C++第二章基础语法基础概念

类 – 类可以定义为描述对象行为/状态的模板/蓝图。

文件结构

头文件:

命名空间

主函数

语法规范

语句结束符:分号 ‘;’

标识符: 一个标识符以字母 A-Z 或 a-z 或下划线 _ 开始,后跟零个或多个字母、下划线和数字(0-9)。C++ 标识符内不允许出现标点字符,比如 @、& 和 %。C++ 是区分大小写的编程语言。

编译 & 执行 C++ 程序

预处理->编译->汇编->链接->机器码

键入 ‘g++ hello.cpp ‘,输入回车,编译代码。如果代码中没有错误,命令提示符会跳到下一行,并生成 hello.out 可执行文件。

键入 ‘ hello.out’ 来运行程序。

C++是怎么跨平台的呢?

C++代码是相同的不变的,但是各个平台的架构不同(比如CPU能够处理的指令集不一样),所以需要跨平台的编译器,在不同平台上重新编译源码。gcc是目前最流行的跨平台编译器,Linux下直接使用gcc编译器编译C程序,在Windows下使用对应的mingw编译C程序。用平台相对应的C++代码编译器对C++源代码重新进行编译,生成该平台可以直接执行的机器代码,实现跨平台。

基本类型

基本的 C++ 数据类型:

类型类型名占字节数数值范围
整型int(signed int)4-2147483648~+2147483647(-231~231-1)
无符号整型unsigned (unsigned int)40~4294967295(0~232-1)
短整型short(signed short)2-32768~+32767(-215~215-1)
无符号短整型unsigned short20~65535(0~216-1)
长整型long (signed long)  4-2147483648~+2147483647(-231~231-1)
无符号长整型unsigned long40~4294967295(0~232-1)
双长型long long  8-9223372036854775808~9223372036854775807(-263~263-1)
字符型char1-128~+127(-27~27-1)
无符号字符型unsigned char10~255(0~28-1)
单精度型float4-3.4×1038~3.4×1038
双精度浮点型double8-1.7×10308~1.7×10308
长双精度浮点型long double8-1.7×10308~1.7×10308
布尔型bool1{true,false}
空类型void 0{}

typedef 声明

可以使用 typedef 为一个已有的类型取一个新的名字。如:typedef int distance;

枚举类型

enum 枚举名{ 
     标识符[=整型常数], 
     标识符[=整型常数], 
... 
    标识符[=整型常数]
} 枚举变量;

C++ 中的变量声明

变量声明向编译器保证变量以给定的类型和名称存在,这样编译器在不需要知道变量完整细节的情况下也能继续进一步的编译。变量声明只在编译时有它的意义,在程序连接时编译器需要实际的变量声明。

当您使用多个文件且只在其中一个文件中定义变量时(定义变量的文件在程序连接时是可用的),变量声明就显得非常有用。您可以使用 extern 关键字在任何地方声明一个变量。虽然您可以在 C++ 程序中多次声明一个变量,但变量只能在某个文件、函数或代码块中被定义一次。

extern int a, b;

C++ 变量作用域

全局变量和局部变量

作用域是程序的一个区域,一般来说有三个地方可以定义变量:

  • 在函数或一个代码块内部声明的变量,称为局部变量。
  • 在函数参数的定义中声明的变量,称为形式参数(形参)。
  • 在所有函数外部声明的变量,称为全局变量。

全局变量与局部变量的区别:

  • 全局变量的值在程序的整个生命周期内都是有效的。
  • 局部变量和全局变量的名称可以相同,但是在函数内,局部变量的值会覆盖全局变量的值。
  • 当局部变量被定义时,系统不会对其初始化。定义全局变量时,系统会自动初始化。

C++ 常量

常量是固定值,在程序执行期间不会改变。这些固定的值,又叫做字面量

整数常量

可以是十进制、八进制或十六进制的常量。前缀指定基数:0x 或 0X 表示十六进制,0 表示八进制,不带前缀则默认表示十进制。

整数常量也可以带一个后缀,后缀是 U 和 L 的组合,U 表示无符号整数(unsigned),L 表示长整数(long)。后缀可以是大写,也可以是小写,U 和 L 的顺序任意。

0xFF

067

浮点常量

浮点常量由整数部分、小数点、小数部分和指数部分组成。可以使用小数形式或者指数形式来表示浮点常量。

布尔常量

布尔常量共有两个,它们都是标准的 C++ 关键字

  • true 值代表真。
  • false 值代表假。

字符常量(单个字符)

字符常量是括在单引号中。如果常量以 L(仅当大写时)开头,则表示它是一个宽字符常量(例如 L’x’),此时它必须存储在 wchar_t 类型的变量中。否则,它就是一个窄字符常量(例如 ‘x’),此时它可以存储在 char 类型的简单变量中。

字符串常量

字符串字面值或常量是括在双引号 “” 中的。一个字符串包含类似于字符常量的字符:普通的字符、转义序列和通用的字符。

定义常量

在 C++ 中,有两种简单的定义常量的方式:

  • 使用 #define 预处理器。
  • 使用 const 关键字。
#define variable value

const type variable = value;

