl;
  }
  else if (score > 400)
  {
    cout << "我考上了三本大学！" << endl;
  }
  else
  {
    cout << "我没考上本科" << 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650分，考入清华，大于600考入人大。

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{ 
  int score = 0;
  cout << "请输入考试分数：";
  cin >> score;
  
  if (score > 600)
  {
    if (score > 700)
    {
      cout << "我考上了清华大学！" << endl;
    }
    else if (score > 650)
    {
      cout << "我考上了北京大学！" << endl;
    }
    else
    {
      cout << "我考上了人民大学！" << endl;
    }
  }
  else if (score > 500)
  {
    cout << "我考上了二本大学！" << endl;
  }
  else if (score > 400)
  {
    cout << "我考上了三本大学！" << endl;
  }
  else
  {
    cout << "我没考上本科" << endl;
  }
  
  system("pause");

  return 0;
}

练习案例：三只小猪称体重

有三只小猪A、B、C，请分别输入三只小猪的体重，并判断哪只小猪最重？

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  int weightA = 0;
  int weightB = 0;
  int weightC = 0;
  
  cout << "请输入小猪A的体重：";
  cin >> weightA;
  
  cout << "请输入小猪B的体重：";
  cin >> weightB;
  
  cout << "请输入小猪C的体重：";
  cin >> weightC;
  
  cout << "小猪A的体重为：" << weightA<< endl;
  cout << "小猪B的体重为：" << weightB << endl;
  cout << "小猪C的体重为：" << weightC << endl;
  
  if (weightA > weightB)
  {
    if (weightA > weightC)
    {
      cout << "小猪A最重。" << endl;
    }
    else 
    {
      cout << "小猪C最重。" << endl;
    }
  }
  else
  {
    if (weightB > weightC)
    {
      cout << "小猪B最重。" << endl;
    }
    else 
    {
      cout << "小猪C最重。" << 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。

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  int a = 10;
  int b = 20;
  int c = 0;
  
  c = (a > b ? a : b;)
  cout << "c = " << c << endl;
  
  //C++中三目运算符返回的是变量，可以继续赋值
  (a > b ? a : b) = 100;
  
  cout << "a = " << a << endl;
  cout << "b = " << b << endl;
  
  system("pause");

  return 0;
}

4.1.3 `Switch`语句

作用：执行多条件分支语句

语法：

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：

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  // 请给电影打分
  // 10~09  经典
  // 08~07  非常好
  // 05~06  一般
  // 5分以下   烂片
  
  int score = 0;
  cout << "请给电影打分：";
  cin >> score;
  
  switch (score)
  {
    case 10:
    case 9:
      cout << "经典" << endl;
      break;
    case 8:
    case 7:
      cout << "非常好" << endl;
      break;
    case 6:
    case 5:
      cout << "一般" << endl;
      break;
    default:
      cout << "烂片" << endl;
  }
  system("pause");

  return 0;
}

注意1：switch语句中表达式类型只能是整形或者字符型

注意2：case里如果没有break，那么程序会一直向下执行

注意3：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 结构循环

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：只要循环的结果为真，就执行循环语句

st=>start: 开始
cond=>condition: 循环条件
op=>operation: 执行语句
e=>end: 结束

st(right)->cond
cond(yes)->op->cond
cond(no)->e

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  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循环练习案例：猜数字

案例描述：系统随生成一个1到100之间的数字，玩家进行猜测，如果猜错，提示玩家数字过大或过小，如果猜对恭喜玩家胜利，并退出游戏。

#include <iostream>
#include <ctime>            //time系统时间头文件包含
using namespace std;

int main()
{
  //添加随机数种子，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));
  
  int num = rand() % 100 + 1;
  int guess = 0;
  
  while (guess != num)
  {
    cout << "请输入你的猜测：";
    cin >> guess;
    
    if (guess > num)
    {
      cout << "猜测过大！" << endl;
    }
    else if (guess < num)
    {
      cout << 猜测过小
    }
    else
    {
      cout << "恭喜，猜对了！" << endl;
      //可以利用 break 关键字退出循环
    }
  }
  
