C++ 语法基础

代码框架

如果不想深究背后原理，可以将如下代码框架背下来：

#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;

int main() {
  // 这里面开始写代码
  return 0;
}

通俗解释

下面会用比较简单的方式，给刚接触编程的同学解释以上代码的含义和作用。

整体作用

这段代码是一个 C++ 程序的基本框架，就像盖房子先搭好一个架子一样，之后我们可以在这个框架里添加具体的代码，让程序实现我们想要的功能。

代码逐行解释

1. #include <bits/stdc++.h>
   • 想象编程就像搭积木，每一块积木都有特定的功能。#include 就像是告诉我们要从一个大仓库里拿出一些积木来用。bits/stdc++.h 是一个特殊的仓库，里面装了很多常用的积木（也就是功能代码），有了它，我们后面就可以方便地使用这些功能了。
2. using namespace std;
   • 在编程里，不同的人可能会用相同的名字给不同的东西命名，这样就容易混乱。std 就像是一个大盒子，把很多常用的东西都放在里面。using namespace std; 这句话的意思就是说，我们直接从这个大盒子里拿东西，不用每次都写这个盒子的名字。
3. int main()
   • 这就像是一个指挥中心，程序开始运行的时候，就会先来到这里。int 表示这个指挥中心最后会返回一个整数，就好像是完成任务后给一个信号。main 是这个指挥中心的名字，所有的程序都必须有一个叫 main 的指挥中心。
4. { 和 }
   • 这两个大括号就像是一个房间，我们要写的具体代码都要放在这个房间里。{ 是打开房间的门，} 是关上房间的门。
5. // 这里面开始写代码
   • 这是一个注释，就像是给我们自己或者其他看代码的人留的小纸条，告诉我们可以在这个地方开始写具体的代码，让程序做我们想做的事情。计算机在运行程序的时候会直接忽略这行注释。
6. return 0;
   • 这就像是指挥中心完成任务后发出的信号。return 就是返回的意思，0 表示一切都正常完成了。

变量的概念

在编程的世界里，我们经常需要保存一些数据，就像我们用盒子来装东西一样。变量就像是一个个盒子，每个盒子都有自己的名字，我们可以往里面放不同类型的数据。不同的变量就像不同大小、不同用途的盒子，能装的东西也不一样。

int 类型

定义

int 类型的变量就像是一个能装整数的盒子。整数就是像 1、2、3、 -1、 -2 这样没有小数部分的数。

定义和使用示例

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    // 定义一个名为 age 的 int 类型变量，用来装年龄这个整数
    int age;
    // 给 age 变量赋值为 15
    age = 15;
    // 输出 age 变量里装的整数
    cout << "年龄是：" << age << endl;

    // 定义一个名为 score 的 int 类型变量，并在定义时就赋值为 90
    int score = 90;
    // 输出 score 变量里装的整数
    cout << "分数是：" << score << endl;

    return 0;
}

在这个例子中，我们先定义了 age 变量，然后给它赋值，之后把它的值输出。又定义了 score 变量，并且在定义的时候就给它赋了值，最后也把它的值输出。

char 类型

定义

char 类型的变量就像是一个只能装一个字符的小盒子。字符可以是字母（a、b、c 等）、数字字符（0、1、2 等）或者一些符号（!、@、# 等）。

定义和使用示例

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    // 定义一个名为 grade 的 char 类型变量，用来装一个字符
    char grade;
    // 给 grade 变量赋值为 'A'
    grade = 'A';
    // 输出 grade 变量里装的字符
    cout << "成绩等级是：" << grade << endl;

    // 定义一个名为 initial 的 char 类型变量，并在定义时就赋值为 'J'
    char initial = 'J';
    // 输出 initial 变量里装的字符
    cout << "名字首字母是：" << initial << endl;

    return 0;
}

这里我们定义了 grade 和 initial 两个 char 类型的变量，给它们赋值后输出里面装的字符。要注意字符要用单引号括起来。

float 类型

定义

float 类型的变量就像是一个能装小数的盒子。小数就是像 3.14、0.5、 -2.7 这样有小数部分的数。

定义和使用示例

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    // 定义一个名为 height 的 float 类型变量，用来装身高这个小数
    float height;
    // 给 height 变量赋值为 1.75
    height = 1.75;
    // 输出 height 变量里装的小数
    cout << "身高是：" << height << endl;

