C++学习笔记基础篇

1 C++初识

1.1 注释

单行注释：// 描述信息
- 通常放在一行代码的上方，或者一条语句的末尾，对该行代码说明
多行注释： /* 描述信息 */
- 通常放在一段代码的上方，对该段代码做整体说明

1.2 变量

语法：数据类型变量名 = 初始值;

通过变量名来代表一段内存区间

静态变量：
定义时用static 前缀修饰

生命周期：

静态变量在程序运行开始时被分配内存，并在整个程序运行期间一直存在，直到程序结束
与局部变量不同，静态变量不会在函数的调用结束后被销毁，而是保持其值直到程序结束

作用域：

如果在函数内部定义，静态变量的作用域仅限于该函数，但它的值不会在函数调用后销毁，并一直保留至下次调用
如果在函数外部定义，静态变量的作用域仅限于定义它的文件

初始化：
静态变量在初始化时只会被初始化一次，如果没有显式初始化，静态变量会被初始化为零

1.3 常量

#define 宏常量： #define 常量名常量值
通常在文件上方定义，表示一个常量
const修饰的变量 const 数据类型常量名 = 常量值
通常在变量定义前加关键字const，修饰该变量为常量

1.4 关键字

asm	do	if	return	typedef
auto	double	inline	short	typeid
bool	dynamic_cast	int	signed	typename
break	else	long	sizeof	union
case	enum	mutable	static	unsigned
catch	explicit	namespace	static_cast	using
char	export	new	struct	virtual
class	extern	operator	switch	void
const	false	private	template	volatile
const_cast	float	protected	this	wchar_t
continue	for	public	throw	while
default	friend	register	true
delete	goto	reinterpret_cast	try

2 数据类型

2.1 整型

数据类型	占用空间	取值范围
short(短整型)	2字节	(-2^15 ~ 2^15-1)
int(整型)	4字节	(-2^31 ~ 2^31-1)
long(长整形)	Windows为4字节，Linux为4字节(32位)，8字节(64位)	(-2^31 ~ 2^31-1)
long long(长长整形)	8字节	(-2^63 ~ 2^63-1)

2.2 sizeof 关键字

**作用：**利用sizeof关键字可以统计数据类型所占内存大小

语法： sizeof( 数据类型 / 变量)

2.3 浮点型

数据类型	占用空间	有效数字范围
float	4字节	7位有效数字
double	8字节	15～16位有效数字

示例：

int main() {

	float f1 = 3.14f;  // 默认情况认为小数是double，除非加f，避免隐式转换
	double d1 = 3.14;
	
    cout << d1<< endl;  // 默认输出只包含6位有效数字
	cout << "float  sizeof = " << sizeof(f1) << endl;
	cout << "double sizeof = " << sizeof(d1) << endl;

	//科学计数法
	float f2 = 3e2; // 3 * 10 ^ 2 
	cout << "f2 = " << f2 << endl;

	float f3 = 3e-2;  // 3 * 0.1 ^ 2
	cout << "f3 = " << f3 << endl;

	return 0;
}

2.4 字符型

作用：字符型变量用于显示单个字符

语法：char ch = 'a';

注意使用的是单引号
C++中字符型变量只占用1个字节。
字符型变量并不是把字符本身放到内存中存储，而是将对应的ASCII编码放入到存储单元

示例：

int main() {
	
	char ch = 'a';
	cout << (int)ch << endl;  // 查看字符a对应的ASCII码
	ch = 97; // 可以直接用ASCII给字符型变量赋值
	cout << ch << endl;

