【C++编程启蒙】第一章 顺序结构

第1课 计算机设计语言

一、计算机设计语言的出现

1. 自然语言

人与人沟通的语言

2. 机器语言

人与机器沟通的语言：0/1二进制形式

如：十进制333 的 二进制形式 为 101001101

（计算机 理解十进制比较困难，理解二进制比较容易）

（人脑 理解十进制比较容易，理解二进制比较困难）

3. 汇编语言

人与机器沟通的语言：英文助记码形式

如：移动用MOV表示，减法用SUB表示

(人脑 理解和记忆助记码 要花一点时间）

4. 高级语言

人与机器沟通的语言：十分接近数学与自然语言

如：a与b的和作为c的值，表示为： c=a+b

如：若a=1，则b=2，表示为：if (a==1) b=2;

（人脑 能直观快速地理解）

二、高级语言与集成开发环境

1. 高级语言的种类

常用的高级语言有C/C++、C#、Python、Java等，我们主要学习C/C++，是 绝大多数人学习编程的入门语言。

C/C++的一大特点是 实用性，意味着我们的课程会有 大量的动手实践内容，让大家大量地练习、写代码。

2. 集成开发环境

“集成开发环境”简单理解，就是我们写和运行代码的地方。我们学习C/C++主要使用的软件是DEV-C++。

第2课 第一个C++程序

小知识：世界上第一位程序员是——艾达·洛芙莱斯。

一、程序的四要素

1. 引入头文件

#include<bits/stdc++.h>

• 里面包含了各种事先定义好的，并且非常有用的函数和类（作用类似于现实中的工具箱）

2. 使用标准命名空间

using namespace std;

• 用来告诉编译器使用标准名字空间（作用是区分不同库中名称相同的函数、类或变量）

3. 定义主函数

int main():{}

• 程序的主体（主要在这里写代码）

4. 程序终止

return 0;

• 表示程序结束，并向操作系统的调用进程返回0值（告诉电脑程序在这里结束）

补充：

// 这是一行注释

• 单行注释：“//”用来解释说明，后面的内容不会被执行

二、识读编译错误提示

参考书本P6

第3课 输出类cout

功能：输出信息到计算机屏幕上。

一、cout语句的格式

cout<<表达式<<表达式<<表达式……;

作用：把表达式的内容一项接一项地输出到屏幕上。

例子：

cout<<"1234*5678="<<1234*5678;

1. C/C++中，每一个语句的末尾都需要有分号“;”，表示语句的结束；
2. 被双引号""包围的内容，会被原原本本地输出，没有双引号的内容，会被计算后输出；
3. 在DEV-C++中写完代码后，按F11运行一下，查看结果。

二、双引号 与 换行

1. 双引号的作用

• 在语文里，我们用双引号来表示一段话，在C/C++中是类似的：
  • 被双引号""包围的内容：会被改变颜色，并被原原本本的输出（语文的规则）
  • 没有被双引号""包围的内容：会被计算后输出（数学的规则）

2. 如何在输出时换行

使用endl，即end line的缩写。输出endl后，即可实现换行。

cout<<"1234*5678="<<endl<<1234*5678;

第4课 整型变量int

一、什么是整型

整型 类似数学中的“整数”，包括正整数、负整数和0 。

在C/C++里，我们管“整数”叫“整型”，即“整数类型”的意思。英文是“integer”，程序里我们简写为“int”。

二、什么是变量

变量 类似数学中的“未知数”，表示一个会变化的量。

在C/C++里，我们还要说明这是一个什么类型的未知数，这个过程叫 定义变量。

三、如何定义变量

int x=0;

这一行代码表示：设一个变量，叫x，是整型，初始值为0。

这个过程叫“定义变量”，也就是要回答三个问题：

1. 变量是什么类型？
2. 变量叫什么？
3. 变量初始值是多少？

我们也可以同时定义多个变量：

int a=1, b=2, c=3;

