0821|C++day1 初步认识C++

徐艺桐2023-08-26 12:55

一、思维导图

二、知识点回顾

【1】QT软件的使用

1）创建文件

创建文件时，文件的路径一定是全英文

2）修改编码

工具--->选项--->行为--->默认编码：system

【2】C++和C的区别

C++又叫C plus plus，C++是对C的扩充，几乎支持所有的C语言语法

C语言：面向过程语言 ------>偏重解决问题的步骤

C++：面向对象语言 ------>求解的方法

面向对象的三大特征：封装、继承和多态
抽象------>可以作为面向对象语言的第四个特征

1）C++对C的扩充

  1. 命名空间(解决命名冲突/命名污染)
  2. 函数重载(用于解决同一功能函数，可以定义相同名字，运算符重载)
  3. 引用(和C中的指针有关系)
  4. 面向对象的特征
  5. 泛式编程
  6. 模板编程(模板类和模板函数)
  7. STL标准模板库

2）C++对C的兼容

  1. C++几乎支持所有C语法
  2. g++是C++使用的编译器，比gcc更加严格
  3. <stdio.h>头文件，在C++中仍然可以使用，C中的所有头文件在C++中都可以使用，把头文件后面的.h去掉，前面加c，<string.h> ----<cstring>
  4. C++文件的后缀是.cpp，C语言是.c后缀

【3】第一个C++程序

1）hello world

cpp 复制代码 
#include <iostream>
//#:预处理标识符
//<iostream>:输入输出流类所在的头文件
//istream:输入流类
//ostream:输出流类

using namespace std;     //std：标准命名空间
//using使用命名空间
//namespace就是命名空间的关键字
//std是标准命名空间名

int main()
{
    cout << "第一个C++程序" << endl;
    //cout：ostream类的一个类对象，输出，但是不需要格式符
    // <<:左移运算符的重载,重载为插入运算符(输出运算符)
    cout << "Hello World!" << endl;
    return 0;
}

2）cout标准输出流对象

i）介绍

由ostream类提供的C++中的标准输出流的类对象，但是只有头文件不能直接使用cout，还需要添加std，cout还包含在std命名空间中

ii）运算

ostream类对左移运算符进行了重载，重载后

iii）cout的使用

不需要任何格式符，直接使用cout和

cout endl就是换行

iv）使用cout指定格式的输出

  1. 通过函数，需要头文件
  2. 通过关键字
cpp 复制代码 
#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;

int main()
{
    int a = 16;
    cout << a << endl;    //16
// ----------------通过关键字控制格式------------------------
    cout << hex << a << endl;  //10 hex十六进制输出
    cout << a << endl;    //10  ---->因为上一行的cout已经指定了格式，如果想结束掉上述的格式，重新指定格式
    cout << dec << a << endl;  //dec表示十进制的输出
    cout << oct << a << endl;  //oct表示八进制输出
    cout << "-----------------------------" << endl;
// ----------------通过函数控制格式------------------------
    cout << setbase(16) << a << endl;
    cout << setbase(8) << a << endl;
    cout << a << endl;   //20,使用函数仍然改变了cout的输出格式
    cout << setbase(10) << a << endl;
    cout << "指定宽度的输出<==>%nd" << endl;
    cout << setw(4) << left << a ;  //功能和%-4d一样，左对齐使用left，如果不加left默认是右对齐
    cout << "小数的指定宽度输出 " << endl;
    cout << setprecision(4) << 3.1456 << endl;
    //指定的是包含小数点的位置，3.146
    return 0;
}

练习：输出斐波那契的前10项

1 1 2 3 5 8 13 ····

cpp 复制代码 
#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    int arr[10];
    int i = 0;
    for(i=0;i<10;i++)
    {
        if(i==0 || i==1)
        {
            arr[i]=1;
        }
        else
            arr[i]=arr[i-2]+arr[i-1];
        cout << arr[i] << endl;
    }
    return 0;
}

