黑马程序员匠心之作|C++教程从0到1入门编程,学习编程不再难
文章目录
- 1、C++初识
- 1.1 第一个c++程序
- 1.2 注释
- 1.3 变量
- 1.4 常量
- 1.5 关键字
- 1.6 标识符命名规则
- 2 数据类型
- 2.1 整型
- 2.2 sizeof关键字
- 2.3 实型(浮点型)(科学计数法)(定义float数字后加个f)
- 2.4 字符型
- 2.5 转义字符
- 2.6 字符串型
- 2.7 布尔类型 bool
- 2.8 数据的输入(键盘输入cin)
- 3 运算符
- 3.1 算术运算符
- 3.2 赋值运算符
- 3.3 比较运算符
- 3.4 逻辑运算符
- 4 程序流程结构
- 4.1 选择结构
- 4.1.1 if语句
- 4.1.2 三目运算符(略)
- 4.1.3 switch语句(略)
- 4.2 循环结构(略)
- 4.2.1 while循环语句
- 4.2.2 do...while循环语句
- 4.2.3 for循环语句(略)
- 4.2.4 嵌套循环(略)
- 4.3 跳转语句(略)
- 4.3.1 break语句
- 4.3.2 continue语句
- 4.3.3 goto语句
- 5 数组
- 5.1 概述
- 5.2 一维数组
- 5.2.1 一维数组定义方式
- 5.2.2 一维数组数组名
- 5.2.3 冒泡排序(略)
- 5.3 二维数组
- 5.3.1 二维数组定义方式
- 5.3.2 二维数组数组名
- 6 函数
- 6.1 概述
- 6.2 函数的定义
- 6.3 函数的调用
- 6.4 值传递
- **6.5 函数的常见样式**
- 6.6 函数的声明
- 6.7 函数的分文件编写
- 7 指针
- 7.1 指针的基本概念
- 7.2 指针变量的定义和使用
- 7.3 指针所占内存空间
- 7.4 空指针和野指针
- 7.5 const修饰指针
- 7.6 指针和数组
- 7.7 指针和函数
- 7.8 指针、数组、函数(略)
- 8 结构体
- 8.1 结构体基本概念
- 8.2 结构体定义和使用
- 8.3 结构体数组
- 8.4 结构体指针
- 8.5 结构体嵌套结构体
- 8.6 结构体做函数参数 (传结构体和传结构体指针的比较)
- 8.7 结构体中 const使用场景
- 8.8 结构体案例(注意,数组名作为函数参数传递时,传的是首元素地址)(设置随机数种子srand、rand())
- 8.8.1 案例1
1、C++初识
1.1 第一个c++程序
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
cout << "hello" << endl;
system("pause");
return 0;
}
结果:
hello
1.2 注释
单行注释与多行注释
1.3 变量
语法:数据类型 变量名 = 初始值;
注意:C++在创建变量时,必须给变量一个初始值,否则会报错
1.4 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,不可修改
示例:
//1、宏常量
#define day 7
int main() {
cout << "一周里总共有 " << day << " 天" << endl;
//day = 8; //报错,宏常量不可以修改
//2、const修饰变量
const int month = 12;
cout << "一年里总共有 " << month << " 个月份" << endl;
//month = 24; //报错,常量是不可以修改的
system("pause");
return 0;
}
1.5 关键字
提示:在给变量或者常量起名称时候,不要用C++得关键字,否则会产生歧义。
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 |
1.6 标识符命名规则
作用:C++规定给标识符(变量、常量)命名时,有一套自己的规则
- 标识符不能是关键字
- 标识符只能由字母、数字、下划线组成
- 第一个字符必须为字母或下划线
- 标识符中字母区分大小写
建议:给标识符命名时,争取做到见名知意的效果,方便自己和他人的阅读
2 数据类型
C++规定在创建一个变量或者常量时,必须要指定出相应的数据类型,否则无法给变量分配内存
2.1 整型
作用:整型变量表示的是整数类型的数据
C++中能够表示整型的类型有以下几种方式,区别在于所占内存空间不同:
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)
示例:
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
cout << "short 类型所占内存空间为: " << sizeof(short) << endl;
cout << "int 类型所占内存空间为: " << sizeof(int) << endl;
cout << "long 类型所占内存空间为: " << sizeof(long) << endl;
cout << "long long 类型所占内存空间为: " << sizeof(long long) << endl;
system("pause");
return 0;
}
结果:
short 类型所占内存空间为: 2
int 类型所占内存空间为: 4
long 类型所占内存空间为: 4
long long 类型所占内存空间为: 8
2.3 实型(浮点型)(科学计数法)(定义float数字后加个f)
作用:用于表示小数
浮点型变量分为两种:
- 单精度float
- 双精度double
两者的区别在于表示的有效数字范围不同。
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:
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
float f1 = 3.1456756743f;
double d1 = 3.1454545555;
cout << f1 << endl;
cout << d1 << endl;
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;
system("pause");
return 0;
}
运行结果:
3.14568
3.14545
float sizeof = 4
double sizeof = 8
f2 = 300
f3 = 0.03
float数字后加个f的原因是减少一步转换,因为不加的话,系统会识别成double型
VS默认最多输出六位小数
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1:在显示字符型变量时,用单引号将字符括起来,不要用双引号
注意2:单引号内只能有一个字符,不可以是字符串
- C和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:
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
