第一章 C++入门基础 v1.0

第一部分 编译一个程序

一、Hello World

学习任何编程语言，第一步都是输出"Hello, World!"。先创建一个文件 main.cpp：

#include <iostream>

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

代码说明：

• #include <iostream>：引入输入输出流库，用于控制台输出
• int main()：程序的入口函数，程序从这里开始执行
• std::cout：标准输出流，用于在控制台打印内容
• std::endl：输出换行并刷新缓冲区
• return 0：程序正常退出

二、编译运行

C++是编译型语言，需要先编译成可执行文件才能运行。打开终端，执行以下命令：

g++ main.cpp -o hello
./hello

命令说明：

• g++：C++编译器（需要先安装GCC或MinGW）
• main.cpp：源文件
• -o hello：指定输出文件名为hello
• ./hello：运行生成的可执行文件

三、常用编译选项

g++ -std=c++17 -Wall -Wextra main.cpp -o hello

选项	说明
-std=c++17	指定C++标准版本（可选c++11、c++14、c++17、c++20）
-Wall	开启所有常见警告信息
-Wextra	开启额外警告信息
-o	指定输出文件名

注意：-std=c++17 只是示例，不同项目可能使用不同标准，具体以项目配置为准。

第二部分 数据类型

一、基本数据类型

C++中可以使用的常用数据类型：

类型	类型标识符	字节数	数值范围
整形	int	4	$-2^{31}$ ~ $2^{31}-1$
无符号整形	unsigned int	4	$0$ ~ $2^{32}-1$
短整型	short	2	$-2^{15}$ ~ $2^{15}-1$
长整型	long	4	$-2^{31}$ ~ $2^{31}-1$
字符型	char	1	$-2^7$ ~ $2^7-1$
无符号字符型	unsigned char	1	$0$ ~ $2^8-1$
单精度浮点数	float	4	$\pm 3.4\times {10}^{-38}$ ~ $\pm 3.4\times {10}^{38}$
双精度浮点数	double	8	$\pm 1.7\times {10}^{-308}$ ~ $\pm 1.7\times {10}^{308}$
布尔型	bool	1	true / false

不要把 int 一定是 4 字节、long 一定是 8 字节当成语言规则。它们的实际大小由平台和编译器决定，想确认时用 sizeof 看本机结果。

#include <iostream>

int main() {
    int age = 18;
    double price = 9.9;
    char grade = 'A';
    bool passed = true;

    std::cout << age << ' ' << price << ' ' << grade << ' ' << passed << '\n';
    std::cout << "int: " << sizeof(int) << " bytes\n";
}

二、常量与变量

1. 字符常量

字符常量：用单撇号括起来的一个字符。

字符串常量：用双撇号括起来的一串字符。系统会在字符串结尾自动加一个\0作为字符串结束标志。

char c;
c = 'a';   // 正确
c = "a";   // 错误，c只能容纳一个字符

2. 转义字符

字符形式	含义	ASCII代码
\n	换行	10
\t	水平制表(跳到下一个tab位置)	9
\b	退格	8
\r	回车	13
\0	空字符	0
\\	反斜杠本身	92

3. 常变量

在定义变量时加上 const，则变量值在程序运行期间不能改变：

const double pi = 3.1415926;

4. 变量命名规则

• 变量只能由数字、字母和下划线组成，且开头不能为数字
• 不能与关键字、系统函数名和类名相同

三、运算符

1. 自加(++)和自减(--)

int i = 3;
int j;

j = i++;  // j = 3，先赋值再加1
j = ++i;  // j = 5，先加1再赋值

2. 复合赋值运算符

复合赋值运算符	等价关系式	示例
+=	a = a + 3	a += 3
-=	a = a - 3	a -= 3
*=	x = x * (y+8)	x *= y+8
/=	x = x / 8	x /= 8
%=	x = x % 3	x %= 3

3. 三目运算符

int max = (a > b) ? a : b;

第三部分 输入输出

一、标准输入输出流

#include <iostream>

int main() {
    double radius = 0;
    std::cout << "radius: ";

    if (!(std::cin >> radius) || radius < 0) {
        std::cerr << "invalid radius\n";
        return 1;
    }

    constexpr double pi = 3.1415926;
    std::cout << "area: " << pi * radius * radius << '\n';
}

二、getline读取含空格的输入

cin 以空格和换行为间隔分割数据，如果一行有空格，需要用 getline：

string s;
getline(cin, s);  // 以换行为间隔分割数据

三、输出流

• cout：标准输出
• cerr：标准错误（非缓冲，立即输出）
• clog：标准日志（缓冲输出）

std::cout << "标准输出" << std::endl;
std::cerr << "错误输出" << std::endl;
std::clog << "日志输出" << std::endl;

四、格式化输出

需要包含 #include <iomanip>：

控制符	作用
setprecision(n)	设置实数精度为n位
setw(n)	设置字段宽度为n位
setfill(c)	设置填充字符c
setiosflags(ios::fixed)	浮点数以固定小数位数显示
setiosflags(ios::left)	输出数据左对齐
setiosflags(ios::right)	输出数据右对齐

cout << setiosflags(ios::fixed) << setprecision(8) << a;  // 浮点数精确到小数点后8位