C++ 修饰符类型

C++ 允许在 char、int 和 double 数据类型前放置修饰符。修饰符用于改变基本类型的含义,所以它更能满足各种情境的需求。

下面列出了数据类型修饰符:

  • signed
  • unsigned
  • long
  • short

修饰符 signed、unsigned、long 和 short 可应用于整型,signed 和 unsigned 可应用于字符型,long 可应用于双精度型。

修饰符 signed 和 unsigned 也可以作为 long 或 short 修饰符的前缀。例如:unsigned long int

C++ 允许使用速记符号来声明无符号短整数无符号长整数。您可以不写 int,只写单词 unsigned、short 或 unsigned、long,int 是隐含的。例如,下面的两个语句都声明了无符号整型变量。

C++ 中的类型限定符

类型限定符提供了变量的额外信息。

限定符含义
constconst 类型的对象在程序执行期间不能被修改改变。
volatile修饰符 volatile 告诉编译器不需要优化volatile声明的变量,让程序可以直接从内存中读取变量(内存可见性)。对于一般的变量编译器会对变量进行优化,将内存中的变量值放在寄存器中以加快读写效率。
restrictrestrict是C99中定义的关键字,C++目前并未引入;在GCC可通过使用参数” -std=c99″来开启对C99的支持。

由 restrict 修饰的指针是唯一一种访问它所指向的对象的方式。只有 C99 增加了新的类型限定符 restrict。

关键字restrict只用于限定指针;所有修改该指针所指向内容的操作全部都是基于(base on)该指针的,即不存在其它进行修改操作的途径(不能使用其他指针或变量);
https://jzwdsb.github.io/2018/03/restrict_in_cpp/

C++ 存储类

存储类定义 C++ 程序中变量/函数的范围(可见性)和生命周期。这些说明符放置在它们所修饰的类型之前。下面列出 C++ 程序中可用的存储类:

autoauto 关键字用于两种情况:声明变量时根据初始化表达式自动推断该变量的类型、声明函数时函数返回值的占位符。
register变量的最大尺寸等于寄存器的大小(通常是一个词),且不能对它应用一元的 ‘&’ 运算符(因为它没有内存位置)。
寄存器只用于需要快速访问的变量,比如计数器。还应注意的是,定义 ‘register’ 并不意味着变量将被存储在寄存器中,它意味着变量可能存储在寄存器中,这取决于硬件和实现的限制
staticstatic 存储类指示编译器在程序的生命周期内保持局部变量的存在,而不需要在每次它进入和离开作用域时进行创建和销毁。因此,使用 static 修饰局部变量可以在函数调用之间保持局部变量的值。
static 修饰符也可以应用于全局变量。当 static 修饰全局变量时,会使变量的作用域限制在声明它的文件内。
externextern 修饰符通常用于当有两个或多个文件共享相同的全局变量或函数的时候。
mutablemutable 说明符仅适用于类的对象,它允许对象的成员替代常量。也就是说,mutable 成员可以通过 const 成员函数修改。
thread_local (C++11)使用 thread_local 说明符声明的变量仅可在它在其上创建的线程上访问。

从 C++ 17 开始,auto 关键字不再是 C++ 存储类说明符,且 register 关键字被弃用。

C++杂项运算符

运算符描述
sizeofsizeof 运算符返回变量的大小。例如,sizeof(a) 将返回 4,其中 a 是整数。
Condition ? X : Y条件运算符。如果 Condition 为真 ? 则值为 X : 否则值为 Y。
,逗号运算符会顺序执行一系列运算。整个逗号表达式的值是以逗号分隔的列表中的最后一个表达式的值。
.(点)和 ->(箭头)成员运算符用于引用类、结构和共用体的成员。
点操作符的左操作数是对象,而箭头操作符是指针。
Cast强制转换运算符把一种数据类型转换为另一种数据类型。例如,int(2.2000) 将返回 2。
&指针运算符 & 返回变量的地址。例如 &a; 将给出变量的实际地址。
*指针运算符 * 指向一个变量。例如,*var; 将指向变量 var。

C++循环

while/for/do…while

break/continue/goto

C++函数

定义函数
C++ 中的函数定义的一般形式如下:

return_type function_name( parameter list )
{
   body of the function
}

函数声明

函数声明会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。

在函数声明中,参数的名称并不重要,只有参数的类型是必需的,因此下面两个都是有效的声明:

int max(int num1, int num2);
int max(int, int);

函数参数

如果函数要使用参数,则必须声明接受参数值的变量。这些变量称为函数的形式参数

形式参数就像函数内的其他局部变量,在进入函数时被创建,退出函数时被销毁。

当调用函数时,有三种向函数传递参数的方式:

调用类型描述
传值调用该方法把参数的实际值赋值给函数的形式参数。在这种情况下,修改函数内的形式参数对实际参数没有影响。
指针调用该方法把参数的地址赋值给形式参数。在函数内,该地址用于访问调用中要用到的实际参数。这意味着,修改形式参数会影响实际参数。
引用调用该方法把参数的引用赋值给形式参数。在函数内,该引用用于访问调用中要用到的实际参数。这意味着,修改形式参数会影响实际参数。

默认情况下,C++ 使用传值调用来传递参数。