	return 0;
}

ASCII码表格：

ASCII值	控制字符	ASCII值	字符	ASCII值	字符	ASCII值	字符
0	NUT	32	(space)	64	@	96	、
1	SOH	33	!	65	A	97	a
2	STX	34	"	66	B	98	b
3	ETX	35	#	67	C	99	c
4	EOT	36	$	68	D	100	d
5	ENQ	37	%	69	E	101	e
6	ACK	38	&	70	F	102	f
7	BEL	39	,	71	G	103	g
8	BS	40	(	72	H	104	h
9	HT	41	)	73	I	105	i
10	LF	42	*	74	J	106	j
11	VT	43	+	75	K	107	k
12	FF	44	,	76	L	108	l
13	CR	45	-	77	M	109	m
14	SO	46	.	78	N	110	n
15	SI	47	/	79	O	111	o
16	DLE	48	0	80	P	112	p
17	DCI	49	1	81	Q	113	q
18	DC2	50	2	82	R	114	r
19	DC3	51	3	83	S	115	s
20	DC4	52	4	84	T	116	t
21	NAK	53	5	85	U	117	u
22	SYN	54	6	86	V	118	v
23	TB	55	7	87	W	119	w
24	CAN	56	8	88	X	120	x
25	EM	57	9	89	Y	121	y
26	SUB	58	:	90	Z	122	z
27	ESC	59	;	91	[	123	{
28	FS	60	<	92	/	124	\|
29	GS	61	=	93	]	125	}
30	RS	62	>	94	^	126	`
31	US	63	?	95	_	127	DEL

ASCII 码大致由以下两部分组成：

ASCII 非打印控制字符： ASCII 表上的数字 0-31 分配给了控制字符，用于控制像打印机等一些外围设备。
ASCII 打印字符：数字 32-126 分配给了能在键盘上找到的字符，当查看或打印文档时就会出现。

2.5 转义字符

转义字符	含义	ASCII码值（十进制）
\a	警报	007
\b	退格(BS) ，将当前位置移到前一列	008
\f	换页(FF)，将当前位置移到下页开头	012
\n	换行(LF) ，将当前位置移到下一行开头	010
\r	回车(CR) ，将当前位置移到本行开头	013
\t	水平制表(HT) （跳到下一个TAB位置）	009
\v	垂直制表(VT)	011
\\	代表一个反斜线字符""	092
'	代表一个单引号（撇号）字符	039
"	代表一个双引号字符	034
?	代表一个问号	063
\0	数字0	000
\ddd	8进制转义字符，d范围0~7	3位8进制
\xhh	16进制转义字符，h范围0~9，a~f，A~F	3位16进制

2.6 字符串型

C风格字符串： char 变量名[] = "字符串值"

注意：C风格的字符串要用双引号括起来

C++风格字符串： string 变量名 = "字符串值"

注意：C++风格字符串，需要加入头文件#include <string>

2.7 布尔类型 bool

bool类型只有两个值：

true ( 本质是1）
false (本质是0）

bool类型占1个字节大小

int main() {

	bool flag = true;
	cout << flag << endl; // 1
	flag = false;
	cout << flag << endl; // 0
	
	return 0;
}

所有非0的值都代表true

2.8 数据的输入

语法： cin >> 变量

注意必须提前定义接受输入的变量

3 运算符

3.1 算术运算符

运算符	术语	示例	结果
+	正号	+3	3
-	负号	-3	-3
+	加	10 + 5	15
-	减	10 - 5	5
*	乘	10 * 5	50
/	除	10 / 5	2
%	取模	10 % 3	1
++	前置递增	a=2; b=++a;	a=3; b=3;
++	后置递增	a=2; b=a++;	a=3; b=2;
–	前置递减	a=2; b=–a;	a=1; b=1;
–	后置递减	a=2; b=a–;	a=1; b=2;

两个整数相除结果依然是整数
只有整型变量可以进行取模运算
a++等价于a = a + 1
前置递增先对变量进行++，再计算表达式，后置递增相反

3.2 赋值运算符

运算符	术语	示例	结果
=	赋值	a=2; b=3;	a=2; b=3;
+=	加等于	a=0; a+=2;	a=2;
-=	减等于	a=5; a-=3;	a=2;
*=	乘等于	a=2; a*=2;	a=4;
/=	除等于	a=4; a/=2;	a=2;
%=	模等于	a=3; a%2;	a=1;

3.3 比较运算符

运算符	术语	示例	结果
==	相等于	4 == 3	0
!=	不等于	4 != 3	1
<	小于	4 < 3	0
>	大于	4 > 3	1
<=	小于等于	4 <= 3	0
>=	大于等于	4 >= 1	1

3.4 逻辑运算符

运算符	术语	示例	结果
!	非	!a	如果a为假，则!a为真；如果a为真，则!a为假。
&&	与	a && b	如果a和b都为真，则结果为真，否则为假。
\|\|	或	a \|\| b	如果a和b有一个为真，则结果为真，二者都为假时，结果为假。

