C++语法资料：入门与初级用户教程

本文介绍了C++语言的基础概念、语法和构成，包括变量、数据类型、运算符、流程控制语句、函数、数组和指针等内容。文章详细解释了C++的各种特性和用法，并提供了具体的代码示例。通过本文的学习，读者可以全面了解C++语法资料，为进一步深入学习打下坚实基础。

C++基础概念介绍

什么是C++

C++是一种通用、编译型、面向对象的编程语言，由Bjarne Stroustrup于1979年在贝尔实验室开始发展。C++是对C语言的扩展，增加了面向对象编程的特性，如类、对象、继承、封装、多态等。C++不仅具备C语言的高效性和灵活性，还引入了更为强大的对象模型，使其适用于各种复杂的应用程序开发。

C++与C语言的区别

C++在语法和功能上都扩展了C语言。以下是C++与C语言的主要区别：

1. 面向对象特性：C++引入了面向对象编程（OOP）的概念，包括类、对象、继承、封装和多态。C语言是一种面向过程的语言，主要通过函数调用来组织程序。
2. 模板：C++支持模板，允许创建通用的数据结构和函数，而C语言没有这种功能。
3. 异常处理：C++引入了异常处理机制，使程序可以更优雅地处理错误。C语言则使用错误代码或返回值来处理错误。
4. 命名空间：C++支持命名空间，避免了全局名称冲突。C语言则缺乏这一特性。
5. 运算符重载：C++允许用户重载运算符，使其在特定上下文中具有不同的行为。C语言则不支持这一点。

C++的基本语法和构成

C++程序通常由多个文件组成，每个文件包含不同的函数和变量。C++程序的基本构成包括：

1. 预处理指令：用于包含其他源文件或编译器指令。

   #include <iostream>
   #include "myheader.h"

2. 命名空间：用于组织代码，避免命名冲突。

   namespace MyNamespace {
      int myFunction() {
          return 42;
      }
   }

3. 主函数：所有C++程序都必须包含一个main函数，程序从这里开始执行。

   int main() {
      std::cout << "Hello, world!" << std::endl;
      return 0;
   }

4. 变量声明：声明变量并给它们赋初值。

   int x = 0;
   double y = 3.14;

5. 函数定义：定义函数，包括函数参数和返回值。

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

C++变量和数据类型

基本数据类型

在C++中，有多种基本数据类型，包括整型、浮点型、字符型和布尔型。

• 整型：包括int、short、long、long long等类型。

  int i = 10;
  short s = 5;
  long l = 2000000;
  long long ll = 100000000000;

• 浮点型：包括float和double类型。

  float f = 3.14f;
  double d = 3.14159;

• 字符型：包括char类型。

  char c = 'A';

• 布尔型：包括bool类型。

  bool b = true;

变量的声明和使用

变量的声明需要先声明类型，然后声明变量名。可以在声明时赋初值，也可以在声明之后赋值。

int x; // 声明一个整型变量
x = 10; // 赋值

int y = 20; // 声明并初始化一个整型变量

常量的定义

常量是不可更改的变量。在C++中，可以使用const关键字来定义常量。

const int MAX_SIZE = 100; // 定义一个整型常量
const char* MESSAGE = "Hello, world!"; // 定义一个字符串常量

C++运算符和表达式

算术运算符

算术运算符用于执行基本的数学运算，包括加法、减法、乘法、除法和取模。

int a = 10;
int b = 5;

int sum = a + b; // 加法
int diff = a - b; // 减法
int product = a * b; // 乘法
int quotient = a / b; // 除法
int remainder = a % b; // 取模

关系运算符

关系运算符用于比较两个表达式，返回布尔值。

int x = 10;
int y = 5;

bool greater = x > y; // 大于
bool less = x < y; // 小于
bool equal = x == y; // 等于
bool notEqual = x != y; // 不等于
bool greaterEqual = x >= y; // 大于等于
bool lessEqual = x <= y; // 小于等于

逻辑运算符

逻辑运算符用于组合或修改布尔表达式，包括逻辑与、逻辑或和逻辑非。

bool a = true;
bool b = false;

bool andResult = a && b; // 逻辑与
bool orResult = a || b; // 逻辑或
bool notResult = !a; // 逻辑非