变量必须先定义，后使用

四、变量的命名规则

1. 标识符（变量名）只能由字母（包含下划线“_”）开头
2. 后面的字符可以是字母或数字

以下定义都是合法的：

int a, _b, c0;

五、为什么要赋予变量初值

1. 变量被放在内存中

内存：计算机的重要部件之一，用来暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。

内存 起到 草稿纸的作用，以计算1234*5678为例：

1. 我们把要计算的数字抄写到草稿纸上（相当于 数据从硬盘转移到内存）
2. 我们把每一位数字拿到脑子里进行运算（相当于 数据从内存转移到中央处理器里进行运算）
3. 计算后，我们把脑子的数据写到草稿纸上（相当于 数据从中央处理器转移到内存）

变量被暂时写在内存里，就好像未知数被暂时写在草稿纸上。

2. 变量不赋予初值直接使用会发生什么

变量不赋予初值直接使用，就好像在一张草稿纸上随便画一个圈作为未知数，圈到的东西，可能是0也可能是任意的一个数字，这种行为是不可控的、危险的。

变量在被使用前，需要被赋值过

六、如何赋值

在C/C++中，我们使用 赋值语句 进行赋值，其形式很简洁：

int a;
a=1;

需要注意的几个点：

1. 赋值的方向是把右边的值赋给左边的变量，右边的值本身不变，左边的值被改变；
2. 在C/C++中，“=”表示赋值操作，不表示“等于”判断；
3. C/C++的每个语句末尾，都需要分号“;”来表示语句结束。

七、如何交换变量的值

我们有三个瓶子，分别叫它们A、B、C，A瓶里装的是油，B瓶里装的是水，C瓶是空瓶子。

现在我们要把A和B瓶里的东西交换，该怎么做？

我们能直接把B瓶里的东西倒入A瓶吗？

答案是：不行，那样就混合了。

正确的方法是：

1. A瓶的水倒入C瓶（C瓶水，A瓶空）；
   • C瓶暂时存放A瓶的内容物，让A瓶空出来
2. B瓶的油倒入A瓶（A瓶油，B瓶空）；
   • A瓶存放B瓶的内容物，让B瓶空出来
3. C瓶的水倒入B瓶（B瓶水，C瓶空）；
   • B瓶存放C瓶的内容物，实现AB瓶内容物交换

int a=0, b=1, c;
// 尝试交换a、b的值
c=a;
a=b;
b=c;
// 实现交换a、b的值

第5课 输入类cin

功能：从键盘读入信息到计算机。

一、cin语句的格式

cin>>变量1>>变量2>>变量3……;

1. 注意流运算符的方向；
2. 变量在语句中间时，可以把语句分开，先输出前半部分，再输出变量，最后输出后半部分；

第6课 加法、减法和乘法

小知识：世界上第一台通用计算机“ENIAC”诞生于1946年2月14日美国宾夕法尼亚大学，其被用来计算炮弹弹道，每秒可处理5000次加法运算。

一、计算符号

• 加：+
• 减：-
• 乘：*
• 除：/
• 模：%

第7课 浮点类型

一、实型

实型，即实数类型，又称浮点型，表示有小数部分和整数部分的数字。

C++支持三种实型：

• 单精度实型 float
• 双精度实型 double
• 长双精度实型 long double

在空间允许的情况下，通常不使用float，直接使用double以提高精度。

二、保留小数

如果直接使用 cout<< 进行浮点数的输出，C++默认的流输出数值有效位是6位，我们可以使用setprecision()来改变有效位个数。

1. 保留3位数

cout<<setprecision(3)<<3.1415926;

2. 保留3位小数

cout<<fixed<<setprecision(3)<<3.1415926;

三、常量

常量，类似数学中的常数，表示一个固定的量，其语法格式为：

const double PI=3.14;