3）cin标准输入流对象

相当于C中scanf

cin是由istream提供类对象，和cout一样，都存在于std标准命名空间中

cpp 复制代码 
#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;

int main()
{
    int a;
    //scanf("%d",&a);  //需要控制格式
    cin >> a;    //cin加上右移运算符重载，再加上变量名，使用cin输入不需要加变量的地址
    cout << a << endl;
    char c;
    cin >> c;    //cin可以实现任意类型的输入
    cout << "从终端获取的字符c=" << c << endl;
    return 0;
}

练习：终端输入一个字符，判断该字符的类型，字母(大写/小写)、数字字符，其他字符

cpp 复制代码 
#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;

int main()
{
    char a;
    //scanf("%d",&a);  //需要控制格式
    cin >> a;    //cin加上右移运算符重载，再加上变量名，使用cin输入不需要加变量的地址
    if(a>='0'&&a<='9')
    {
        cout << "a是一个数字" << endl;
    }
    else if(a>='A'&&a<='Z')
    {
        cout << "a是一个大写字母" << endl;
    }
    else if(a>='a'&&a<='z')
    {
        cout << "a是一个小写字母" << endl;
    }
    return 0;
}

【4】命名空间

1) 介绍

using namespace std;

using使用命名空间中的标识符

std标准命名空间

为了使用cout和cin、endl、string

2) 定义

cpp 复制代码 
namespace 命名空间名
{
    变量名;
    函数;
    结构体;
    枚举名;
}

::  域限定符
命名空间中的函数，可以在命名空间中声明，在命名空间外实现

3) 使用命名空间

① 全局引入命名空间

  1. 引入命名空间的位置，不包在任何花括号内
  2. 直接使用using引入整个命名空间中的标识符
  • using namespace 命名空间名;
  • 在该语句下的所有语句，都可以直接使用命名空间中的标识符

② 引入命名空间中的部分标识符

  1. using 命名空间名+标识符名; 在该语句下的所有语句，可以使用命名空间中的部分标识符
  2. 在哪个位置使用，在哪写域限定符

std::cout

4）命名空间冲突问题

① 局部变量和命名空间冲突

即使引入了命名空间，但是在使用时，默认使用局部变量，如果想要使用命名空间中的变量，命名空间名+域限定符

cpp 复制代码 
#include <iostream>
//using namespace std;


namespace my_namespace {      //定义了一个命名空间
     int a=2000;
     int num2;
     void fun();   //命名空间中写函数的声明
}


void my_namespace::fun()   //定义了一个命名空间中的函数
{
    std::cout << "test" << std::endl;
}


using namespace my_namespace;  //引入命名空间中的所有标识符
using my_namespace::num2;   //引入命名空间中的部分标识符


int main()
{


    using std::cout;  //引入std中的cout标识符
    using std::endl;  //引入std中的endl标识符
    int a = 90;
    cout << "局部变量a=" << a << endl;
    cout << my_namespace::a << endl;
    fun();
    return 0;
}

② 两个命名空间中命名冲突问题

报错信息：

cs 复制代码 
main.cpp:30:13: error: reference to 'num2' is ambiguous
main.cpp:7:10: note: candidate found by name lookup is 'my_namespace::num2'
main.cpp:12:10: note: candidate found by name lookup is 'B::num2'

冲突的命名空间：

cpp 复制代码 
namespace my_namespace {      //定义了一个命名空间
     int a=2000;
     int num2;
     void fun();   //命名空间中写函数的声明
}

namespace B {
     int num2;
}

1、只引入某一个命名空间，只能使用引入的命名空间中的标识符

cpp 复制代码 
using namespace B; //只能使用B中的num2

2、直接在使用变量时，说明使用哪一个命名空间中的标识符

命名空间名+域限定符

cpp 复制代码 
int main()
{
    my_namespace::num2=900;    //在使用变量时，使用域限定符
    cout << B::num2 << endl;
    return 0;
}

iii）全局变量和命名空间冲突问题

  1. 如果冲突，可以选择不引入命名空间，只能使用全局的变量
  2. 既要引入命名空间，又要使用全局变量，给全局变量前加域限定符(全局变量默认和匿名空间存在一起，::)，访问命名空间中的变量，使用：命名空间名+域限定符
cpp 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;

