C++基础学习一（基础之基础）

开篇：做了这么多年的软件，第一次使用博客的方式记录学习过程，之前都是笔记本（都有一摞了），因为之前一直从事的都是.NET的开发工作，对C++知之甚少，但一直想了解C++这门鼻祖级的语言，现在终于下定决心、腾出时间，系统的学习一下，因为有了丰富的编程经验，所以不再记录安装编程环境之类的事项直接进行编程语言的学习，当然开发环境还是选用一直在使用并非常熟悉及熟练的visual studio，我现在用的是visual studio 2017，那就用visual studio 2017作为编程工具开始学习C++。

下面就开始学习吧，首先前年不变的Hello World

#include <iostream>
using namespace std;
// main() 是程序开始执行的地方
int main()
{
　　cout << "Hello World"; // 输出 Hello World
　　return 0;
}

在 C++ 中，分号是语句结束符。也就是说，每个语句必须以分号结束。它表明一个逻辑实体的结束。

C++ 关键字

下表列出了 C++ 中的保留字。这些保留字不能作为常量名、变量名或其他标识符名称。

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

C++ 如何注释

程序的注释是解释性语句，您可以在 C++ 代码中包含注释，这将提高源代码的可读性。所有的编程语言都允许某种形式的注释。

C++ 支持单行注释和多行注释。注释中的所有字符会被 C++ 编译器忽略。

C++ 注释以 /* 开始，以 */ 终止。例如：

/* 这是注释 */ /* C++ 注释也可以 * 跨行 */

C++ 数据类型

基本的内置类型

C++ 为程序员提供了种类丰富的内置数据类型和用户自定义的数据类型。下表列出了七种基本的 C++ 数据类型：

类型	关键字
布尔型	bool
字符型	char
整型	int
浮点型	float
双浮点型	double
无类型	void
宽字符型	wchar_t

一些基本类型可以使用一个或多个类型修饰符进行修饰：

• signed
• unsigned
• short
• long

下表显示了各种变量类型在内存中存储值时需要占用的内存，以及该类型的变量所能存储的最大值和最小值。

注意：不同系统会有所差异。

类型	位	范围
char	1 个字节	-128 到 127 或者 0 到 255
unsigned char	1 个字节	0 到 255
signed char	1 个字节	-128 到 127
int	4 个字节	-2147483648 到 2147483647
unsigned int	4 个字节	0 到 4294967295
signed int	4 个字节	-2147483648 到 2147483647
short int	2 个字节	-32768 到 32767
unsigned short int	2 个字节	0 到 65,535
signed short int	2 个字节	-32768 到 32767
long int	8 个字节	-9,223,372,036,854,775,808 到 9,223,372,036,854,775,807
signed long int	8 个字节	-9,223,372,036,854,775,808 到 9,223,372,036,854,775,807
unsigned long int	8 个字节	0 to 18,446,744,073,709,551,615
float	4 个字节	+/- 3.4e +/- 38 (~7 个数字)
double	8 个字节	+/- 1.7e +/- 308 (~15 个数字)
long double	16 个字节	+/- 1.7e +/- 308 (~15 个数字)
wchar_t	2 或 4 个字节	1 个宽字符

从上表可得知，变量的大小会根据编译器和所使用的电脑而有所不同。

下面实例会输出您电脑上各种数据类型的大小。

#include<iostream>
#include<string>
#include <limits>
using namespace std;  