  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

st=>start: 开始
cond=>condition: 循环条件
op=>operation: 执行语句
e=>end: 结束

st->op->cond
cond(yes, right)->op->cond
cond(no)->e

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  int num = 0;
  
  do
  {
    cout << "num = " << num << endl;
    num++;
  } while (num < 10);
  
  system("pause");

  return 0;
}

总结：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

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

#include <iostream>
#include <math.h>
using namespace std;

int main()
{
  int num = 100;

  do
  {
    if (pow(num % 10, 3) + pow((num / 10) % 10, 3) + pow(num / 100, 3) == num)
    {
      cout << num << 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：

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  for(int i = 0; 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，比较常用

案例：敲桌子

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。

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  for(int i = 1; i < 101; i++)
  {
    if ((i % 7 == 0) || (i % 10 == 7) || (i / 10 == 7))
    {
      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：

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  for(int i = 0; i < 10; i++)
  {
    for(int j = 0; j < 10; j++)
    {
      cout << "* ";
    }
    cout << endl;
  }
  
  system("pause");
  
  return 0;
}

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

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  for(int i = 1; i < 10; i++)
  {
    for(int j = 1; j < i+1; j++)
    {
      cout << i << " × " << j << " = " << i*j << "\t";
    }
    cout << endl;
  }
  
  system("pause");
  
  return 0;
}

4.3 跳转语句

4.2.1 `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语句中，作用是中止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
出现在嵌套循环中，跳出最近的内层循环语句

示例1

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  //1、在switch语句中使用break
  cout << "请选择您挑战的副本难度：" << endl;
  cout << "1。普通" << endl;
  cout << "2。中等" << endl;
  cout << "3。困难" << endl;
  
  int num = 0;
  
  cin >> num;
  
  switch (num)
  {
    case 1:
      cout << "您选择了普通难度" << endl;
      break;
    case 2:
      cout << "您选择了中等难度" << endl;
      break;
    case 3:
      cout << "您选择了困难难度" << endl;
      break;
    default:
      break;
  }
  
  system("pause");
  
  return 0;
}

示例2

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  //2、在循环语句中使用break
  for(int i = 0; i < 10; i++)
  {
    cout << i << endl;
    if (n == 5)
    {
      break;
    }
    
  }
  
  system("pause");
  
  return 0;
}

示例3

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  //3、在嵌套循环中使用break，跳出最近的内层循环语句
  for(int i = 0; i < 10; i++)
  {
    for(int j = 0; j < 10; j++)
    {
      if (j == 5)
      {
        break;
      }
    }
  }
  
  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

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  for(int i = 0; i < 100; i++)
  {
    if(i % 2 == 0) 
    {
      continue;
    }
    cout << i << endl;
  }
  
  system("pause");
  
  return 0;
}

注意：continue并没有使整个循环停止，而break跳出循环

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

示例

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  cout << "1" << endl;
  
  goto FLAG;
  
  cout << "2" << endl;
  cout << "3" << endl;
  cout << "4" << endl;
  
  FLAG:
  cout << "5" << 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，里面里面存放了相同类型的数据元素

特点1：数组中的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

数据类型数组名[ 数组长度 ];
数据类型数组名[ 数组长度 ] = { 值1, 值2, ... };
数据类型数组名[] = { 值1, 值2, ... };

示例

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  //定义方式1
  //数据类型 数组名[ 数组长度 ];
  int score[10];
  
  //利用下标赋值
  score[0] = 100;
  score[1] = 99;
  score[2] = 85;
  
  //利用下标输出
  for(int i = 0; i < 3; i++)
  {
    cout << score[i] << endl;
  }
  
  //定义方式2
  //数据类型 数组名[ 数组长度 ] = { 值1, 值2, ... };
  //如果{}内存不足[ 数组长度 ]个数据；剩余数据用0补全
  int score2[10] = {100, 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 10};
  
  for(int i = 0; i < 10; i++)
  {
    cout << score2[i] << endl;
  }
  
  //定义方式3
  //数据类型 数组名[ ] = { 值1, 值2, ... };
  int score3[] = {100, 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 10};
  
  for(int i = 0; i < 10; i++)
  {
    cout << score3[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

总结2：数组中下标是从0开始索引

5.2.2 一维数组组名

一维数组名称的用途：

可以统计整个数组在内存中的长度
可以统计数组在内存中的首地址

示例

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  //数组名用途
  //1、可以统计整个数组在内存中的长度
  int arr[10] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
  
  cout << "整个数组所占内存空间为：" << sizeof(arr) << endl;
  cout << "每个元素所占内存空间为：" << sizeof(arr[0]) << endl;
  cout << "数组的元素个数为：" << sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) << endl;
  