int a = 3000;
namespace my_namespace {      //定义了一个命名空间
     int a=2000;
     int num2;
     void fun();   //命名空间中写函数的声明
}

namespace B {
     int num2;
}
void my_namespace::fun()   //定义了一个命名空间中的函数
{
    std::cout << "test" << std::endl;
}

using namespace my_namespace;  //引入命名空间中的所有标识符
using namespace B;

int main()
{
    my_namespace::num2=900;    //在使用变量时，使用域限定符
    cout << B::num2 << endl;
    cout << my_namespace::a << endl; //通过域限定符和命名空间名访问指定变量a
    cout << ::a << endl;    //访问全局变量a
    return 0;
}

5）字符串/C++中的string类

如果定义了多个同名的命名空间，最后多个会合并成一个命名空间

cpp 复制代码 
namespace B {
     int num2;
     int a = 10;
}

namespace B {    //并没有定义新的命名空间B，改行的B会和前面B合并成一个命名空间
    int b;
}

6) 命名空间的嵌套

cpp 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;

namespace A {    //定义了一个命名空间A
    int a=0;
    namespace B {   //嵌套一个命名空间B
         int a=100;
         char c='a';
    }
}
using namespace A;
using namespace A::B;  //全局引入A中的命名空间B
int main()
{
    //cout << A::a << endl;   //0
    //cout << A::B::a << endl; //100,嵌套的命名空间，访问里面空间标识符时，需要逐级访问
    cout << c << endl;
    return 0;
}

7) 给命名空间重命名

typedef int a； ---->既可以使用int定义变量，也可以使用a定义变量

cpp 复制代码 
namespace 新名字 = 旧名字;
namespace NEW = A;   //把命名空间A重命名为NEW

新名字和旧名字都可以继续使用
#include <iostream>
using namespace std;


namespace A {    //定义了一个命名空间A
    int a=0;
    namespace B {   //嵌套一个命名空间B
         int a=100;
         char c='a';
    }
}

namespace NEW = A;    //给命名空间A重命名为NEW
using namespace NEW;
//using namespace A::B;  //全局引入A中的命名空间B
int main()
{
    //cout << A::a << endl;   //0
    //cout << A::B::a << endl; //100,嵌套的命名空间，访问里面空间标识符时，需要逐级访问
    cout << NEW::B::c << endl;
    return 0;
}

8) using的其他用法

已知的用法：引入命名空间

using还可以用于类型重定义 typedef

C++11的新特性

cpp 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    typedef int a;
    a num1 =100;
    cout << num1 << endl;
    using INT = int;   //把基本数据类型int重定义为INT，后面可以直接使用INT定义变量
    INT num2 = 90;
    cout << sizeof(INT) << endl;
    return 0;
}

【5】字符串/C++中的string类

  • C语言中不支持string类型
  • C++中封装了string类，可以直接使用string定义变量

1) C++中字符串的定义

可以直接通过string实现

cpp 复制代码 
#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;
int main()
{
    char str[]="hello";   //C语言风格的字符串，C++中仍然支持,结尾有'\0'
    cout << sizeof(str) << endl;
    cout << strlen(str) << endl;  //可以手动导入<cstring>头文件，使用strlen函数

    //通过string类实现变量的定义
    string str1 = "hello";   //定义了一个string类型的饿字符串str1并初始化hello
    string str2 = str;
    cout << str2 << endl;   //C语言风格的字符串会自动转换成C++风格的字符串并且可以直接使用
    str2 = "hi";    //给str2字符串赋值

    //----------使用单个的字符给字符串赋值-----------
    string str3(5,'a');  //定义了一个str3字符串，使用5个a初始化
    cout << str3 << endl;
    string str4("world");   //定义了一个字符串str4，使用world初始化
    cout << str4 << endl;

    //----------多个字符串之间的赋值------------
    str3 = str4;
    cout << "s3=" << str3 << endl;
    cout << "s4=" << str4 << endl;
}