4 程序流程结构

4.1 选择结构

4.1.1 if 语句

语法：

if(条件1)
{
	条件1满足执行的语句
}
else if(条件2)
{
	条件2满足执行的语句
}

...

else{
	都不满足执行的语句
}

4.1.2 三目运算符

语法：表达式1 ? 表达式2 ：表达式3

解释：
如果表达式1的值为真，执行表达式2，并返回表达式2的结果；
如果表达式1的值为假，执行表达式3，并返回表达式3的结果。

示例：

int main() {

	int a = 10;
	int b = 20;
	int c = 0;

	c = a > b ? a : b;
	cout << "c = " << c << endl;
	
	// 在三目运算符中执行多个语句，可以使用逗号分隔
	
	int max = (a > b) ? (cout << "a 较大", a) : (cout << "b 较大", b);
	cout << "max = " << max << endl;
	
	// C++中三目运算符返回的是变量,可以继续赋值
	
	(a > b ? a : b) = 100;
	cout << "a = " << a << endl;  // 100
	
	return 0;
}

4.1.3 switch语句

语法：

switch(表达式)
{
	case 结果1:
		执行语句;
		break;

	case 结果2:
		执行语句;
		break;

	...

	default:
		执行语句;
		break;	
}

switch语句中表达式类型只能是整型或者字符型
case里如果没有break，程序会直接进入下一个 case 的执行语句，即使下一个 case 的条件并不匹配。这种行为称为 “贯穿”（fall-through）

贯穿行为可以用于实现特定的逻辑（如多个 case 共享代码），但通常需要谨慎使用。

int main() {
    int x = 2;

    switch (x) {
        case 1:
        	// fallthrough
        case 2:
        	// fallthrough
        case 3:
            cout << "x 是 1、2 或 3" << endl;
            break;
        default:
            cout << "x 不是 1、2 或 3" << endl;
    }

    cout << "switch 语句结束" << endl;

    return 0;
}

4.2 循环结构

4.2.1 while循环语句

语法：

while(循环条件)
{
	循环语句
}

4.2.2 do…while循环语句

语法：

1
2
3

do{
	循环语句;
}while(循环条件);

先执行一遍再判断循环条件

4.2.3 for循环语句

语法：

for(起始表达式;条件表达式;末尾循环体) 
{
	循环语句; 
}

示例：

int main() {

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		cout << i << endl;
	}
	
	return 0;
}

for循环与while一样先判断循环条件再执行

4.3 跳转语句

4.3.1 break 语句

作用: 用于跳出switch选择/循环

4.3.2 continue 语句

**作用：**在循环中，跳过本次循环中剩下的语句，直接进入下一次循环

4.3.3 goto 语句

**作用：**可以无条件跳转到标记的语句

语法： goto 标记;

示例：

int main() {

	cout << "1" << endl;

	goto FLAG;

	cout << "2" << endl;

	FLAG:
	cout << "3" << endl;
	
	return 0;
}

在程序中应避免使用goto语句，以免造成程序流程混乱
在非常复杂的嵌套循环中，goto语句可以用于跳出多层循环
标签本身不会影响程序的运行顺序，它只是为goto提供一个跳转目标
标签的作用范围是函数内部，不能跨函数跳转

5 数组

数组中的每个数据元素都是相同的数据类型，数组是由连续的内存位置组成的

5.1 一维数组

一维数组定义的三种方式：

数据类型数组名[ 数组长度 ];
数据类型数组名[ 数组长度 ] = { 值1，值2 ...};
数据类型数组名[ ] = { 值1，值2 ...};

数组在定义时就分配了相应的内存空间，因此数组长度不能修改
第二种定义方式中给的值的数量不足数组长度会自动用0补全
直接打印数组名，可以查看数组所占内存的首地址

示例：

int main() {

	//1、可以获取整个数组占用内存空间大小
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };

	cout << "整个数组所占内存空间为： " << sizeof(arr) << endl;
	cout << "每个元素所占内存空间为： " << sizeof(arr[0]) << endl;
	cout << "数组的元素个数为： " << sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) << endl;