  //2、可以统计数组在内存中的首地址
  cout << "数组首地址为：" << arr << endl;
  cout << "数组中第一个元素的地址为：" << &arr[0] << endl;
  cout << "数组中第二个元素的地址为：" << &arr[1] << endl;
  
  //arr = 100;  错误，数组名是常量，因此不可以赋值
  
  system("pause");
  
  return 0;
}

练习案例1：五只小猪称体重

紊例描述：

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

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  int arr[5] = {300, 350, 200, 400, 250};
  int max = 0;
  
  for(int i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++)
  {
    if (arr[i] > max)
    {
      //如果访问的数组元素比已有的最大值还要大，更新最大值
      max = arr[i];
    }
  }
  
  cout << "最重的小猪体重为" << max << "kg。\n";
  
  system("pause");
  
  return 0;
}

练习案例2：数组元素逆置

素例描述：请声明一个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）

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  int arr[] = {1, 3, 2, 5, 4};
  
  int start = 0;
  int end = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) - 1;
  int temp = 0;
  
  cout << "逆置前：";
  for(int i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++)
  {
    if(i == sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) - 1) {cout << arr[i] << endl;} 
    else {cout << arr[i] << ", ";}
  }
  
  while (start < end)
  {
    temp = arr[start];
    arr[start] = arr[end];
    arr[end] = temp;
    
    start ++;
    end--;
  } 
  
  cout << "逆置后：";
  for(int i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++)
  {
    if(i == sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) - 1) {cout << arr[i] << endl;} 
    else {cout << arr[i] << ", ";}
  }
  
  system("pause");
  
  return 0;
}

5.2.3 冒泡排序

作用：最常用的排序算法，对数组内元素进行排序

比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。
对每一组相邻元素做同样的工作，执行完毕后，找到第一个最大值。
重复以上的步骤，每次次数-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

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  int arr[] = {4, 2, 8, 0, 5, 7, 1, 3, 9};
  int temp = 0;

  cout << "排序前：";
  for(int i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++)
  {
    if(i == sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) - 1) {cout << arr[i] << endl;} 
    else {cout << arr[i] << ", ";}
  }

  //开始冒泡排序
  cout << sizeof(arr)/sizeof(arr[0]) << endl;
  for(int i = 0; i < (sizeof(arr)/sizeof(arr[0]) - 1); i++)
  {
    for(int j = 0; j < (sizeof(arr)/sizeof(arr[0]) - i - 1); j++)
    {
      if (arr[j] > arr[j + 1])
      {
        temp = arr[j];
        arr[j] = arr[j + 1];
        arr[j + 1] = temp;
      }
    }
  }

  cout << "排序后：";
  for(int i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++)
  {
    if(i == sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) - 1) {cout << arr[i] << endl;} 
    else {cout << arr[i] << ", ";}
  }

  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：

数组类型数组名[ 行数 ][ 列数 ]
数组类型数组名[ 行数 ][ 列数 ] = { { 数据1, 数据2, ... }, { 数据3, 数据4, ... } }
数组类型数组名[ 行数 ][ 列数 ] = { 数据1, 数据2, 数据3, 数据4, ... }
数组类型数组名[ ][ 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：

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  //方式1
  //数组类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ]
  int arr1[2][3];
  arr1[0][0] = 1;
  arr1[0][1] = 2;
  arr1[0][2] = 3;
  arr1[1][0] = 4;
  arr1[1][1] = 5;
  arr1[1][2] = 6;
  
  for(int i = 0; i < 2; i++)
  {
    for(int j = 0; j < 3; j++)
    {
      cout << arr1[i][j] << " ";
    }
    cout << endl;
  }
  
  //方式2
  //数组类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ] = { 数据1, 数据2, ... }{ 数据3, 数据4, ... }
  int arr2[2][3] = 
{
    {1, 2, 3},
    {4, 5, 6}
  };
  
  for(int i = 0; i < 2; i++)
  {
    for(int j = 0; j < 3; j++)
    {
      cout << arr2[i][j] << " ";
    }
    cout << endl;
  }
  