char ch = 'a';
cout << ch << endl;
cout << sizeof(char) << endl;
//ch = "abcde"; //错误,不可以用双引号
//ch = 'abcde'; //错误,单引号内只能引用一个字符
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;
system("pause");
return 0;
}
运行结果:
a
1
97
a
2.5 转义字符
作用:用于表示一些不能显示出来的ASCII字符
现阶段我们常用的转义字符有:\n \\ \t
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09,af,A~F | 3位16进制 |
示例:
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
cout << "\\" << endl;
cout << "\tHello" << endl;
cout << "\n" << endl;
system("pause");
return 0;
}
结果:
\
Hello
2.6 字符串型
作用:用于表示一串字符
两种风格
- C风格字符串:
char 变量名[] = "字符串值"
示例:
int main() {
char str1[] = "hello world";
cout << str1 << endl;
system("pause");
return 0;
}
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"
示例:
int main() {
string str = "hello world";
cout << str << endl;
system("pause");
return 0;
}
注意:C++风格字符串,需要加入头文件==#include<string>==
2.7 布尔类型 bool
作用:布尔数据类型代表真或假的值
bool类型只有两个值:
- true — 真(本质是1)
- false — 假(本质是0)
bool类型占1个字节大小
示例:
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
bool flag = true;
cout << flag << endl; // 1
flag = false;
cout << flag << endl; // 0
cout << "size of bool = " << sizeof(bool) << endl; //1
system("pause");
return 0;
}
2.8 数据的输入(键盘输入cin)
作用:用于从键盘获取数据
关键字:cin
语法: cin >> 变量
示例:
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
//整型输入
int a = 0;
cout << "请输入整型变量:" << endl;
cin >> a;
cout << a << endl;
//浮点型输入
double d = 0;
cout << "请输入浮点型变量:" << endl;
cin >> d;
cout << d << endl;
//字符型输入
char ch = 0;
cout << "请输入字符型变量:" << endl;
cin >> ch;
cout << ch << endl;
//字符串型输入
string str;
cout << "请输入字符串型变量:" << endl;
cin >> str;
cout << str << endl;
//布尔类型输入
bool flag = true;
cout << "请输入布尔型变量:" << endl;
cin >> flag;
cout << flag << endl;
system("pause");
return EXIT_SUCCESS;
}
3 运算符
作用:用于执行代码的运算
本章我们主要讲解以下几类运算符:
运算符类型 | 作用 |
算术运算符 | 用于处理四则运算 |
赋值运算符 | 用于将表达式的值赋给变量 |
比较运算符 | 用于表达式的比较,并返回一个真值或假值 |
逻辑运算符 | 用于根据表达式的值返回真值或假值 |
3.1 算术运算符
作用:用于处理四则运算
算术运算符包括以下符号:
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(取余) | 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; |
示例1:
#include <iostream>
using namespace std;
//加减乘除
int main() {
int a1 = 10;
int b1 = 3;
cout << a1 + b1 << endl; //13
cout << a1 - b1 << endl; //7
cout << a1 * b1 << endl; //30
cout << a1 / b1 << endl; //3 两个整数相除结果依然是整数
int a2 = 10;
int b2 = 20;
cout << a2 / b2 << endl; //0
int a3 = 10;
int b3 = 0;
//cout << a3 / b3 << endl; //报错,除数不可以为0
//两个小数可以相除
double d1 = 0.5;
double d2 = 0.25;
cout << d1 / d2 << endl; //2
system("pause");
return 0;
}
示例2:
#include <iostream>
using namespace std;
//取模
int main() {
int a1 = 10;
int b1 = 3;
cout << 10 % 3 << endl; //1
int a2 = 10;
int b2 = 20;
cout << a2 % b2 << endl; //10
int a3 = 10;
int b3 = 0;
//cout << a3 % b3 << endl; //取模运算时,除数也不能为0
//两个小数不可以取模
double d1 = 3.14;
double d2 = 1.1;
//cout << d1 % d2 << endl;
system("pause");
return 0;
}
示例3:
#include <iostream>
using namespace std;
//递增
int main() {
//后置递增
int a = 10;
a++; //等价于a = a + 1
cout << a << endl; // 11
//前置递增
int b = 10;
++b;
cout << b << endl; // 11
//区别
//前置递增先对变量进行++,再计算表达式
int a2 = 10;
int b2 = ++a2 * 10;
cout << b2 << endl; //110
//后置递增先计算表达式,后对变量进行++
