C++0基础资料：从入门到实战的全面指南

C++语言，作为C语言的超集，由Bjarne Stroustrup在贝尔实验室开发，通过引入类、对象以及其他面向对象编程概念以及功能编程特性，扩展了C的范畴。C++因其高效性、强类型以及与低级系统交互的能力而著称，其语法与C语言密切相关，但提供了更丰富的抽象级别。

C++的历史与特点

C++在设计理念和功能上显著区别于纯C，它引入了封装、继承和多态等面向对象编程的核心概念。相较于C，C++具备更完善的类型系统、动态内存管理和丰富的标准库，使其在系统级编程、游戏开发、嵌入式软件等领域展现出强大优势。

C++与C的区别

C++在语法上与C兼容，但引入了面向对象编程的关键元素。主要区别包括：

1. 类与对象：C++支持封装、继承和多态，使代码更加模块化和可重用。
2. 内存管理：C++提供了new和delete操作符进行动态内存管理，增强了内存安全性。
3. 标准库：C++拥有丰富的标准库，如算法、容器、I/O流等，极大地简化了程序开发。

开发环境搭建

启动C++之旅，首先构建高效的开发环境至关重要。推荐使用现代IDE（如Visual Studio、Code::Blocks、Eclipse）结合GCC（GNU Compiler Collection）或Clang编译器，确保在Windows、Linux或Mac OS等操作系统上顺畅开发。

基本数据类型

整型（Integers）

int age = 25;
short weight = 70;
long long salary = 500000;

实型（Floating Point）

float temperature = 23.5;
double pi = 3.14159;

字符型（Characters）

char grade = 'A';

布尔型（Boolean）

bool isPassed = true;

变量声明与初始化

int number = 10;
number = 20; // 修改变量值

输入输出流的使用

#include <iostream>

int main() {
    int a = 5;
    std::cout << "Enter a number: ";
    std::cin >> a;
    std::cout << "You entered: " << a << std::endl;
    return 0;
}

条件语句

int score = 80;
if (score >= 90) {
    std::cout << "Excellent!" << std::endl;
} else if (score >= 70) {
    std::cout << "Good job!" << std::endl;
} else {
    std::cout << "Keep trying!" << std::endl;
}

循环语句

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

int n = 10;
while (n > 0) {
    std::cout << "Counter: " << n << std::endl;
    n--;
}

int m = 5;
do {
    std::cout << "Do-While: " << m << std::endl;
    m--;
} while (m > 0);

函数的定义与调用

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

int main() {
    int result = add(3, 4);
    std::cout << "Sum: " << result << std::endl;
    return 0;
}

作用域、参数传递与返回值

int x = 10;
{
    int x = 20; // 局部x，与外部x是不同的变量
    std::cout << "Local x: " << x << std::endl;
}

std::cout << "Global x: " << x << std::endl;

int result = multiply(5, 3);
std::cout << "Product: " << result << std::endl;

int multiply(int a, int b) {
    return a * b;
}

类的定义与对象的创建

class Person {
public:
    int age;
    std::string name;

    Person(std::string n, int a) : name(n), age(a) {} // 构造函数
    ~Person() {} // 析构函数

    void introduce() {
        std::cout << "Hi, my name is " << name << ", and I'm " << age << " years old." << std::endl;
    }
};

int main() {
    Person p("Alice", 25);
    p.introduce();
    return 0;
}

成员函数与数据成员的使用

class Vehicle {
public:
    void drive() {
        std::cout << "The vehicle is driving." << std::endl;
    }
    void stop() {
        std::cout << "The vehicle has stopped." << std::endl;
    }

private:
    bool isDriving;
};

int main() {
    Vehicle car;
    car.drive();
    car.stop();
    return 0;
}

实现一个简单的计算器程序

#include <iostream>

class Calculator {
public:
    int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    int subtract(int a, int b) {
        return a - b;
    }

    double divide(double a, double b) {
        if (b == 0) {
            throw std::invalid_argument("Cannot divide by zero.");
        }
        return a / b;
    }

    int multiply(int a, int b) {
        return a * b;
    }
};

int main() {
    Calculator calc;
    try {
        std::cout << "Addition: " << calc.add(10, 5) << std::endl;
        std::cout << "Subtraction: " << calc.subtract(10, 5) << std::endl;
        std::cout << "Division: " << calc.divide(10.0, 2.0) << std::endl;
        std::cout << "Multiplication: " << calc.multiply(10, 5) << std::endl;
    } catch (const std::exception& e) {
        std::cerr << "Error: " << e.what() << std::endl;
    }
    return 0;
}

通过这个简单的计算器程序，学习了如何在类中定义成员函数，并通过对象调用这些函数，实现了基本的算术运算。实践是学习编程的关键，通过不断构建和解决实际问题，能够更好地理解和掌握C++语言的特性和用法。