  
  //方式3
  //数组类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ] = { 数据1, 数据2, 数据3, 数据4, ... }
  int arr3[2][3] = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
  
  for(int i = 0; i < 2; i++)
  {
    for(int j = 0; j < 3; j++)
    {
      cout << arr3[i][j] << " ";
    }
    cout << endl;
  }
  
  //方式4
  //数组类型 数组名[ ][ 列数 ] = { 数据1, 数据2, 数据3, 数据4, ... }
  int arr3[][3] = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
  
  for(int i = 0; i < 2; i++)
  {
    for(int j = 0; j < 3; j++)
    {
      cout << arr4[i][j] << " ";
    }
    cout << endl;
  }
  
  system("pause");

  return 0;
}

总结L：在定义二维数组时，如果初始化了数据，可以省略行数

5.3.2 二维数组数组名

查看二维数组所占内存空间
获取二维数组的首地址

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  //二维数组数组名
  int arr[2][3] = 
{
    {1, 2, 3},
    {4, 5, 6}
  };
  
  //查看二维数组所占内存空间
  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 << "二维数组第一个元素占用内存空间为：" << sizeof(arr[0][0]) << endl;
  
  cout << "二维数组的行数为：" << sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) << endl;
  cout << "二维数组的列数为：" << sizeof(arr[0]) / sizeof(arr[0][0]) << endl;
  
  //获取二维数组的首地址
  cout << "二维数组的首地址为：" << arr << endl;
  cout << "二维数组第一行的首地址为：" << arr[0] << endl;
  cout << "二维数组第二行的首地址为：" << arr[1] << endl;
  
  cout << "二维数组第一个元素的首地址为：" << &arr[0][0] << endl;
  cout << "二维数组第二个元素的首地址为：" << &arr[0][1] << endl;
  
  system("pause");

  return 0;
}

5.3.3 二维数组应用案例

考试成绩统计：

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

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main()
{
  string names[3] = {"张三", "李四", "王五"};
  int scores[3][3] = 
  {
    {100, 100, 100},
    {90, 50, 100},
    {60, 70, 80}
  };
  int sum[3] = {0, 0, 0};
  
  for(int i = 0; i < 3; i++)
  {
    for(int j = 0; j < 3; j++)
    {
      sum[i] += scores[i][j];
    }
  }
  
  for(int i = 0; i < 3; i++)
  {
    cout << names[i] << "的总成绩为：" << sum[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：

返回值类型
函数名
参数表列
函数体语句
return表达式

语法：

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

示例：定义一个加法函数，实现两个数相加

#include <iostream>
using namespace std;

//定义函数
int add(int num1, int num2)
{
  int sum = num1 + num2;
  
  return sum;
}

int main()
{ 
  system("pause");

  return 0;
}

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

#include <iostream>
using namespace std;

int add(int num1, int num2) //定义中的num1，num2成为形式参数，简称“形参”
{
  int sum = num1 + num2;
  
  return sum;
}

int main()
{
  int a = 10;
  int b = 20;
  //调用add函数
  int sum = add(a, b);      //调用时的a，b成为实际参数，简称“实参”
  cout << "sum = " << sum << endl;
  
  a = 100;
  b = 200;
  sum = add(a, b);
  cout << "sum = " << sun << endl;
  
  system("pause");

  return 0;
}

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称为实参

6.4 值传递

所谓值传递，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

#include <iostream>
using namespace std;

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 << "交换后：" << endl;
  cout << "num1 = " << num1 << endl;
  cout << "num2 = " << num2 << endl;
  
  //return;     当函数声明的时候，不需要返回值，可以不写return
}

int main()
{
  int a = 10;
  int b = 20;
  
  cout << "main中的 a = " << a << endl;
  cout << "main中的 b = " << b << endl;
  
  swap(a, b);
  
  cout << "main中的 a = " << a << endl;
  cout << "main中的 b = " << b << endl;
  
  system("pause");
  
  return 0;
}

总结：值传递时；形参是修试不了实参的

6.5 函数的常见样式

常见的函数样式有4种

无参无返
有参无返
无参有返
有参有返

示例

#include <iostream>
using namespace std;

//常见函数样式
//1、无参无返
void test01()
{
  //void a = 10;        //无（void）类型不可以创建变量，因为无法分配内存
  cout << "This is test 01. " << endl;
}
//2、有参无返
void test02(int a)
{
  cout << "This is test 02. You have passed " << a << endl;
}

