第 1 章开始

1.1 一个简单的 C++ 程序

>> 概念：函数

函数的定义将包含 4 个部分：返回类型（return type）、函数名（function name）、一个括号包围的形参列表（parameter list）以及函数体（function body）。
一个程序将包含多个函数，其中 main 函数将会被系统主动调用来执行程序功能。

NOTE

main 函数的返回类型必须是 int，即整数类型

1.2 输入 & 输出

C++ 并未定义任何输入输出语句，但是其包含的全面的标准库提供了 IO 机制。

例如 iostream 库，其包含 istream 输入流与 ostream 输出流。

>> 概念：流

流就是一个字符序列，从 IO 设备读出或写入 IO 设备的，流（stream）想表达的意思是：随着时间的推移，字符是顺序生成或消耗的。

标准库中提供了 4 个输入输出对象：cin、cout、cerr 与 clog

通常使用 cerr 来输出警告信息，而 clog 来输出程序运行时的一般性信息。

1.2.1 向流写入数据

c++

#include <iostream>

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

从本质上理解，cout 作为一个 IO 对象，其后应该是一个表达式，而这个表达式用到了 << 输出运算符：<< 运算符接受两个对象，一个是左边的 ostream 对象，另一个是右边的待打印对象，并且返回左侧的 ostream 对象，<< 运算符从左到右依次执行，来依次打印每一个输出对象，直到最后剩下一个单独的 ostream 对象，因此，上述代码等价于：

c++

#include <iostream>

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

1.2.2 从流读取数据

c++

#include <iostream>
int a, b;
int main() {
    std::cout << "Enter two numbers：" << endl;
    std::cin >> a >> b;
    return 0;
}

cin 是另一个 IO 对象，用于接收 istream 输入流，同时我们用到了 >> 输入运算符，他从左侧接受一个 istream 对象，并存入右侧对象中。

1.3 注释

c++

#include <iostream>
int a, b;
int main() {
    std::cout << "Enter two numbers：" << endl;
    // 输出提示
    std::cin >> a >> b;
    /*输入参数*/
    return 0;
}

C++ 支持两种注释语句：// 行内注释 与 /**/ 跨行注释。

跨行注释不可嵌套。

NOTE

编译器会忽略注释，但是开发人员不会，并且会倾向于相信其正确性，所以请及时为你的程序加上或更新注释，记住：没有注释的程序已经够糟糕了，但错误 / 过时的注释比完全没有注释更糟糕！

1.4 命名空间

1.4.1 名字空间的定义

名字空间是 C++ 提供的一个用于防止命名冲突的机制。通过名字空间，可以将不同作用域中的同名实体（如变量、函数、类等）区分开来，避免不同库或模块中的相同名称互相冲突。

C++

namespace myNamespace {
int num = 42;
void display() { std::cout << "Hello from myNamespace!" << std::endl; }
} // namespace myNamespace

在这个例子中，num 变量和 display 函数都属于 myNamespace 命名空间。

1.4.2 使用名字空间中的成员

要使用某个名字空间中的变量或函数，可以通过作用域运算符:: 进行限定。

例子

cpp

std::cout << myNamespace::num << std::endl; // 输出：42
myNamespace::display(); // 输出：Hello from myNamespace!

1.4.3 `using` 声明

如果频繁使用某个名字空间中的单个成员，可以使用 using 声明，将特定名字空间中的成员引入当前作用域，以简化代码。

cpp

using myNamespace::num;
std::cout << num << std::endl; // 输出：42

使用 using 声明后，直接使用 num 即可，而不需要写 myNamespace::num。

1.4.4 `using` 指令

using namespace 指令可以将整个名字空间引入当前作用域，从而不需要再对每个成员使用限定符。不过，这样做可能会导致名字冲突。

cpp

using namespace myNamespace;
std::cout << num << std::endl; // 输出：42
display();                     // 输出：Hello from myNamespace!

1.4.5 标准库的名字空间

C++ 标准库中的所有内容都在 std 命名空间中。因此，在使用标准库的任何对象时，通常需要加上 std:: 前缀，例如 std::cout、std::string 等。

cpp

std::cout << "Hello, World!" << std::endl;
std::string str = "C++ Primer";

1.4.6 名字空间的嵌套

名字空间可以嵌套定义，从而形成分层的作用域结构。

cpp

cpp复制代码namespace outer {
    namespace inner {
    int value = 10;
    }
}
std::cout << outer::inner::value << std::endl; // 输出：10

1.5 控制流

1.5.1 条件语句

C++ 的条件语句包括 if、else if 和 else。

cpp

if (score > 90) {
    std::cout << "Excellent" << std::endl;
} else if (score > 75) {
    std::cout << "Good" << std::endl;
} else {
    std::cout << "Needs Improvement" << std::endl;
}

NOTE

避免过度嵌套的条件语句为了使代码更清晰易懂，尽量减少过度嵌套的条件语句。例如，如果可以提前返回或退出循环，尽量选择这种方式来避免不必要的嵌套。

1.5.2 switch 语句

switch 语句用于多分支条件选择，在需要根据某个表达式的不同值执行不同操作时非常有用。

cpp

switch (grade) {
case 'A':
    std::cout << "Excellent" << std::endl;
    break;
case 'B':
    std::cout << "Good" << std::endl;
    break;
case 'C':
    std::cout << "Pass" << std::endl;
    break;
default:
    std::cout << "Fail" << std::endl;
    break;
}