int a3 = 10;
int b3 = a3++ * 10;
cout << b3 << endl; //100
system("pause");
return 0;
}
总结: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
**作用:**用于将表达式的值赋给变量
赋值运算符包括以下几个符号:
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; |
示例:
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
//赋值运算符
// =
int a = 10;
a = 100;
cout << "a = " << a << endl; //100
// +=
a = 10;
a += 2; // a = a + 2;
cout << "a = " << a << endl; //12
// -=
a = 10;
a -= 2; // a = a - 2
cout << "a = " << a << endl; //8
// *=
a = 10;
a *= 2; // a = a * 2
cout << "a = " << a << endl; //20
// /=
a = 10;
a /= 2; // a = a / 2;
cout << "a = " << a << endl; //5
// %=
a = 10;
a %= 2; // a = a % 2;
cout << "a = " << a << endl; //0
system("pause");
return 0;
}
3.3 比较运算符
作用:用于表达式的比较,并返回一个真值或假值
比较运算符有以下符号:
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 |
示例:
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int a = 10;
int b = 20;
cout << (a == b) << endl; // 0
cout << (a != b) << endl; // 1
cout << (a > b) << endl; // 0
cout << (a < b) << endl; // 1
cout << (a >= b) << endl; // 0
cout << (a <= b) << endl; // 1
system("pause");
return 0;
}
注意:C和C++ 语言的比较运算中, “真”用数字“1”来表示, “假”用数字“0”来表示。
3.4 逻辑运算符
**作用:**用于根据表达式的值返回真值或假值
逻辑运算符有以下符号:
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。 |
示例1:逻辑非
#include <iostream>
using namespace std;
//逻辑运算符 --- 非
int main() {
int a = 10;
cout << !a << endl; // 0
cout << !!a << endl; // 1
system("pause");
return 0;
}
总结: 真变假,假变真(只要不是0就为真)
示例2:逻辑与
#include <iostream>
using namespace std;
//逻辑运算符 --- 与
int main() {
int a = 10;
int b = 10;
cout << (a && b) << endl;// 1
a = 10;
b = 0;
cout << (a && b) << endl;// 0
a = 0;
b = 0;
cout << (a && b) << endl;// 0
system("pause");
return 0;
}
总结:逻辑与运算符总结: 同真为真,其余为假
示例3:逻辑或
#include <iostream>
using namespace std;
//逻辑运算符 --- 或
int main() {
int a = 10;
int b = 10;
cout << (a || b) << endl;// 1
a = 10;
b = 0;
cout << (a || b) << endl;// 1
a = 0;
b = 0;
cout << (a || b) << endl;// 0
system("pause");
return 0;
}
4 程序流程结构
C/C++支持最基本的三种程序运行结构:顺序结构、选择结构、循环结构
- 顺序结构:程序按顺序执行,不发生跳转
- 选择结构:依据条件是否满足,有选择的执行相应功能
- 循环结构:依据条件是否满足,循环多次执行某段代码
4.1 选择结构
4.1.1 if语句
作用:执行满足条件的语句
if语句的三种形式
- 单行格式if语句
- 多行格式if语句
- 多条件的if语句
- 单行格式if语句:
if(条件){ 条件满足执行的语句 }
- 示例:
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
//选择结构-单行if语句
//输入一个分数,如果分数大于600分,视为考上一本大学,并在屏幕上打印
int score = 0;
cout << "请输入一个分数:" << endl;
cin >> score;
cout << "您输入的分数为: " << score << endl;
//if语句
//注意事项,在if判断语句后面,不要加分号
if (score > 600)
{
cout << "我考上了一本大学!!!" << endl;
}
system("pause");
return 0;
}
注意:if条件表达式后不要加分号
- 多行格式if语句:
if(条件){ 条件满足执行的语句 }else{ 条件不满足执行的语句 };
- 示例:
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int score = 0;
cout << "请输入考试分数:" << endl;
cin >> score;
if (score > 600)
{
cout << "我考上了一本大学" << endl;
}
else
{
cout << "我未考上一本大学" << endl;
}
system("pause");
return 0;
}
- 多条件的if语句:
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}
- 示例:
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int score = 0;
cout << "请输入考试分数:" << endl;
cin >> score;
if (score > 600)
{
cout << "我考上了一本大学" << endl;
}
else if (score > 500)
{
cout << "我考上了二本大学" << endl;