    // 定义一个名为 price 的 float 类型变量，并在定义时就赋值为 9.99
    float price = 9.99;
    // 输出 price 变量里装的小数
    cout << "价格是：" << price << endl;

    return 0;
}

在这个程序里，我们定义了 height 和 price 两个 float 类型的变量，给它们赋值后输出里面装的小数。

例题

例题 1：计算两个整数的和

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    // 定义两个 int 类型的变量 num1 和 num2，用来装两个整数
    int num1, num2;
    // 给 num1 赋值为 5
    num1 = 5;
    // 给 num2 赋值为 3
    num2 = 3;
    // 定义一个 int 类型的变量 sum，用来装 num1 和 num2 的和
    int sum = num1 + num2;
    // 输出 num1 和 num2 的和
    cout << "两个整数的和是：" << sum << endl;

    return 0;
}

这个例题中，我们定义了两个 int 类型的变量 num1 和 num2，把它们相加的结果存到 sum 变量里，最后输出 sum 的值。

例题 2：显示字符和对应的 ASCII 码

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    // 定义一个 char 类型的变量 ch，用来装一个字符
    char ch = 'A';
    // 输出字符 ch
    cout << "字符是：" << ch << endl;
    // 把字符 ch 当作整数输出，也就是它对应的 ASCII 码
    cout << "对应的 ASCII 码是：" << (int)ch << endl;

    return 0;
}

在这个例题里，我们定义了一个 char 类型的变量 ch，输出它的值，然后把它当作整数输出，这样就能看到它对应的 ASCII 码。

例题 3：计算物品总价

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    // 定义一个 float 类型的变量 unitPrice，用来装物品的单价
    float unitPrice = 2.5;
    // 定义一个 int 类型的变量 quantity，用来装物品的数量
    int quantity = 3;
    // 定义一个 float 类型的变量 totalPrice，用来装物品的总价
    float totalPrice = unitPrice * quantity;
    // 输出物品的总价
    cout << "物品的总价是：" << totalPrice << endl;

    return 0;
}

此例题中，我们定义了 unitPrice 这个 float 类型变量装单价，quantity 这个 int 类型变量装数量，把它们相乘的结果存到 totalPrice 这个 float 类型变量里，最后输出 totalPrice 的值。

通过这些内容和例题，大家应该对 int、char、float 类型变量的定义和使用有了一定的了解。在编程中，要根据需要存储的数据类型来选择合适的变量类型。

输入与输出

cin 与 cout

#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
  int x, y;                          // 声明变量
  cin >> x >> y;                // 读入 x 和 y
  cout << y << endl << x;  // 输出 y，换行，再输出 x
  return 0;                          // 结束主函数
}

• "什么是变量？" 可以参考"变量"页面。

• " 什么是 std？" std 是 C++ 标准库所使用的 命名空间。使用命名空间是为了避免重名。

  关于命名空间的详细知识，可以参考 "命名空间"页面。

scanf 与 printf

scanf 与 printf 其实是 C 语言提供的函数。大多数情况下，它们的速度比 cin 和 cout 更快，并且能够方便地控制输入输出格式。

#include <cstdio>

int main() {
  int x, y;
  scanf("%d%d", &x, &y);   // 读入 x 和 y
  printf("%d\n%d", y, x);  // 输出 y，换行，再输出 x
  return 0;
}

其中，%d 表示读入/输出的变量是一个有符号整型（int 型）的变量。

类似地：

1. %s 表示字符串。
2. %c 表示字符。
3. %lf 表示双精度浮点数 (double)。
4. %lld 表示长整型 (long long)。根据系统不同，也可能是 %I64d。
5. %u 表示无符号整型 (unsigned int)。
6. %llu 表示无符号长整型 (unsigned long long)，也可能是 %I64u。

除了类型标识符以外，还有一些控制格式的方式。许多都不常用，选取两个常用的列举如下：

1. %1d 表示长度为 1 的整型。在读入时，即使没有空格也可以逐位读入数字。在输出时，若指定的长度大于数字的位数，就会在数字前用空格填充。若指定的长度小于数字的位数，就没有效果。
2. %.6lf，用于输出，保留六位小数。

这两种运算符的相应地方都可以填入其他数字，例如 %.3lf 表示保留三位小数。

"「双精度浮点数」，「长整型」是什么" 这些表示变量的类型。和上面一样，会留到 变量 中统一讲解。

" 为什么 scanf 中有 & 运算符？" 在这里，& 实际上是取址运算符，返回的是变量在内存中的地址。而 scanf 接收的参数就是变量的地址。具体可能要在 指针 才能完全清楚地说明，现在只需要记下来就好了。

" 什么是 \n？" \n 是一种 转义字符，表示换行。

转义字符用来表示一些无法直接输入的字符，如由于字符串字面量中无法换行而无法直接输入的换行符，由于有特殊含义而无法输入的引号，由于表示转义字符而无法输入的反斜杠。

常用的转义字符有：

1. \t 表示制表符。
2. \\ 表示 \。
3. \" 表示 "。
4. \0 表示空字符，用来表示 C 风格字符串的结尾。
5. \r 表示回车。Linux 中换行符为 \n，Windows 中换行符为 \r\n。在 OI 中，如果输出需要换行，使用 \n 即可。但读入时，如果使用逐字符读入，可能会由于换行符造成一些问题，需要注意。例如，gets 将 \n 作为字符串结尾，这时候如果换行符是 \r\n，\r 就会留在字符串结尾。
6. 特殊地，%% 表示 %，只能用在 printf 或 scanf 中，在其他字符串字面量中只需要简单使用 % 就好了。

练习：