NOTE

别忘了使用 break，switch 语句中，别忘了在每个 case 后使用 break 语句。如果省略 break，控制流会继续执行后续的 case 代码，直到遇到 break 或 switch 语句结束。这种行为叫做贯穿，在某些情况下可能有用，但大多数情况下是不希望发生的。

1.5.3 循环结构

C++ 中有三种主要的循环结构：while、do-while 和 for 循环。

`while` 循环

cpp

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

`do-while` 循环

cpp

int i = 0;
do {
    std::cout << i << std::endl;
    ++i;
} while (i < 5);

`for` 循环

cpp

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

NOTE

选择合适的循环结构 while 循环在循环前先判断条件，而 do-while 循环则是先执行一次再判断条件。因此，当你需要确保循环体至少执行一次时，选择 do-while 循环。如果知道循环次数，for 循环通常更适合。(例外：一些 OI 题中会有多组测试数据，为了避免占用常用的循环变量 i，最大层循环通常使用 while(t--) 的形式完成）

1.5.4 break 和 continue

break 用于提前终止循环。
continue 用于跳过当前循环的剩余部分，直接进入下一次循环迭代。

cpp

for (int i = 0; i < 10; ++i) {
    if (i == 5)
        break; // 终止循环
    std::cout << i << std::endl;
}

for (int i = 0; i < 10; ++i) {
    if (i % 2 == 0)
        continue; // 跳过偶数
    std::cout << i << std::endl;
}

NOTE

避免滥用 break 和 continue ：虽然 break 和 continue 是非常实用的控制流工具，但通常只在少数部分为了简化代码出现，过度使用它们会让代码变得难以理解（并且这种需求通常可以选择其他控制流语句完成），特别是在嵌套循环或条件语句中。应谨慎使用这些语句，确保代码的可读性。

1.6 类简介

类是 C++ 支持面向对象编程的核心概念。通过类，程序员可以将数据与操作这些数据的方法打包在一起，从而实现更高层次的抽象和代码复用，很多标准库容器就是系统自带的类，C++ 还允许开发者创建和这些内置类型一样方便易用的类类型。

什么是类

类是 C++ 中的一种用户自定义类型，它可以封装数据成员（通常是变量）和成员函数（也称为方法）。
对象是类的实例，通过类创建对象 **，就像通过数据类型创建变量一样。

类允许程序员将数据和相关操作结合在一起，实现信息隐藏和模块化设计。

cpp

class Sales_item {
  public:
    double avg_price() const;
    // 成员函数声明
  private:
    std::string isbn;        // 数据成员：书号
    unsigned units_sold = 0; // 数据成员：销售数量
    double revenue = 0.0;    // 数据成员：收入
};

public：对外公开的成员，类的用户可以直接访问。
private：私有成员，外部用户无法直接访问，只能通过类的成员函数操作。

定义成员函数

在类的声明中，成员函数只是声明，可以在类外实现。

cpp

double Sales_item::avg_price() const {
    return (units_sold == 0) ? 0 : revenue / units_sold;
}

Sales_item:: 指明 avg_price 是 Sales_item 类的成员函数。
const 表明函数不会修改成员变量的值。

NOTE

封装是面向对象编程的重要特性，封装允许类的设计者隐藏内部实现细节，用户只能通过类的接口与对象交互。这种方式有助于减少复杂性和避免意外错误。

使用类的对象

创建类的对象与创建内置类型的变量类似，使用类定义的对象可以调用其公有成员函数。

第 1 章 开始 ​

1.1 一个简单的 C++ 程序 ​

>> 概念：函数 ​

1.2 输入 & 输出 ​

>> 概念：流 ​

1.2.1 向流写入数据 ​

1.2.2 从流读取数据 ​

1.3 注释 ​

1.4 命名空间 ​

1.4.1 名字空间的定义 ​

1.4.2 使用名字空间中的成员 ​

例子 ​

1.4.3 using 声明 ​

1.4.4 using 指令 ​

1.4.5 标准库的名字空间 ​

1.4.6 名字空间的嵌套 ​

1.5 控制流 ​

1.5.1 条件语句 ​

1.5.2 switch 语句 ​

1.5.3 循环结构 ​

while 循环 ​

do-while 循环 ​

for 循环 ​

1.5.4 break 和 continue ​

1.6 类简介 ​

什么是类 ​

定义成员函数 ​

使用类的对象 ​

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1.2.2 从流读取数据

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1.4 命名空间

1.4.1 名字空间的定义

1.4.2 使用名字空间中的成员

例子

1.4.3 `using` 声明

1.4.4 `using` 指令

1.4.5 标准库的名字空间

1.4.6 名字空间的嵌套

1.5 控制流

1.5.1 条件语句

1.5.2 switch 语句

1.5.3 循环结构

`while` 循环

`do-while` 循环

`for` 循环

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什么是类

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使用类的对象