}
else if (score > 400)
{
cout << "我考上了三本大学" << endl;
}
else
{
cout << "我未考上本科" << endl;
}
system("pause");
return 0;
}
嵌套if语句:在if语句中,可以嵌套使用if语句,达到更精确的条件判断
案例:略
4.1.2 三目运算符(略)
作用: 通过三目运算符实现简单的判断
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。
总结:和if语句比较,三目运算符优点是短小整洁,缺点是如果用嵌套,结构不清晰
4.1.3 switch语句(略)
作用:执行多条件分支语句
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;
}
注意1:switch语句中表达式类型只能是整型或者字符型
注意2:case里如果没有break,那么程序会一直向下执行
总结:与if语句比,对于多条件判断时,switch的结构清晰,执行效率高,缺点是switch不可以判断区间
4.2 循环结构(略)
4.2.1 while循环语句
**作用:**满足循环条件,执行循环语句
语法:while(循环条件){ 循环语句 }
解释:只要循环条件的结果为真,就执行循环语句
注意:在执行循环语句时候,程序必须提供跳出循环的出口,否则出现死循环
4.2.2 do…while循环语句
作用: 满足循环条件,执行循环语句
语法: do{ 循环语句 } while(循环条件);
注意:与while的区别在于do…while会先执行一次循环语句,再判断循环条件
总结:与while循环区别在于,do…while先执行一次循环语句,再判断循环条件
4.2.3 for循环语句(略)
作用: 满足循环条件,执行循环语句
语法:for(起始表达式;条件表达式;末尾循环体) { 循环语句; }
注意:for循环中的表达式,要用分号进行分隔
总结:while , do…while, for都是开发中常用的循环语句,for循环结构比较清晰,比较常用
4.2.4 嵌套循环(略)
作用: 在循环体中再嵌套一层循环,解决一些实际问题
例如我们想在屏幕中打印如下图片,就需要利用嵌套循环
4.3 跳转语句(略)
4.3.1 break语句
作用: 用于跳出选择结构或者循环结构
break使用的时机:
- 出现在switch条件语句中,作用是终止case并跳出switch
- 出现在循环语句中,作用是跳出当前的循环语句
- 出现在嵌套循环中,跳出最近的内层循环语句
4.3.2 continue语句
**作用:**在循环语句中,跳过本次循环中余下尚未执行的语句,继续执行下一次循环
注意:continue并没有使整个循环终止,而break会跳出循环
4.3.3 goto语句
作用:可以无条件跳转语句
语法: goto 标记;
解释:如果标记的名称存在,执行到goto语句时,会跳转到标记的位置
注意:在程序中不建议使用goto语句,以免造成程序流程混乱
5 数组
5.1 概述
所谓数组,就是一个集合,里面存放了相同类型的数据元素
特点1:数组中的每个数据元素都是相同的数据类型
特点2:数组是由连续的内存位置组成的
5.2 一维数组
5.2.1 一维数组定义方式
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 ...};
示例
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
//定义方式1
//数据类型 数组名[元素个数];
int score[10];
//利用下标赋值
score[0] = 100;
score[1] = 99;
score[2] = 85;
//利用下标输出
cout << score[0] << endl;
cout << score[1] << endl;
cout << score[2] << endl;
//第二种定义方式
//数据类型 数组名[元素个数] = {值1,值2 ,值3 ...};
//如果{}内不足10个数据,剩余数据用0补全
int score2[10] = { 100, 90,80,70,60,50,40,30,20,10 };
//逐个输出
//cout << score2[0] << endl;
//cout << score2[1] << endl;
//一个一个输出太麻烦,因此可以利用循环进行输出
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
cout << score2[i] << endl;
}
//定义方式3
//数据类型 数组名[] = {值1,值2 ,值3 ...};
int score3[] = { 100,90,80,70,60,50,40,30,20,10 };
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
cout << score3[i] << endl;
}
system("pause");
return 0;
}
总结1:数组名的命名规范与变量名命名规范一致,不要和变量重名
总结2:数组中下标是从0开始索引
5.2.2 一维数组数组名
一维数组名称的用途:
- 可以统计整个数组在内存中的长度
- 可以获取数组在内存中的首地址
示例:
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
//数组名用途
//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; //40
cout << "每个元素所占内存空间为: " << sizeof(arr[0]) << endl; //4
cout << "数组的元素个数为: " << sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) << endl; //10
//2、可以通过数组名获取到数组首地址(打印的是地址的十进制表示)
cout << "数组首地址为: " << (int)arr << endl; //13629676
cout << "数组中第一个元素地址为: " << (int)&arr[0] << endl; //13629676
cout << "数组中第二个元素地址为: " << (int)&arr[1] << endl; //13629680
//arr = 100; 错误,数组名是常量,因此不可以赋值
system("pause");
return 0;
}
注意:数组名是常量,不可以赋值
总结1:直接打印数组名,可以查看数组所占内存的首地址
总结2:对数组名进行sizeof,可以获取整个数组占内存空间的大小
5.2.3 冒泡排序(略)
作用: 最常用的排序算法,对数组内元素进行排序
- 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大,就交换他们两个。
- 对每一对相邻元素做同样的工作,执行完毕后,找到第一个最大值。
- 重复以上的步骤,每次比较次数-1,直到不需要比较
