C++夯实基础

吹泡泡的派大星2024-03-24 21:22

C++在线学习笔记

第一阶段：基础

一、环境配置

1.1.第一个程序（基本格式）

​

C++ 复制代码 
#include <iosteam>
using namespace std;

int main(){
	cout<<"hello world"<<endl;
	system("pause");
}

​ 模板

c++ 复制代码 
#include <iosteam>
using namespace std;
#include <string.h>
int main(){
	//主要功能代码区
    
    
	system("pause");
}
1.2注释
1.3变量

​ 意义：方便管理内存空间

​ 方法：数据类型 变量名 = 数字；

C++ 复制代码 
#include <iosteam>
using namespace std;

int main(){
	int a = 10; 
	cout<<"a = "<<a<<endl;
	system("pause");
}
1.4常量
C++ 复制代码 
#include <iosteam>
using namespace std;
#def Day 7
int main(){
  
	cout<<"一周一共有"<<Day<<endl;
	system("pause");
  
}
1.5关键字
1.6变量命名规则

二、数据类型

​ 目的：给数据存分配合适的空间大小；避免资源浪费

2.1整形

​

2.2 sizeof
int main(){
	cout<<"short类型内存为："<<sizeof(short)<<endl;
}
2.3浮点型

​ float占用四个字节

​ double占用八个字节

​ 科学计数法

​

2.4字符型

​ 注意事项：单引号；单引号里面只能放一个；ASCII值；int（char）；A65；a97.

​

2.5转义字符
2.6字符串型

​ #include string

​ string a = "你好世界" //C++中的变量

​ char str[] ="Hello world" //C中的

2.7布尔数据类型
2.8数据的输入
C++ 复制代码 
#include <iosteam>
using namespace std;
#include <string>

int main(){
  int a =0;
	cout<<"请给a赋值 = "<<endl;
  cin>>a;把输入的值赋值给a
  cout<<"a = "<<a<<endl;
  
  char b ='a';
	cout<<"请给b赋值 = "<<endl;
  cin>>a;把输入的值赋值给a
  cout<<"b = "<<a<<endl;
  
	system("pause");
  
}

三、运算符

3.1 算术运算符号
C++ 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int num1, num2;
    cout << "请输入两个整数：" << endl;
    cin >> num1 >> num2;

    // 加法
    int sum = num1 + num2;
    cout << "加法结果：" << sum << endl;

    // 减法
    int difference = num1 - num2;
    cout << "减法结果：" << difference << endl;

    // 乘法
    int product = num1 * num2;
    cout << "乘法结果：" << product << endl;

    // 除法
    if (num2 != 0) {
        double quotient = static_cast<double>(num1) / static_cast<double>(num2);
        cout << "除法结果：" << quotient << endl;
    } else {
        cout << "除数不能为0" << endl;
    }

    return 0;
}
3.2赋值运算符
C++ 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int a = 10; // 直接赋值
    cout << "a = " << a << endl;

    a += 5; // 加法赋值
    cout << "a = " << a << endl;

    a -= 3; // 减法赋值
    cout << "a = " << a << endl;

    a *= 2; // 乘法赋值
    cout << "a = " << a << endl;

    a /= 4; // 除法赋值
    cout << "a = " << a << endl;

    a %= 6; // 取模赋值
    cout << "a = " << a << endl;
    
    int v = 10;
    ++v ;
    cout<<"v = "<<v<<endl;
  
  

    return 0;
}
3.3比较运算符
C++ 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int a = 10, b = 20;

    // 等于运算符
    if (a == b) {
        cout << "a等于b" << endl;
    } else {
        cout << "a不等于b" << endl;
    }

    // 不等于运算符
    if (a != b) {
        cout << "a不等于b" << endl;
    } else {
        cout << "a等于b" << endl;
    }

    // 大于运算符
    if (a > b) {
        cout << "a大于b" << endl;
    } else {
        cout << "a不大于b" << endl;
    }

    // 小于运算符
    if (a < b) {
        cout << "a小于b" << endl;
    } else {
        cout << "a不小于b" << endl;
    }

    // 大于等于运算符
    if (a >= b) {
        cout << "a大于等于b" << endl;
    } else {
        cout << "a小于b" << endl;
    }

    // 小于等于运算符
    if (a <= b) {
        cout << "a小于等于b" << endl;
    } else {
        cout << "a大于b" << endl;
    }
	system("pause");
    return 0;
}
3.4逻辑运算
C++ 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    bool a = true, b = false;

    // 与运算符
    if (a && b) {
        cout << "a和b都为真" << endl;
    } else {
        cout << "a和b不都为真" << endl;
    }

    // 或运算符
    if (a || b) {
        cout << "a和b至少有一个为真" << endl;
    } else {
        cout << "a和b都不为真" << endl;
    }

    // 非运算符
    if (!a) {
        cout << "a为假" << endl;
    } else {
        cout << "a为真" << endl;
    }
	system("pause");
    return 0;
}

四、 程序流程结构

4.1顺序结构
C++ 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int num = 0;

    // if语句
    if (num > 0) {
        cout << "num大于0" << endl;
    } else if (num < 0) {
        cout << "num小于0" << endl;
    } else {
        cout << "num等于0" << endl;
    }

    return 0;
}

if (条件表达式) {
    // 当条件表达式为真时执行的代码块
} else if (条件表达式) {
    // 当第一个条件表达式为假，且当前条件表达式为真时执行的代码块
} else {
    // 当所有条件表达式都为假时执行的代码块
}