//3、无参有返
int test03()
{
  cout << "This is test 03." << endl;
  return 1000;
}

//4、有参有返
int test04(int a)
{
  cout << "This is test 04. You have passed " << a << endl;
  return a;
}

int main()
{ 
  test01();                             //1、无参无返函数调用
  test02(15);                           //2、有参无返函数调用
  int num1 = test03();   //3、无参有返函数调用
  cout << "num1 = " << num1 << endl;
  int num2 = test04(10);    //4、有参有返函数调用
  cout << "num2 = " << num2 << 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

#include <iostream>
using namespace std;

//声明可以多次，定义只能一次
//声明
int max(int a, int b);
int max(int a, int b);
//定义
int max(int a, int b)
{
  return a > b ? a : b;
}

int main()
{
  int a = 100;
  int b = 200;
  
  cout << max(a, b) << endl;
  
  system("pause");
  
  return 0;
}

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

创建后缀名为h的头文件
创建后缀名为cpp的源文件
在头文件中写函数的声明
在源文件中写函数的定义

示例

//swap.h文件
#include <iostream>
using namespace std;

//实现两个数字交换的函数声明
void swap(int a, int b);

//swap.cpp文件
#include "swap.h"

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

//main.cpp文件
#include "swap.h"

int main()
{
  int a = 10;
  int b = 20;

  swap(a, b)
  
  system("pause");
  
  return 0;
}

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

内存编号是从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;

示例

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  //1、指针的定义
  int a = 10;       //定义整形变量a
  
  //指针变量定义语法：数据类型 * 变量名;
  int * p;
  
  p = &a;       //指针指向变量a的地址
  cout << "a的地址为：" << &a << endl;   //打印数据a的地址
  cout << "指针p为：" << p << endl;      //打印指针变量p
  
  //2、使用指针
  //可以通过解引用的方式来找到指针指向的内存
  //指针前加 * 代表解引用，找到指针指向的内存中的数据
  *p = 1000;
  cout << "a = " << a << endl;
  cout << "*p = " << *p << endl;
  
  system("pause");
  
  return 0;
}

7.3 指针所占内存空间

提问：指针也是种数据类型，那么这种数据类型占用多少内存空间？

示例

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  int a = 10;

  int * p;
  p = &a;       //指针指向数据a的地址
  
  cout << *p << endl;       //*解引用
  
  //在32位操作系统下，指针占4个字节大小空间，不管是什么数据类型
  //在64位操作系统下，指针占8个字节大小空间，不管是什么数据类型
  cout << sizeof(p) << endl;
  cout << sizeof(char *) << endl;
  cout << sizeof(float *) << endl;
  cout << sizeof(double *) << 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为0的空间
用途：初始化指针变量
注意：空指针指向的内存是不可以访问的

示例1：空指针

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  //指针变量p指向内存地址编号为的空间
  int * p = NULL;
  
  //访问空指针报错
  //内存编号0~255为系统占用内存，不允许用户访问
  //cout << *p << endl;
  
  system("pause");
  
  return 0;
}

野指针：指针变量指向非法的内存空间

示例

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  //指针变量p指向地址编号为0x1100空间
  int *p = (int *)0x1100;
  
  //访问野指针报错
  cout << *p << endl;
  
  system("pause");
  
  return 0;
}

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：

const修饰指针 -- 常量指针
const修饰常量 -- 指针常量
const即修饰指针，又修饰常量

示例

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  int a = 10;
  int b = 10;
  
  //const修饰的是指针，指针指向可以改，指针指向的值不可以更改
  const int * p1 = &a;
  p1 = &b;      //正确
  //p1 = 100;   //报错
  
  //const修饰的是常量，指针指向不可以改，指针指向的值可以更改
  int const p2 = &a;
  //p2 = &b;    //错误
  p2 = 100;     //正确
  
  //const即修饰指针，又修饰常量，指针的指向和指针指向的值都不可以更改
  const int * const p3 = &a;
  //p3 = &b;    //错误
  //p3 = 100;       //正确
  
