[C++入门]基础与语法

1. 数据类型

C++作为一种强类型语言，支持多种数据类型，这些数据类型用于声明变量、函数参数、返回值等。数据类型可以分为两大类：基本数据类型和复合数据类型。

基本数据类型

• 整型（Integer Types）：包括int（基本整型）、short（短整型）、long（长整型）、long long（超长整型）、char（字符型，虽常作为整型处理）等。它们用于存储整数值。
• 浮点型（Floating-Point Types）：包括float（单精度浮点型）、double（双精度浮点型）、long double（扩展精度浮点型）等。它们用于存储带小数点的数值。
• 布尔型（Boolean Type）：bool，用于表示真（true）或假（false）的逻辑值。

示例：

#include <iostream>  
  
int main() {  
    int num = 42; // 整型  
    float pi = 3.14f; // 浮点型，注意f后缀表示float类型  
    bool isTrue = true; // 布尔型  
  
    std::cout << "Number: " << num << ", PI: " << pi << ", Truth: " << (isTrue ? "True" : "False") << std::endl;  
  
    return 0;  
}

复合数据类型

• 数组（Array）：用于存储一系列同类型数据的集合。可以通过索引访问数组中的元素。
• 结构体（Struct）：用户自定义的复合数据类型，可以包含不同种类的数据（如整型、浮点型等）作为成员。
• 类（Class）：C++中的核心特性之一，是结构体的扩展，支持面向对象编程的三大特性：封装、继承和多态。
• 指针（Pointer）：存储变量地址的变量类型，通过指针可以间接访问和操作内存中的数据。
• 引用（Reference）：是变量的别名，通过引用可以直接访问和操作原变量的值，但必须在声明时初始化。

  示例（以数组为例）：

#include <iostream>  
  
int main() {  
    int numbers[] = {1, 2, 3, 4, 5}; // 整型数组  
    for(int i = 0; i < 5; ++i) {  
        std::cout << numbers[i] << " ";  
    }  
    std::cout << std::endl;  
  
    return 0;  
}

2. 运算符与表达式

C++提供了丰富的运算符，用于执行各种算术、关系、逻辑等操作。

• 算术运算符：+、-、*、/、%（取模）等，用于执行基本的数学运算。
• 关系运算符：==、!=、<、<=、>、>=等，用于比较两个表达式的值。
• 逻辑运算符：&&（逻辑与）、||（逻辑或）、!（逻辑非）等，用于组合或修改条件语句的真值。
• 赋值运算符：=（简单赋值）、+=、-=、*=、/=等，用于给变量赋值或修改其值。
• 位运算符：&、|、^、~、<<、>>等，用于对整数的二进制位进行操作。

注：表达式的求值和优先级遵循数学和编程的通用规则，通常需要使用括号()来改变默认的优先级顺序。

示例：

#include <iostream>  
  
int main() {  
    int a = 10, b = 20;  
    int sum = a + b; // 加法运算符  
    int product = a * b; // 乘法运算符  
  
    if(a < b) { // 关系运算符  
        std::cout << a << " is less than " << b << std::endl;  
    }  
  
    if(sum > 20 && product == 200) { // 逻辑运算符  
        std::cout << "Both conditions are true" << std::endl;  
    }  
  
    return 0;  
}

3. 控制结构

• 条件语句：
  • if-else：根据条件表达式的真假执行不同的代码块。
  • switch：根据表达式的值与多个case标签的匹配情况执行相应的代码块。
• 循环语句：
  • for：通过初始化、条件判断和迭代更新三个部分控制循环的执行。
  • while：当条件为真时，重复执行循环体。
  • do-while：至少执行一次循环体，然后检查条件，若为真则继续执行。

示例（条件语句）： 

#include <iostream>  
  
int main() {  
    int score = 85;  
    if(score >= 90) {  
        std::cout << "Grade: A" << std::endl;  
    } else if(score >= 80) {  
        std::cout << "Grade: B" << std::endl;  
    } else {  
        std::cout << "Grade: Below B" << std::endl;  
    }  
  
    return 0;  
}

示例（循环语句）： 

#include <iostream>  
  
int main() {  
    for(int i = 0; i < 5; ++i) {  
        std::cout << "Number " << i << std::endl;  
    }  
  
    return 0;  
}

4. 函数

函数是C++中组织代码的基本单位，用于实现特定的功能。

• 函数的定义：包括返回类型、函数名、参数列表（可选）和函数体。函数体包含实现特定功能的代码。
• 函数的调用：通过函数名和参数（如果有）来调用函数，执行函数体内的代码。
• 参数传递：
  • 值传递：调用函数时，实参的值被复制到形参中，函数内对形参的修改不会影响到实参。
  • 引用传递：通过引用（使用&操作符）传递参数，函数内对形参的修改会影响到实参。
  • 指针传递：通过指针传递参数，允许函数直接访问和修改实参指向的内存地址中的数据。
• 递归函数：一个函数调用自身的函数。递归函数必须有一个明确的退出条件，以防止无限递归导致程序崩溃。

示例（函数的定义与调用）：

#include <iostream>  
  
// 函数定义  
int add(int a, int b) {  
    return a + b;  
}  
  
int main() {  
    // 函数调用  
    int result = add(5, 3);  
    std::cout << "The sum is: " << result << std::endl;  
  
    return 0;  
}

示例（值传递，引用传递）：

#include <iostream>  
  
// 值传递  
void incrementByValue(int x) {  
    x = x + 1; // 仅修改局部副本  
}  
  
// 引用传递  
void incrementByReference(int& x) {  
    x = x + 1; // 修改实际参数  
}  
  
int main() {  
    int num = 5;  
    incrementByValue(num); // num 不变  
    std::cout << "After value increment: " << num << std::endl; // 输出 5  
  
    incrementByReference(num); // num 增加  
    std::cout << "After reference increment: " << num << std::endl; // 输出 6  
  
    return 0;  
}