第8课 求商、求余和除法

一、除法运算符/（求商）

1. 整型与整型 相除

整型与整型 的商，还是整型

10 / 4 = 2

2. 整型与实型、实型与实型 相除

整型与实型、实型与实型 的商，是实型（实型的传染性）

10.0 / 4 = 2.5
10 / 4.0 = 2.5

二、模运算符%（求余）

只有 整型和整型 之间可以进行模运算

5 % 3 = 2

整型和实型、实型和实型 之间不存在模运算

第9课 字符类型char

一、什么是字符类型

1：数字
'1'：字符
"1"：字符串

单引号将单个字符括起来表示一个字符常量，如'a'、'A'、'0'。

二、如何定义字符类型变量

char c='7';
char d=55;

三、ASCII码表

书P28

字符可以和数字序号一一对应，如：

• 序号97 对应 字符'a'
• 字符'A' 对应 序号65

四、字符类型 进行 算术计算

char c='a';
c=c-32;
cout<<c; // 此时c的值是'A'

第10课 赋值运算符

一、自动类型转换

1. 赋值给int时的自动类型转换

int x=3.14; // 效果是x=3
int y='a'; // 效果是y=97

2. 赋值给char时的自动类型转换

char c=97; // 效果是c='a'

二、嵌套使用赋值

int a, b, c;
a=b=c=5;
// 实际效果是a=(b=(c=5))

三、复合算术赋值

int n=100;
n+=1;  // 即 n=n+1;
n-=2;  // 即 n=n-2;
n*=3;  // 即 n=n*3;
n/=4;  // 即 n=n/4;
n%=5;  // 即 n=n%5;

第11课 特殊运算符

一、小括号运算符

小括号括起来的东西，优先级最高，最先算

(3-4)*5

二、逗号运算符

从左到右依次执行

表达式1, 表达式2, 表达式3;
// 顺序执行表达式1~3

第12课 标准数据类型范围及转换

一、内存与存储单元

内存：暂时存放数据供调用的地方，类似于“草稿纸”的作用。

存储单元：从小到大有B、KB、MB、GB、TB，之间的关系都是1024倍。

二、众多数据类型

见书P39

短整型<整型=长整型<超长整形

单精度实型<双精度实型<长双精度实型

三、整型的溢出

整型int的最大值：2147483647

超过最大值会变为负数（我们管它叫“溢出”），并且不报错，因此要注意数据的大小是否可能超过最大值

四、混合运算时的类型转换规则

见书P40

1. 纵向箭头表示必然会进行的转换。

   • 如 float 必然先转换为 double ，然后运算；
   • 如 char 和 short 必然先转换为 int ，然后运算；

2. 横向箭头表示当运算对象为不同类型数据时的转换方向。

   • 如 int 与 double 进行运算， int 必然转换为 double ，然后运算；
   • 如 int 与 unsigned 进行运算，int 必然转换为 unsigned ，然后运算；

第13课 printf和scanf函数

一、格式化输入函数scanf

格式：scanf(格式控制符, 地址列表);

说明：

1. 格式控制符控制输入数据的格式（要用双引号括起来）；
2. 地址列表中给出各变量的地址，输入项和格式要一一对应；

格式符见书P44

int a;
double b;

cin>>a>>b;
scanf("%d %lf", &a, &b);
// 效果是一样的

二、格式化输出函数printf

格式：printf(格式控制符, 输出列表);

说明：

1. 格式控制符控制输出数据的格式（要用双引号括起来）；
2. 输出列表中给出需要输出的数据，输出项和格式要一一对应；

int a=1;
double b=1.0;

cout<<a<<" "<<b;
printf("%d %lf", a, b);
// 效果是一样的

控制数据小数位数

double pi=3.1415926;

cout<<fixed<<setprecision(6)<<pi;
printf("%.6lf", pi);
// 效果是一样的

控制数据宽度

int a=123;
cout<<setw(5)<<a;
// 使用setw(n)来控制输出数据的宽度为n，默认不足的在左边补空格

int a=123;
cout<<setfill('0')<<setw(5)<<a;
// 设置不足的在左边补0

第14课 四舍六入五留双

用printf函数输出保留小数点位数的实型数据时，用的是四舍六入五留双的原则，而不是四舍五入的原则。