  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元素

示例

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
  int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
  
  int * p = arr;        //指向数组的指针
  
  cout << "第一个元素：" << arr[0] << endl;
  cout << "指针访问第一个元素" << *p << endl;
  
  for(int i = 0; i < 10; i++)
  {
    //利用指针遍历数组
    cout << *p << endl;
    p++;        //让指针向后偏移4（32位）/8（64位）个字节
  }
  
  system("pause");
  
  return 0;
}

7.7 指针和函数

作用：利用指针做函数参数，可以修改实参的值

示例

#include <iostream>
using namespace std;

//值传递
void swap1(int a, int b)
{
  int temp = a;
  a = b;
  b = temp;
}

//地址传递
void swap2(int * p1, int * p2)
{
  int temp = *p1;
  *p1 = *p2;
  *p2 = temp;
}

int main()
{
  int a = 10;
  int b = 20;
  
  //值传递不会改变实参
  swap1(a, b);
  cout << "a = " << a << endl;
  cout << "b = " << b << endl;
  
  //如果是地址传递，可以修饰实参
  swap2(&a, &b);
  cout << "a = " << a << endl;
  cout << "b = " << b << endl;
  
  system("pause");
  
  return 0;
}

总结：如果不想修改实参，就用值传递；如果想修改实参，就用地址传递

7.8 指针、数组、函数

案例描述：封装一个函数，利用冒泡排序，实现对整形数组的升序排序

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

示例

#include <iostream>
using namespace std;

//冒泡排序函数
void bubbleSort(int * arr, int len)     //int * arr 也可以写为 int arr[]
{
  int temp = 0;
  
  for(int i = 0; i < len - 1; i++)
  {
    for(int j = 0; j < len - i - 1; j++)
    {
      if (arr[j] > arr[j + 1])
      {
        temp = arr[j];
        arr[j] = arr[j + 1];
        arr[j + 1] = temp;
      }
    }
  }
}

//打印数组
void printArray(int * arr, int len)
{
  for(int i = 0; i < len; i++)
  {
    if(i == len - 1)
    {
      cout << arr[i] << endl;
    }
    else
    {
      cout << arr[i] << ", ";
    }
  }
}

int main()
{
  int arr[10] = {4, 3, 6, 9, 1, 2, 10, 8, 7, 5};
  
  int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
  
  cout << "排序前：";
  printArray(arr, len);
  
  bubbleSort(arr, len);
  
  cout << "排序后：";
  printArray(arr, len);
  
  system("pause");
  
  return 0;
}

8 结构体

8.1 结构体基本概念

结构体属于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

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

//结构体定义
struct student
{
  //成员列表
  string name;  //姓名
  int age;          //年龄
  int score;        //分数
}s3;    //定义结构体时顺便创建变量

int main()
{
  //通过结构体创建变量
  //struct 结构体名 变量名
  //struct关键字可以省略
  struct student s1;
  //给s1赋值，通过 . 访问结构体变量中的属性
  s1.name = "张三";
  s1.age = 18;
  s1.score = 100;
  cout << "姓名：" << s1.name << "\t年龄：" << s1.age << "\t分数：" << s1.score << endl;
    
  //struct 结构体名 变量名 = {成员1值, 成员2值, ...}
  struct student s2 = {"李四", 19, 80};
  cout << "姓名：" << s2.name << "\t年龄：" << s2.age << "\t分数：" << s2.score << endl;
  
  //定义结构体时顺便创建变量
  s3.name = "王五";
  s3.age = 20;
  s3.score = 60;
  cout << "姓名：" << s3.name << "\t年龄：" << s3.age << "\t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

总结2：创建结构体变量时，关键字struct可以省略

总结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

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

//结构体定义
struct student
{
  //成员列表
  string name;  //姓名
  int age;          //年龄
  int score;        //分数
};

int main()
{
  //结构体数组
  struct student arr[] = 
  {
    {"张三", 18, 100},
    {"李四", 19, 80},
    {"王五", 20, 60}
  };
  
  //给结构体数组中的元素赋值
  arr[2].name = "赵六";
  arr[2].age = 38;
  arr[2].age = 50;
  
  //遍历结构体数组
  for(int i = 0; i < 3; i++)
  {
    cout << "姓名：" << arr[i].name << "\t年龄：" << arr[i].age << "\t分数：" << arr[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

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

//结构体定义
struct student
{
  //成员列表
  string name;  //姓名
  int age;          //年龄
  int score;        //分数
};

int main()
{
  struct student stu = {"张三", 18, 100};
  