5.3 二维数组
二维数组就是在一维数组上,多加一个维度。
5.3.1 二维数组定义方式
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};
建议:以上4种定义方式,利用第二种更加直观,提高代码的可读性
示例:
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
//方式1
//数组类型 数组名 [行数][列数]
int arr[2][3];
arr[0][0] = 1;
arr[0][1] = 2;
arr[0][2] = 3;
arr[1][0] = 4;
arr[1][1] = 5;
arr[1][2] = 6;
for (int i = 0; i < 2; i++)
{
for (int j = 0; j < 3; j++)
{
cout << arr[i][j] << " ";
}
cout << endl; //endl相当于换行符?\n,貌似是的
}
//方式2
//数据类型 数组名[行数][列数] = { {数据1,数据2 } ,{数据3,数据4 } };
int arr2[2][3] =
{
{1,2,3},
{4,5,6}
};
//方式3
//数据类型 数组名[行数][列数] = { 数据1,数据2 ,数据3,数据4 };
int arr3[2][3] = { 1,2,3,4,5,6 };
//方式4
//数据类型 数组名[][列数] = { 数据1,数据2 ,数据3,数据4 };
int arr4[][3] = { 1,2,3,4,5,6 };
system("pause");
return 0;
}
运行结果:
1 2 3
4 5 6
总结:在定义二维数组时,如果初始化了数据,可以省略行数
5.3.2 二维数组数组名
- 查看二维数组所占内存空间
- 获取二维数组首地址
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
//二维数组数组名
int arr[2][3] =
{
{1,2,3},
{4,5,6}
};
cout << "二维数组大小: " << sizeof(arr) << endl; //24
cout << "二维数组一行大小: " << sizeof(arr[0]) << endl; //12
cout << "二维数组元素大小: " << sizeof(arr[0][0]) << endl; //4
cout << "二维数组行数: " << sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) << endl; //2
cout << "二维数组列数: " << sizeof(arr[0]) / sizeof(arr[0][0]) << endl; //3
//地址
cout << "二维数组首地址:" << arr << endl; //00CFFB88
cout << "二维数组第一行地址:" << arr[0] << endl; //00CFFB88
cout << "二维数组第二行地址:" << arr[1] << endl; //00CFFB94(跟上面地址差12个字节)
cout << "二维数组第一个元素地址:" << &arr[0][0] << endl; //00CFFB88
cout << "二维数组第二个元素地址:" << &arr[0][1] << endl; //00CFFB8C(跟上面地址差4个字节)
system("pause");
return 0;
}
总结1:二维数组名就是这个数组的首地址
总结2:对二维数组名进行sizeof时,可以获取整个二维数组占用的内存空间大小
5.3.3 二维数组应用案例(略)
6 函数
6.1 概述
作用:将一段经常使用的代码封装起来,减少重复代码
一个较大的程序,一般分为若干个程序块,每个模块实现特定的功能。
6.2 函数的定义
函数的定义一般主要有5个步骤:
1、返回值类型
2、函数名
3、参数列表
4、函数体语句
5、return 表达式
语法:
返回值类型 函数名 (参数列表)
{
函数体语句
return表达式
}
- 返回值类型 :一个函数可以返回一个值。在函数定义中
- 函数名:给函数起个名称
- 参数列表:使用该函数时,传入的数据
- 函数体语句:花括号内的代码,函数内需要执行的语句
- return表达式: 和返回值类型挂钩,函数执行完后,返回相应的数据
示例:定义一个加法函数,实现两个数相加
//函数定义
int add(int num1, int num2)
{
int sum = num1 + num2;
return sum;
}
6.3 函数的调用
功能:使用定义好的函数
语法:函数名(参数)
示例:
#include <iostream>
using namespace std;
//函数定义
int add(int num1, int num2) //定义中的num1,num2称为形式参数,简称形参
{
int sum = num1 + num2;
return sum;
}
int main() {
int a = 10;
int b = 10;
//调用add函数
int sum = add(a, b);//调用时的a,b称为实际参数,简称实参
cout << "sum = " << sum << endl; //20
a = 100;
b = 100;
sum = add(a, b);
cout << "sum = " << sum << endl; //200
system("pause");
return 0;
}
总结:函数定义里小括号内称为形参,函数调用时传入的参数称为实参
6.4 值传递
- 所谓值传递,就是函数调用时实参将数值传入给形参
- 值传递时,如果形参发生,并不会影响实参
示例:
#include <iostream>
using namespace std;
void swap(int num1, int num2)
{
cout << "交换前:" << endl;
cout << "num1 = " << num1 << endl;
cout << "num2 = " << num2 << endl;
int temp = num1;
num1 = num2;
num2 = temp;
cout << "交换后:" << endl;
cout << "num1 = " << num1 << endl;
cout << "num2 = " << num2 << endl;
//return ; 当函数声明时候,不需要返回值,可以不写return
}
int main() {
int a = 10;
int b = 20;
swap(a, b);
cout << "mian中的 a = " << a << endl;
cout << "mian中的 b = " << b << endl;
system("pause");
return 0;
}
运行结果:
交换前:
num1 = 10
num2 = 20
交换后:
num1 = 20
num2 = 10
mian中的 a = 10
mian中的 b = 20
请按任意键继续. . .