【2】C++风格和C风格字符串的转化

  • C向C++转化，无需任何操作
  • C++风格向C语言风格转化，需要c_str()/data()成员函数
cpp 复制代码 
#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;

int main()
{
    char str[]="hello";
    string str1 = str;   //C风格可以直接转化为C++风格
    //cout << strlen(str1) << endl;  //C++风格的字符串向C风格转化，需要特定的操作
    cout << strlen(str1.data()) << endl;  //使用过data函数后，str1可以被strlen计算
    //cout << strcat(str1.c_str(),"world") << endl;
    //因为str1.c_str()返回的时hello的字符数组形式，是一个const char*
    char str3[100]="world";
    strcat(str3,str1.c_str());
    cout << str3 << endl;

    return 0;
}

3) string常用的函数

i）at()

功能：访问指定下标的元素，使用at而不用下标访问，因为at可以检查越界问题

ii）length()/size()

功能：返回字符串的长度

iii）clear()

功能：清空字符串

iv）empty()

功能：字符串的判空，空返回1，否则返回0

cpp 复制代码 
#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;

int main()
{
    char str[]="hello";
    string str1 = str;   //C风格可以直接转化为C++风格
//    cout << str1.at(7) << endl;
    cout << str1.length() << endl;
    cout << str1.size() << endl;
    str1.clear();
    cout << str1 << endl;
    cout << str1.size() << endl;
    cout << str1.empty() << endl;
    return 0;
}

4）字符串比较

cpp 复制代码 
#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;


int main()
{
    char str[]="hello";
    string str1 = str;   //C风格可以直接转化为C++风格
    string str2 = "hi";
    if(str1<str2)   //字符串在C++中可以直接参与比较,结果0/1
    {
        cout << "str1<str2" << endl;
    }
    return 0;
}

5）字符串的输入

  1. cin ------->不能获取带空格的字符串
  2. getline(cin,变量名) ----->可以获取带空格的字符串
cpp 复制代码 
#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;

int main()
{
    char str[]="hello";
    string str1 = str;   //C风格可以直接转化为C++风格
    string str2;
    //cin >> str2;   //不能实现字符串带空格的输入
    getline(cin,str2);
    cout << str2 << endl;
    return 0;
}

练习：终端输入一个字符串，以'\n'作为标志停止，判断字母和数字的个数，空格的个数

cpp 复制代码 
#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;

int main()
{
    string str;
    getline(cin,str);
    int len = str.size();  //作为循环条件
    int num1=0,num2=0,num3=0;
    for(int i=0;i<len;i++)
    {
        if(str.at(i)>='a'&&str.at(i)<='z'||str.at(i)>='A'&&str.at(i)<='Z')
        {
            num1++;
        }
        else if(str.at(i)>='0'&&str.at(i)<='9')
        {
            num2++;
        }
        else if(str.at(i)==' ')
        {
            num3++;
        }
    }

    cout << num1 << endl;
    cout << num2 << endl;
    cout << num3 << endl;
    return 0;
}

【2】C++中的bool

  1. C中不支持bool类型，C++中支持bool类型
  2. C++中bool类型的默认值是0/false，默认的输出结果是数字的形式，仍然可以使用字母赋值
  3. true和false就是bool类型的值，是C++中的关键字
  4. 如果想要使用字母表示bool类型，加boolalpha关键字
  5. 如果想要恢复数字表示，noboolalpha
  6. bool类型的大小是1Byte，虽然1bit就能存下bool类型，但是分配空间以字节为单位。
cpp 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    bool a=true;
    cout << a << endl;    //默认是数字表示
    cout << boolalpha << a << endl;   //加上boolalpha显示字母表示
    bool b=0;
    cout << noboolalpha << b << endl;  //加上noboolalpha回到数字表示

    cout << sizeof(b) << endl;
    return 0;
}

三、作业：字符串逆置

cs 复制代码 
#include <iostream>
#include <cstring>
#include <algorithm>
using namespace std;

int main()
{
    string str;
    getline(cin,str);    //从终端获取字符串
    reverse(str.begin(),str.end());
    cout << str << endl;
    return 0;
}
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