  //通过指针指向结构体变量
  struct student * p = &stu;
  
  //通过指针访问结构体中的变量
  p->score = 80;        //指针通过 -> 操作符可以访问成员 
  cout << "姓名：" << p->name << "\t年龄" << p->age << "\t"
  
  system("pause");

  return 0;
}

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：结构体重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

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

//学生结构体定义
struct student
{
  //成员列表
  string name;  //姓名
  int age;          //年龄
  int score;        //分数
};

//教师结构体定义
struct teacher
{
  //成员列表
  int id;                //职工编号
  string name;  //姓名
  int age;          //教师年龄
  struct student stu;   //子结构体 学生
};

int main()
{
  //创建老师
  teacher t;
  t.id = 10000;
  t.name = "老王";
  t.age = 50;
  t.stu.name = "小王";
  t.stu.age = 20;
  t.stu.score = 90;
  
  cout << "老师姓名：" << t.name << "\t职工编号：" << t.id << "\t老师年龄：" << t.score << endl;
  cout << "学生姓名：" << t.stu.name << "\t年龄" << t.stu.age << "\t考试分数：" << 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
地址传递

示例

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

//学生结构体定义
struct student
{
  //成员列表
  string name;  //姓名
  int age;          //年龄
  int score;        //分数
};

//值传递
void printStudent1(struct student s)
{
  s.age = 28;
  cout << "子函数1中\t姓名：" << s.name << "\t年龄" << s.age << "\t考试分数：" << s.score << endl;
}

//地址传递
void printStudent2(struct student * p)
{
  p->age = 28;
  cout << "子函数2中\t姓名：" << p->name << "\t年龄" << p->age << "\t考试分数：" << p->score << endl;
}

int main()
{
  //创建结构体变量
  struct student s = {"张三", 20, 85};
  cout << "main函数中\t姓名：" << s.name << "\t年龄" << s.age << "\t考试分数：" << s.score << endl;
  
  //值传递
  printStudent1(s);
  cout << "main函数中\t姓名：" << s.name << "\t年龄" << s.age << "\t考试分数：" << s.score << endl;
  
  //地址传递
  printStudent2(&s);
  cout << "main函数中\t姓名：" << s.name << "\t年龄" << s.age << "\t考试分数：" << s.score << endl;
  
  system("pause");

  return 0;
}

总结：如果不想修改主函数中的数据，用值传递，反之用地址传递

8.7 结构体中`const`使用场景

作用：用const来防止误操作

示例

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

//学生结构体定义
struct student
{
  //成员列表
  string name;  //姓名
  int age;          //年龄
  int score;        //分数
};

//const使用场景
//将函数中的形参改为指针，可以节省内存空间，而且不会复制新的副本
void printStudent(const struct student * p) //加const防止函数体中的误操作
{
  //stu->age = 100      //操作失败，因为加了const修饰
  cout << "姓名：" << p->name << "\t年龄" << p->age << "\t考试分数：" << p->score << endl;
}

int main()
{
  struct student s = {"张三", 18, 100};
  
  printStudent(&s);
  
  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

#include <iostream>
#include <string>
#include <ctime>
using namespace std;

struct student
{
  string sName;
  int score;
};

struct teacher
{
  string tName;
  struct student sArray[5];
};

//给老师和学生赋值的函数
void allocateSpace(struct teacher tArray[], int len)
{
  //给老师赋值
  string nameSeed = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
  
  for(int i = 0; i < len; i++)
  {
    tArray[i].tName = "Teacher_";
    tArray[i].tName += nameSeed[i];
    
    //给每名老师的学生赋值
    for(int j = 0; j < 5; j++)
    {
      tArray[i].sArray[j].sName = "Student_";
      tArray[i].sArray[j].sName += nameSeed[j];
      
      tArray[i].sArray[j].score = rand() % 61 + 40;     // 40 - 100
    }
  }
}

//打印所有的信息
void printInfo(struct teacher tArray[], int len)
{
  for(int i = 0; i < len; i++)
  {
    cout << "教师姓名：" << tArray[i].tName << endl;
    
    for(int j = 0; j < 5; j++)
    {
      cout << "\t学生姓名：" << tArray[i].sArray[j].sName 
           << "\t考试分数：" << tArray[i].sArray[j].score << endl;
    }
  }
}

int main()
{
  //随机数种子
  srand((unsigned int)time(NULL));
  
  struct teacher tArray[3];
  
  int len = sizeof(tArray) / sizeof(tArray[0]);
  
  allocateSpace(tArray, len);
  
  printInfo(tArray, 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进行升序排序，最终打印排序后的结果。