6.5 函数的常见样式
常见的函数样式有4种
- 无参无返
- 有参无返
- 无参有返
- 有参有返
示例:
#include <iostream>
using namespace std;
//函数常见样式
//1、 无参无返
void test01()
{
//void a = 10; //无类型不可以创建变量,原因无法分配内存
cout << "this is test01" << endl;
//test01(); 函数调用
}
//2、 有参无返
void test02(int a)
{
cout << "this is test02" << endl;
cout << "a = " << a << endl;
}
//3、无参有返
int test03()
{
cout << "this is test03 " << endl;
return 10;
}
//4、有参有返
int test04(int a, int b)
{
cout << "this is test04 " << endl;
int sum = a + b;
return sum;
}
6.6 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:
#include <iostream>
using namespace std;
//声明可以多次,定义只能一次
//声明
int max(int a, int b);
int max(int a, int b);
//定义
int max(int a, int b)
{
return a > b ? a : b;
}
int main() {
int a = 100;
int b = 200;
cout << max(a, b) << endl; //200
system("pause");
return 0;
}
6.7 函数的分文件编写
作用:让代码结构更加清晰
函数分文件编写一般有4个步骤
- 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;
}
- 特点:cpp文件包含自己的头文件
- 在头文件里包含内置头文件,以及声明函数等
7 指针
7.1 指针的基本概念
指针的作用: 可以通过指针间接访问内存
- 内存编号是从0开始记录的,一般用十六进制数字表示
- 可以利用指针变量保存地址
7.2 指针变量的定义和使用
指针变量定义语法: 数据类型 * 变量名;
示例:
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
//1、指针的定义
int a = 10; //定义整型变量a
//指针定义语法: 数据类型 * 变量名 ;
int* p;
//指针变量赋值
p = &a; //指针指向变量a的地址
cout << &a << endl; //打印数据a的地址 # 00B3FECC
cout << p << endl; //打印指针变量p # 00B3FECC
//2、指针的使用
//通过*操作指针变量指向的内存
cout << "*p = " << *p << endl; //*p = 10
system("pause");
return 0;
}
指针变量和普通变量的区别
- 普通变量存放的是数据,指针变量存放的是地址
- 指针变量可以通过" * "操作符,操作指针变量指向的内存空间,这个过程称为解引用
总结1: 我们可以通过 & 符号 获取变量的地址
总结2:利用指针可以记录地址
总结3:对指针变量解引用,可以操作指针指向的内存
7.3 指针所占内存空间
提问:指针也是种数据类型,那么这种数据类型占用多少内存空间?
示例:
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int a = 10;
int* p;
p = &a; //指针指向数据a的地址
cout << *p << endl; //* 解引用 10
cout << sizeof(p) << endl; //4
cout << sizeof(char*) << endl; //4
cout << sizeof(float*) << endl; //4
cout << sizeof(double*) << endl; //4
system("pause");
return 0;
}
总结:所有指针类型在32位操作系统下是4个字节(在64位操作系统下为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
注意:空指针指向的内存是不可以访问的
示例1:空指针
#include <iostream>
using namespace std;
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
//内存编号0 ~255为系统占用内存,不允许用户访问
cout << *p << endl; //报错
system("pause");
return 0;
}
野指针:指针变量指向非法的内存空间
示例2:野指针
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
//指针变量p指向内存地址编号为0x1100的空间
int* p = (int*)0x1100;
//访问野指针报错
cout << *p << endl;
system("pause");
return 0;
}
总结:空指针和野指针都不是我们申请的空间,因此不要访问。
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:
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int a = 10;
int b = 10;
//const修饰的是指针,指针指向可以改,指针指向的值不可以更改
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,指针指向的值可以更改
int* const p2 = &a;
//p2 = &b; //错误
*p2 = 100; //正确
//const既修饰指针又修饰常量
const int* const p3 = &a;
//p3 = &b; //错误
//*p3 = 100; //错误
system("pause");
return 0;
}
技巧:看const右侧紧跟着的是指针还是常量, 是指针就是常量指针,是常量就是指针常量
7.6 指针和数组
**作用:**利用指针访问数组中元素
示例:
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
int* p = arr; //指向数组的指针
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++)
{
//利用指针遍历数组
cout << *p << endl;
p++;
}
system("pause");
return 0;