	//2、可以通过数组名获取到数组首地址
	cout << "数组首地址为： " << (int)arr << endl;
	cout << "数组中第一个元素地址为： " << (int)&arr[0] << endl;
	cout << "数组中第二个元素地址为： " << (int)&arr[1] << endl;
    
	return 0;
}

&是取地址运算符，用于获取变量或数组元素的内存地址

5.3 二维数组

二维数组定义的四种方式：

数据类型数组名[ 行数 ][ 列数 ];
数据类型数组名[ 行数 ][ 列数 ] = { {数据1，数据2 } ，{数据3，数据4 } };
数据类型数组名[ 行数 ][ 列数 ] = { 数据1，数据2，数据3，数据4};
数据类型数组名[ ][ 列数 ] = { 数据1，数据2，数据3，数据4};

总结：在定义二维数组时，如果初始化了数据，可以省略行数
直接打印数组名，可以查看数组所占内存的首地址，与一维数组同理

6 函数

6.1 函数的定义

语法：

返回值类型 函数名 (参数列表)
{

       函数体语句

       return表达式

}

若无需返回值，则返回类型填void

6.2 函数的声明

作用： 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

函数的声明可以多次，但是函数的定义只能有一次

示例：

//声明
int max(int a, int b);

int main() {

	int a = 100;
	int b = 200;

	cout << max(a, b) << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

//提前声明了就可以后置定义
int max(int a, int b)
{
	return a > b ? a : b;
}

6.3 函数的分文件编写

创建后缀名为.h的头文件
创建后缀名为.cpp的源文件
在头文件中写函数的声明
在源文件中写函数的定义

示例：

//swap.h文件
#include<iostream>
using namespace std;

//实现两个数字交换的函数声明
void swap(int a, int b);

//swap.cpp文件
#include "swap.h"

void swap(int a, int b)
{
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;

	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;
}

//main函数文件
#include "swap.h"
int main() {

	int a = 100;
	int b = 200;
	swap(a, b);

	system("pause");

	return 0;
}

6.4 函数默认参数

如果某个位置参数有默认值，那么从这个位置开始往右都必须都要有默认值
函数声明和定义分开始，只能有一处有默认值

6.5 函数占位参数

函数的形参列表里可以有占位参数，用来做占位，调用函数时必须填补该位置

示例：

//函数占位参数 ，占位参数也可以有默认参数
void func(int a, int) {
	cout << "this is func" << endl;
}

int main() {

	func(10,10); //占位参数必须填补

	system("pause");

	return 0;
}

6.6 函数重载

在c++中函数名可以相同，来提高复用性

函数重载满足条件：

同一个作用域下
函数名称相同
函数参数类型不同 / 个数不同 / 顺序不同

示例：

void func()
{
	cout << "func 的调用！" << endl;
}
void func(int a)
{
	cout << "func (int a) 的调用！" << endl;
}
void func(double a)
{
	cout << "func (double a)的调用！" << endl;
}
void func(int a ,double b)
{
	cout << "func (int a ,double b) 的调用！" << endl;
}

int main() {

	func();			// func 的调用！
	func(10);		// func (int a) 的调用！
	func(3.14);		// func (double a)的调用！
	func(10,3.14);	// func (int a ,double b) 的调用！

	return 0;
}

当引用作为重载条件时，可以通过const区分

void func(int &a)
{
	cout << "func (int &a) 调用 " << endl;
}

void func(const int &a)
{
	cout << "func (const int &a) 调用 " << endl;
}

int main() {
	
	int a = 10;
	func(a);	//调用无const，此时函数里的引用绑定变量a
	func(10);	//调用有const，此时函数里的引用绑定字面值10

	return 0;
}

7 指针

7.1 指针的基本概念

指针的作用： 指针保存内存地址，通过指针直接访问操作内存

内存编号是从0开始记录的，一般用十六进制数字表示

7.2 指针变量的定义和使用

定义语法：数据类型* 指针变量名;

示例：

int main() {

	int a = 10; //定义整型变量a

	//1、指针的定义	
	int* p;

	//2、指针变量赋值（指向变量a的地址）
	p = &a;
	cout << &a << endl; 
	cout << p << endl;

	//3、解引用（指针前加*代表指针对应内存中存的数据）
	cout << "*p = " << *p << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