int main()
{
    cout << "type: \t\t" << "************size**************"<< endl;
    cout << "bool: \t\t" << "所占字节数：" << sizeof(bool);
    cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<bool>::max)();
    cout << "\t\t最小值：" << (numeric_limits<bool>::min)() << endl;
    cout << "char: \t\t" << "所占字节数：" << sizeof(char);
    cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<char>::max)();
    cout << "\t\t最小值：" << (numeric_limits<char>::min)() << endl;
    cout << "signed char: \t" << "所占字节数：" << sizeof(signed char);
    cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<signed char>::max)();
    cout << "\t\t最小值：" << (numeric_limits<signed char>::min)() << endl;
    cout << "unsigned char: \t" << "所占字节数：" << sizeof(unsigned char);
    cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<unsigned char>::max)();
    cout << "\t\t最小值：" << (numeric_limits<unsigned char>::min)() << endl;
    cout << "wchar_t: \t" << "所占字节数：" << sizeof(wchar_t);
    cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<wchar_t>::max)();
    cout << "\t\t最小值：" << (numeric_limits<wchar_t>::min)() << endl;
    cout << "short: \t\t" << "所占字节数：" << sizeof(short);
    cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<short>::max)();
    cout << "\t\t最小值：" << (numeric_limits<short>::min)() << endl;
    cout << "int: \t\t" << "所占字节数：" << sizeof(int);
    cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<int>::max)();
    cout << "\t最小值：" << (numeric_limits<int>::min)() << endl;
    cout << "unsigned: \t" << "所占字节数：" << sizeof(unsigned);
    cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<unsigned>::max)();
    cout << "\t最小值：" << (numeric_limits<unsigned>::min)() << endl;
    cout << "long: \t\t" << "所占字节数：" << sizeof(long);
    cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<long>::max)();
    cout << "\t最小值：" << (numeric_limits<long>::min)() << endl;
    cout << "unsigned long: \t" << "所占字节数：" << sizeof(unsigned long);
    cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<unsigned long>::max)();
    cout << "\t最小值：" << (numeric_limits<unsigned long>::min)() << endl;
    cout << "double: \t" << "所占字节数：" << sizeof(double);
    cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<double>::max)();
    cout << "\t最小值：" << (numeric_limits<double>::min)() << endl;
    cout << "long double: \t" << "所占字节数：" << sizeof(long double);
    cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<long double>::max)();
    cout << "\t最小值：" << (numeric_limits<long double>::min)() << endl;
    cout << "float: \t\t" << "所占字节数：" << sizeof(float);
    cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<float>::max)();
    cout << "\t最小值：" << (numeric_limits<float>::min)() << endl;
    cout << "size_t: \t" << "所占字节数：" << sizeof(size_t);
    cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<size_t>::max)();
    cout << "\t最小值：" << (numeric_limits<size_t>::min)() << endl;
    cout << "string: \t" << "所占字节数：" << sizeof(string) << endl;
    // << "\t最大值：" << (numeric_limits<string>::max)() << "\t最小值：" << (numeric_limits<string>::min)() << endl;
    cout << "type: \t\t" << "************size**************"<< endl;
    return 0;
}

本实例使用了 endl，这将在每一行后插入一个换行符，<< 运算符用于向屏幕传多个值。我们也使用 sizeof() 函数来获取各种数据类型的大小。

当上面的代码被编译和执行时，它会产生以下的结果，结果会根据所使用的计算机而有所不同：

type:         ************size**************
bool:         所占字节数：1    最大值：1        最小值：0
char:         所占字节数：1    最大值：        最小值：?
signed char:     所占字节数：1    最大值：        最小值：?
unsigned char:     所占字节数：1    最大值：?        最小值：
wchar_t:     所占字节数：4    最大值：2147483647        最小值：-2147483648
short:         所占字节数：2    最大值：32767        最小值：-32768
int:         所占字节数：4    最大值：2147483647    最小值：-2147483648
unsigned:     所占字节数：4    最大值：4294967295    最小值：0
long:         所占字节数：8    最大值：9223372036854775807    最小值：-9223372036854775808
unsigned long:     所占字节数：8    最大值：18446744073709551615    最小值：0
double:     所占字节数：8    最大值：1.79769e+308    最小值：2.22507e-308
long double:     所占字节数：16    最大值：1.18973e+4932    最小值：3.3621e-4932
float:         所占字节数：4    最大值：3.40282e+38    最小值：1.17549e-38
size_t:     所占字节数：8    最大值：18446744073709551615    最小值：0
string:     所占字节数：24
type:         ************size**************

typedef 声明

您可以使用 typedef 为一个已有的类型取一个新的名字。下面是使用 typedef 定义一个新类型的语法：

typedef type newname;