}
结果:
第一个元素: 1
指针访问第一个元素: 1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
7.7 指针和函数
**作用:**利用指针作函数参数,可以修改实参的值
示例:
#include <iostream>
using namespace std;
//值传递
void swap1(int a, int b)
{
int temp = a;
a = b;
b = temp;
}
//地址传递
void swap2(int* p1, int* p2)
{
int temp = *p1;
*p1 = *p2;
*p2 = temp;
}
int main() {
int a = 10;
int b = 20;
swap1(a, b); // 值传递不会改变实参
cout << "a = " << a << endl; //10
cout << "b = " << b << endl; //20
swap2(&a, &b); //地址传递会改变实参
cout << "a = " << a << endl; //20
cout << "b = " << b << endl; //10
system("pause");
return 0;
}
总结: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
7.8 指针、数组、函数(略)
**案例描述:**封装一个函数,利用冒泡排序,实现对整型数组的升序排序
例如数组:int arr[10] = { 4,3,6,9,1,2,10,8,7,5 };
总结:当数组名传入到函数作为参数时,被退化为指向首元素的指针
8 结构体
8.1 结构体基本概念
结构体属于用户自定义的数据类型,允许用户存储不同的数据类型
8.2 结构体定义和使用
语法:struct 结构体名 { 结构体成员列表 };
通过结构体创建变量的方式有三种:
- struct 结构体名 变量名
- struct 结构体名 变量名 = { 成员1值 , 成员2值…}
- 定义结构体时顺便创建变量
示例:
#include <iostream>
using namespace std;
//结构体定义
struct student
{
//成员列表
string name; //姓名
int age; //年龄
int score; //分数
}stu3; //结构体变量创建方式3
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 = "张三";
stu1.age = 18;
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 student stu2 = { "李四",19,60 };
cout << "姓名:" << stu2.name << " 年龄:" << stu2.age << " 分数:" << stu2.score << endl;
stu3.name = "王五";
stu3.age = 18;
stu3.score = 80;
cout << "姓名:" << stu3.name << " 年龄:" << stu3.age << " 分数:" << stu3.score << endl;
system("pause");
return 0;
}
运行结果:
姓名:张三 年龄:18 分数:100
姓名:李四 年龄:19 分数:60
姓名:王五 年龄:18 分数:80
总结1:定义结构体时的关键字是struct,不可省略
总结2:创建结构体变量时,关键字struct可以省略
总结3:结构体变量利用操作符 ‘’.’’ 访问成员
8.3 结构体数组
作用:将自定义的结构体放入到数组中方便维护
语法:struct 结构体名 数组名[元素个数] = { {} , {} , ... {} }
示例:
#include <iostream>
using namespace std;
//结构体定义
struct student
{
//成员列表
string name; //姓名
int age; //年龄
int score; //分数
};
int main() {
//结构体数组
struct student arr[3] =
{
{"张三",18,80 },
{"李四",19,60 },
{"王五",20,70 }
};
for (int i = 0; i < 3; i++)
{
cout << "姓名:" << arr[i].name << " 年龄:" << arr[i].age << " 分数:" << arr[i].score << endl;
}
system("pause");
return 0;
}
运行结果:
姓名:张三 年龄:18 分数:80
姓名:李四 年龄:19 分数:60
姓名:王五 年龄:20 分数:70
8.4 结构体指针
**作用:**通过指针访问结构体中的成员
- 利用操作符
->
可以通过结构体指针访问结构体属性
示例:
#include <iostream>
using namespace std;
//结构体定义
struct student
{
//成员列表
string name; //姓名
int age; //年龄
int score; //分数
};
int main() {
struct student stu = { "张三",18,100, };
struct student* p = &stu;
p->score = 80; //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;
system("pause");
return 0;
}
运行结果:
姓名:张三 年龄:18 分数:80
总结:结构体指针可以通过 -> 操作符 来访问结构体中的成员
8.5 结构体嵌套结构体
作用: 结构体中的成员可以是另一个结构体
例如:每个老师辅导一个学员,一个老师的结构体中,记录一个学生的结构体
示例:
#include <iostream>
using namespace std;
//学生结构体定义
struct student
{
//成员列表
string name; //姓名
int age; //年龄
int score; //分数
};
//教师结构体定义
struct teacher
{
//成员列表
int id; //职工编号
string name; //教师姓名
int age; //教师年龄
struct student stu; //子结构体 学生
};
int main() {
struct teacher t1;
t1.id = 10000;
t1.name = "老王";
t1.age = 40;
t1.stu.name = "张三";
t1.stu.age = 18;
t1.stu.score = 100;
cout << "教师 职工编号: " << t1.id << " 姓名: " << t1.name << " 年龄: " << t1.age << endl;