7.3 指针所占内存空间

指针也是一种数据类型，可以用sizeof()统计占用内存大小

示例：

int main() {

	int a = 10;
	int* p = &a;

	cout << *p << endl;
	cout << sizeof(p) << endl;
	cout << sizeof(char*) << endl;
	cout << sizeof(float*) << endl;
	cout << sizeof(double*) << endl;

	return 0;
}

所有指针类型在32位操作系统下是4个字节，在64位操作系统下位8个字节

7.4 空指针和野指针

**空指针：**指针变量指向内存中编号为0的空间
**用途：**初始化指针变量

空指针指向的内存是不可以访问的，内存编号0 ~255为系统占用内存，不允许用户访问

示例

int main() {

	//指针变量p指向内存地址编号为0的空间
	int * p = NULL;

	//访问空指针报错 
	cout << *p << endl;

	return 0;
}

**野指针：**指针变量指向非法的内存空间

即不能随便访问一个没有申请的内存空间

7.5 const修饰指针

const修饰指针有三种情况

const修饰指针 — 常量指针
const修饰常量 — 指针常量
const即修饰指针，又修饰常量

示例：

int main() {

	int a = 10;
	int b = 10;

	//const修饰的是指针，指针指向可以改，不可以通过指针更改指针指向的值
	const int* p1 = &a; 
	p1 = &b; //正确
	//*p1 = 100;  报错
	

	//const修饰的是常量，指针指向不可以改，指可以通过指针更改针指向的值
	int* const p2 = &a;
	*p2 = 100; //正确
	//p2 = &b; //错误

    //const既修饰指针又修饰常量
	const int* const p3 = &a;
	//p3 = &b; //错误
	//*p3 = 100; //错误
          
	return 0;
}

7.6 指针和数组

示例：

int main() {

	int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int* p = arr;
	
	cout << "第一个元素： " << arr[0] << endl;
	cout << "指针访问第一个元素： " << *p << endl;

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		cout << *p << endl;
		p++;  // 即让p向后偏移一个单位长度（int则偏移4个字节）
	}

	return 0;
}

7.7 指针和函数

如果不想修改实参，就用值传递，如果想修改实参，就用地址传递
传指针可以以用于传递大型对象，避免拷贝开销

8 结构体

结构体是一种自定义的数据类型

8.1 结构体定义和使用

定义语法：struct 结构体名 { 结构体成员列表 }；

示例：

//结构体定义
struct student
{
	string name;
	int age;
	int score;
}stu3; //结构体变量创建方式3，在定义的时候顺便创造实例


int main() {

	//结构体变量创建方式1
	struct student stu1; //struct 关键字可以省略

	stu1.name = "樱岛麻衣";
	stu1.age = 17;
	stu1.score = 100;
	cout << "姓名：" << stu1.name << " 年龄：" << stu1.age  << " 分数：" << stu1.score << endl;

	//结构体变量创建方式2，struct 关键字可以省略
	struct student stu2 = { "后藤一里",15,90 };
	cout << "姓名：" << stu2.name << " 年龄：" << stu2.age  << " 分数：" << stu2.score << endl;


	stu3.name = "御坂美琴";
	stu3.age = 14;
	stu3.score = 80;
	cout << "姓名：" << stu3.name << " 年龄：" << stu3.age  << " 分数：" << stu3.score << endl;

	return 0;
}

8.2 结构体数组

用数组包括多个结构体实例

示例：

// 创建一个包含三个结构体实例的数组，struct 关键字可以省略
struct student arr[3]=
{
    {"樱岛麻衣",17,100 },
    {"后藤一里",15,90 },
    {"御坂美琴",14,80 }
};

// 读取每一个的值
for (int i = 0; i < 3; i++)
{
    cout << "姓名：" << arr[i].name << " 年龄：" << arr[i].age << " 分数：" << arr[i].score << endl;
}

8.3 结构体指针

利用操作符 -> 可以通过结构体指针访问结构体属性

示例：

struct student stu = { "樱岛麻衣",17,100, };

struct student* p = &stu;

p->score = 90; //指针通过 -> 操作符可以访问成员
cout << "姓名：" << p->name << " 年龄：" << p->age << " 分数：" << p->score << endl;

8.4 结构体嵌套结构体

结构体中的成员可以是另一个结构体

8.5 结构体中 const使用场景

结构体在实例化的时候加const防止误修改

学习笔记

#C++

C++学习笔记基础篇

https://blog.giraffish.me/post/6befaffc/

作者

卖柠檬雪糕的鱼

发布于

2025年1月10日

更新于

2025年5月31日

许可协议

C++学习笔记中级篇上一篇

win11安装Docker并使用阿里云镜像下一篇