位运算符

位运算符用于操作二进制位，包括按位与、按位或、按位异或、按位取反、左移和右移。

int x = 6; // 二进制：0110
int y = 3; // 二进制：0011

int andResult = x & y; // 按位与
int orResult = x | y; // 按位或
int xorResult = x ^ y; // 按位异或
int notResult = ~x; // 按位取反
int shiftLeft = x << 1; // 左移
int shiftRight = x >> 1; // 右移

C++流程控制语句

条件语句（if, switch）

条件语句用于在满足特定条件时执行代码块。

int score = 85;

if (score >= 60) {
    std::cout << "及格" << std::endl;
} else {
    std::cout << "不及格" << std::endl;
}

// switch语句
int day = 3;
switch (day) {
    case 1:
        std::cout << "星期一" << std::endl;
        break;
    case 2:
        std::cout << "星期二" << std::endl;
        break;
    case 3:
        std::cout << "星期三" << std::endl;
        break;
    default:
        std::cout << "未知" << std::endl;
}

循环语句（for, while, do-while）

循环语句用于重复执行一段代码块，直到满足特定条件为止。

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

// while循环
int j = 0;
while (j < 5) {
    std::cout << "j = " << j << std::endl;
    j++;
}

// do-while循环
int k = 0;
do {
    std::cout << "k = " << k << std::endl;
    k++;
} while (k < 5);

跳转语句（break, continue）

跳转语句用于在循环中跳过某些代码块或提前退出循环。

// break
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    if (i == 3) {
        break;
    }
    std::cout << "i = " << i << std::endl;
}

// continue
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    if (i == 3) {
        continue;
    }
    std::cout << "i = " << i << std::endl;
}

C++函数

函数的定义与调用

函数是执行特定任务的代码块，可以接受参数并返回结果。定义函数的基本语法如下：

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

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

函数的参数和返回值

函数可以接受零个或多个参数，并可以返回一个结果。参数可以是基本数据类型、引用类型或常量引用类型。

// 无参数函数
void printHello() {
    std::cout << "Hello" << std::endl;
}

// 返回值函数
int square(int x) {
    return x * x;
}

int main() {
    printHello();
    int result = square(4);
    std::cout << "平方是：" << result << std::endl;
    return 0;
}

函数重载

函数重载是指在同一个作用域内定义多个同名函数，但它们的参数列表不同。编译器会根据调用时提供的参数类型和数量来选择合适的函数。

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

void print(double x) {
    std::cout << "浮点数：" << x << std::endl;
}

int main() {
    print(10); // 调用 print(int x)
    print(3.14); // 调用 print(double x)
    return 0;
}

C++数组和指针

数组的基本使用

数组是一种数据结构，用于存储一组相同类型的数据。C++数组包括静态数组和动态数组（使用new和delete操作符）。

// 静态数组
int staticArray[5] = {1, 2, 3, 4, 5};

// 动态数组
int* dynamicArray = new int[5];
dynamicArray[0] = 1;
dynamicArray[1] = 2;
dynamicArray[2] = 3;
dynamicArray[3] = 4;
dynamicArray[4] = 5;

delete[] dynamicArray; // 删除动态数组

指针的概念和使用

指针是一种变量，存储另一个变量的地址。指针可以用于访问和修改内存中的数据。

int x = 10;
int* p = &x; // p 指向 x
*p = 20; // 通过指针修改 x 的值
std::cout << x << std::endl; // 输出 20

int y = 30;
int* q = &y;
*q = 40;
std::cout << y << std::endl; // 输出 40

指针与数组的关系

数组名实际上是一个指向数组第一个元素的指针。因此，可以通过指针访问数组中的元素。

int array[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
int* ptr = array; // ptr 从数组的第一个元素开始

for (int i = 0; i < 5; i++) {
    std::cout << ptr[i] << std::endl; // 输出数组中的元素
}

总结

通过以上介绍，我们学习了C++的基本概念、语法、变量、运算符、流程控制语句、函数和数组与指针的概念。C++是一种功能强大的编程语言，不仅可以进行高效的程序开发，还可以实现复杂的面向对象编程。熟练掌握这些基本概念和语法规则是编写高效、可维护的C++程序的重要基础。如果你希望进一步深入学习C++，建议参加慕课网上的C++课程，那里有丰富的资源和项目案例可以帮助你巩固所学知识。