例如，下面的语句会告诉编译器，feet 是 int 的另一个名称：

typedef int feet;

现在，下面的声明是完全合法的，它创建了一个整型变量 distance：

feet distance;

枚举类型

枚举类型(enumeration)是C++中的一种派生数据类型，它是由用户定义的若干枚举常量的集合。

如果一个变量只有几种可能的值，可以定义为枚举(enumeration)类型。所谓"枚举"是指将变量的值一一列举出来，变量的值只能在列举出来的值的范围内。

创建枚举，需要使用关键字 enum。枚举类型的一般形式为：

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;

如果枚举没有初始化, 即省掉"=整型常数"时, 则从第一个标识符开始。

例如，下面的代码定义了一个颜色枚举，变量 c 的类型为 color。最后，c 被赋值为 "blue"。

enum color { red, green, blue } c;
c = blue;

默认情况下，第一个名称的值为 0，第二个名称的值为 1，第三个名称的值为 2，以此类推。但是，您也可以给名称赋予一个特殊的值，只需要添加一个初始值即可。例如，在下面的枚举中，green 的值为 5。

enum color { red, green=5, blue };
在这里，blue 的值为 6，因为默认情况下，每个名称都会比它前面一个名称大 1，但 red 的值依然为 0。

C++ 中的变量定义

变量定义就是告诉编译器在何处创建变量的存储，以及如何创建变量的存储。变量定义指定一个数据类型，并包含了该类型的一个或多个变量的列表，如下所示：

type variable_list;

在这里，type 必须是一个有效的 C++ 数据类型，可以是 char、wchar_t、int、float、double、bool 或任何用户自定义的对象，variable_list 可以由一个或多个标识符名称组成，多个标识符之间用逗号分隔。下面列出几个有效的声明：

int i, j, k; 

char c, ch; 

float f, salary; 

double d;

行 int i, j, k; 声明并定义了变量 i、j 和 k，这指示编译器创建类型为 int 的名为 i、j、k 的变量。

变量可以在声明的时候被初始化（指定一个初始值）。初始化器由一个等号，后跟一个常量表达式组成，如下所示：

type variable_name = value;

下面列举几个实例：

extern int d = 3, f = 5; // d 和 f 的声明  

int d = 3, f = 5; // 定义并初始化 d 和 f 

byte z = 22; // 定义并初始化 z 

char x = 'x'; // 变量 x 的值为 'x'
不带初始化的定义：带有静态存储持续时间的变量会被隐式初始化为 NULL（所有字节的值都是 0），其他所有变量的初始值是未定义的。

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。

实例

尝试下面的实例，其中，变量在头部就已经被声明，但它们是在主函数内被定义和初始化的：

#include <iostream>
using namespace std;
// 变量声明
extern int a, b;
extern int c;
extern float f;
int main ()
{
　　// 变量定义
　　int a, b;
　　int c;
　　float f;
　　// 实际初始化
　　a = 10;
　　b = 20;
　　c = a + b;
　　cout << c << endl ;
　　f = 70.0/3.0;
　　cout << f << endl ;
　　return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

30
23.3333

同样的，在函数声明时，提供一个函数名，而函数的实际定义则可以在任何地方进行。例如：

// 函数声明
int func();
int main()
{
    // 函数调用
    int i = func();
}
// 函数定义
int func()
{
    return 0;
}

C++ 中的左值（Lvalues）和右值（Rvalues）

C++ 中有两种类型的表达式：

• 左值（lvalue）：指向内存位置的表达式被称为左值（lvalue）表达式。左值可以出现在赋值号的左边或右边。
• 右值（rvalue）：术语右值（rvalue）指的是存储在内存中某些地址的数值。右值是不能对其进行赋值的表达式，也就是说，右值可以出现在赋值号的右边，但不能出现在赋值号的左边。

变量是左值，因此可以出现在赋值号的左边。数值型的字面值是右值，因此不能被赋值，不能出现在赋值号的左边。下面是一个有效的语句：

int g = 20;

但是下面这个就不是一个有效的语句，会生成编译时错误：

10 = 20;