cout << "辅导学员 姓名: " << t1.stu.name << " 年龄:" << t1.stu.age << " 考试分数: " << t1.stu.score << endl;
system("pause");
return 0;
}
教师 职工编号: 10000 姓名: 老王 年龄: 40
辅导学员 姓名: 张三 年龄:18 考试分数: 100
**总结:**在结构体中可以定义另一个结构体作为成员,用来解决实际问题
8.6 结构体做函数参数 (传结构体和传结构体指针的比较)
作用:将结构体作为参数向函数中传递
传递方式有两种:
- 值传递
- 地址传递
示例:
#include <iostream>
using namespace std;
//学生结构体定义
struct student
{
//成员列表
string name; //姓名
int age; //年龄
int score; //分数
};
//值传递
void printStudent(student stu)
{
stu.age = 28;
cout << "子函数中 姓名:" << stu.name << " 年龄: " << stu.age << " 分数:" << stu.score << endl;
}
//地址传递
void printStudent2(student* stu)
{
stu->age = 28;
cout << "子函数中 姓名:" << stu->name << " 年龄: " << stu->age << " 分数:" << stu->score << endl;
}
int main() {
student stu = { "张三",18,100 };
//值传递
printStudent(stu);
cout << "主函数中 姓名:" << stu.name << " 年龄: " << stu.age << " 分数:" << stu.score << endl;
cout << endl;
//地址传递
printStudent2(&stu);
cout << "主函数中 姓名:" << stu.name << " 年龄: " << stu.age << " 分数:" << stu.score << endl;
system("pause");
return 0;
}
子函数中 姓名:张三 年龄: 28 分数:100
主函数中 姓名:张三 年龄: 18 分数:100
子函数中 姓名:张三 年龄: 28 分数:100
主函数中 姓名:张三 年龄: 28 分数:100
总结:如果不想修改主函数中的数据,用值传递,反之用地址传递
8.7 结构体中 const使用场景
作用:用const来防止误操作
示例:
#include <iostream>
using namespace std;
//学生结构体定义
struct student
{
//成员列表
string name; //姓名
int age; //年龄
int score; //分数
};
//const使用场景
void printStudent(const student* stu) //加const防止函数体中的误操作
{
//stu->age = 100; //操作失败,因为加了const修饰
cout << "姓名:" << stu->name << " 年龄:" << stu->age << " 分数:" << stu->score << endl;
}
int main() {
student stu = { "张三",18,100 };
printStudent(&stu);
system("pause");
return 0;
}
8.8 结构体案例(注意,数组名作为函数参数传递时,传的是首元素地址)(设置随机数种子srand、rand())
8.8.1 案例1
案例描述:
学校正在做毕设项目,每名老师带领5个学生,总共有3名老师,需求如下
设计学生和老师的结构体,其中在老师的结构体中,有老师姓名和一个存放5名学生的数组作为成员
学生的成员有姓名、考试分数,创建数组存放3名老师,通过函数给每个老师及所带的学生赋值
最终打印出老师数据以及老师所带的学生数据。
示例:
#include <iostream>
using namespace std;
struct Student
{
string name;
int score;
};
struct Teacher
{
string name;
Student sArray[5];
};
void allocateSpace(Teacher tArray[], int len)
{
string tName = "教师";
string sName = "学生";
string nameSeed = "ABCDE";
for (int i = 0; i < len; i++)
{
tArray[i].name = tName + nameSeed[i];
for (int j = 0; j < 5; j++)
{
tArray[i].sArray[j].name = sName + nameSeed[j];
tArray[i].sArray[j].score = rand() % 61 + 40;
}
}
}
void printTeachers(Teacher tArray[], int len)
{
for (int i = 0; i < len; i++)
{
cout << tArray[i].name << endl;
for (int j = 0; j < 5; j++)
{
cout << "\t姓名:" << tArray[i].sArray[j].name << " 分数:" << tArray[i].sArray[j].score << endl;
}
}
}
int main() {
srand((unsigned int)time(NULL)); //随机数种子 头文件 #include <ctime>
Teacher tArray[3]; //老师数组
int len = sizeof(tArray) / sizeof(Teacher);
allocateSpace(tArray, len); //创建数据
printTeachers(tArray, len); //打印数据
system("pause");
return 0;
}
运行结果:
教师A
姓名:学生A 分数:75
姓名:学生B 分数:58
姓名:学生C 分数:79
姓名:学生D 分数:44
姓名:学生E 分数:56
教师B
姓名:学生A 分数:46
姓名:学生B 分数:42
姓名:学生C 分数:75
姓名:学生D 分数:97
姓名:学生E 分数:40
教师C
姓名:学生A 分数:62
姓名:学生B 分数:63
姓名:学生C 分数:42
姓名:学生D 分数:92
姓名:学生E 分数:99
关于srand((unsigned int)time(NULL)),可见:srand((unsigned int)time(NULL))引发的思考