五名英雄信息如下：

{"刘备", 23, "男"},
{"关羽", 22, "男"},
{"张飞", 20, "男"},
{"赵云", 21, "男"}, 
{"貂蝉", 19, "女"}

示例

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

//英雄的结构体
struct hero
{
  string name;
  int age;
  string gender;
};

void printHero(struct hero heroArray[], int len)
{
  for(int i = 0; i < len; i++)
  {
    cout << "姓名：" << heroArray[i].name << "\t年龄" << heroArray[i].age 
         << "\t性别" << heroArray[i].gender << endl;
  }
}

void bubbleSort(struct hero heroArray[], int len)
{
  struct hero temp;
  
  for(int i = 0; i < len - 1; i++)
  {
    for(int j = 0; j < len - i - 1; j++)
    {
      if (heroArray[j].age > heroArray[j + 1].age)
      {
        temp = heroArray[j];
        heroArray[j] = heroArray[j + 1];
        heroArray[j + 1] = temp;
      }
    }
  }
}

int main()
{
  struct hero heroArray[5] = 
  {
    {"刘备", 23, "男"},
    {"关羽", 22, "男"},
    {"张飞", 20, "男"},
    {"赵云", 21, "男"}, 
    {"貂蝉", 19, "女"}
  };
  int len = sizeof(heroArray) / sizeof(heroArray[0]);
  
  cout << "排序前：\n";
  printHero(heroArray, len);
  
  bubbleSort(heroArray, len);
  
  cout << "排序后：\n";
  printHero(heroArray, len);
  
  system("pause");
  
  return 0;
}

C++基础入门

1 C++初识

1.1 第一个C++程序

1.2 注释

1.3 变量

1.4 常量

1.5 关键字

1.6 标识符命名规则

2 数据类型

2.1 整形

2.2 sizeof关键字

2.3 实型

2.4 字符型

2.5 转义字符

2.6 字符串型

2.7 布尔类型

2.8 数据的输入

3 运算符

3.1 算数运算符

3.2 赋值运算符

3.3 比较运算符

3.4 逻辑运算符

4 程序流程结构

4.1 选择循环

4.1.1 if语句

4.1.2 三目运算符

4.1.3 Switch语句

4.2 结构循环

4.2.1 while循环语句

4.2.2 do...while循环语句

4.2.3 for循环语句

4.2.4 嵌套循环

4.3 跳转语句

4.2.1 break语句

4.3.2 continue语句

4.3.3 goto语句

5 数组

5.1 概述

5.2 一维数组

5.2.1 一维数组定义方式

5.2.2 一维数组组名

5.2.3 冒泡排序

5.3 二维数组

5.3.1二维数组定义方式

5.3.2 二维数组数组名

5.3.3 二维数组应用案例

6 函数

6.1 概述

6.2 函数的定义

6.3 函数的调用

6.4 值传递

6.5 函数的常见样式

6.6 函数的声明

6.7 函数的分文件编写

7 指针

7.1指针的基本概念

7.2指针变量的定义和使用

7.3 指针所占内存空间

7.4 空指针和野指针

7.5 const修饰指针

7.6 指针和数组

7.7 指针和函数

7.8 指针、数组、函数

8 结构体

8.1 结构体基本概念

8.2结构体定义和使用

8.3 结构体数组

8.4 结构体指针

8.5 结构体嵌套结构体

8.6 结构体做函数参数

8.7 结构体中const使用场景

8.8 结构体案例

8.8.1 案例1

8.8.2 案例2

2.2 `sizeof`关键字

4.1.1 `if`语句

4.1.3 `Switch`语句

4.2.1 `while`循环语句

4.2.2 `do...while`循环语句

4.2.3 `for`循环语句

4.2.1 `break`语句

4.3.2 `continue`语句

4.3.3 `goto`语句

7.5 `const`修饰指针

8.7 结构体中`const`使用场景