别加分号

4.2选择顺序结构

C++ 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
    int score = 0;
    cout << "输入分数" << endl;
    cin >> score;
    cout << "您的分数为：" << score << endl;

    if (score > 600) {
        cout << "恭喜你考上了一本大学" << endl;
    }
    else if (500 < score < 600) {
        cout << "恭喜你考上了二本大学" << endl;
    }
    else if (400 < score < 500) {
        cout << "恭喜你考上了二本大学" << endl;
    }

    system("pause");
    return 0;


}
4.2嵌套语句

​ 案例一需求

​ 代码实现

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

int main() {
    int score;
    cout << "请输入高考考试分数： ";
    cin >> score;

    if (score > 600) {
        cout << "考上一本" << endl;
        if (score > 700) {
            cout << "考入北大" << endl;
        } else if (score > 650) {
            cout << "考入清华" << endl;
        } else if (score > 600) {
            cout << "考入人大" << endl;
        }
    } else if (score > 500) {
        cout << "考上二本" << endl;
    } else if (score > 400) {
        cout << "考上三本" << endl;
    } else {
        cout << "未考上本科" << endl;
    }

    return 0;
}

​ 案例二需求----三只小猪称体重

​

​ 代码实现：

​

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

int main() {
    int weightA, weightB, weightC;
    cout << "请输入小猪A的体重：";
    cin >> weightA;
    cout << "请输入小猪B的体重：";
    cin >> weightB;
    cout << "请输入小猪C的体重：";
    cin >> weightC;

    if (weightA >= weightB && weightA >= weightC) {
        cout << "小猪A最重" << endl;
    } else if (weightB >= weightA && weightB >= weightC) {
        cout << "小猪B最重" << endl;
    } else {
        cout << "小猪C最重" << endl;
    }

    return 0;
}
4.3 三目运算符：

​ 要求

​ 代码实现：

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

int main() {
    int weightA, weightB, weightC;
    cout << "请输入小猪A的体重：";
    cin >> weightA;
    cout << "请输入小猪B的体重：";
    cin >> weightB;
    cout << "请输入小猪C的体重：";
    cin >> weightC;

    string heaviest = (weightA >= weightB && weightA >= weightC) ? "小猪A" : (weightB >= weightA && weightB >= weightC) ? "小猪B" : "小猪C";
    cout << heaviest << "最重" << endl;

    return 0;
}

​ 注意：？是判断的意思

​ 就是":"就是否则就的意思

4.4 switch语句
C++ 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int weightA, weightB, weightC;
    cout << "请输入小猪A的体重：";
    cin >> weightA;
    cout << "请输入小猪B的体重：";
    cin >> weightB;
    cout << "请输入小猪C的体重：";
    cin >> weightC;

    string heaviest;
    if (weightA >= weightB && weightA >= weightC) {
        heaviest = "小猪A";
    } else if (weightB >= weightA && weightB >= weightC) {
        heaviest = "小猪B";
    } else {
        heaviest = "小猪C";
    }

    switch (heaviest[0]) {
        case '小':
            cout << "最重的小猪是" << heaviest << endl;
            break;
        default:
            cout << "没有找到最重的小猪" << endl;
            break;
    }

    return 0;
}
4.5循环结构

​ 4.5.1结构浏览

​ 4.5.2打印数字

C++ 复制代码 
int main(){
    int num = 0;
    cout<<num<<endl;
    
    while(num<10){
        cout<<num<<endl;
        num++;
    }
    
    
    system("puase");
}

​ 4.5.3猜数字案例

C++ 复制代码 
#include <iostream>
#include <ctime>
#include <cstdlib>

int main() {
    srand(time(0));
    int random_num = rand() % 100 + 1;//rand() % 100生成一个0--99的树
    int guess;

    std::cout << "欢迎来到猜数字游戏！系统已生成一个1到100之间的随机数，请开始猜测：" << std::endl;

    while (true) {
        std::cin >> guess;
        if (guess > random_num) {
            std::cout << "猜大了，请重新输入：" << std::endl;
        } else if (guess < random_num) {
            std::cout << "猜小了，请重新输入：" << std::endl;
        } else {
            std::cout << "恭喜你猜对了！游戏结束。" << std::endl;
            break;
        }
    }

    return 0;
}

​ 4.5.4 do while 实现

C++ 复制代码 
#include <iostream>
#include <ctime>
#include <cstdlib>

int main() {
    srand(time(0));
    int random_num = rand() % 100 + 1;
    int guess;
    bool isCorrect = false;

    std::cout << "欢迎来到猜数字游戏！系统已生成一个1到100之间的随机数，请开始猜测：" << std::endl;

    do {
        std::cin >> guess;
        if (guess > random_num) {
            std::cout << "猜大了，请重新输入：" << std::endl;
        } else if (guess < random_num) {
            std::cout << "猜小了，请重新输入：" << std::endl;
        } else {
            std::cout << "恭喜你猜对了！游戏结束。" << std::endl;
            isCorrect = true;
        }
    } while (!isCorrect);

    return 0;
}

​ 4.5.5水仙花数的实现

解决办法：

C# 复制代码 
#include <iostream>
#include <cmath>

bool is_narcissistic_number(int num) {
    int sum = 0;
    int temp = num;
    int n = std::to_string(num).length();

    while (temp > 0) {
        int digit = temp % 10;
        sum += std::pow(digit, n);
        temp /= 10;
    }

    return sum == num;
}

int main() {
    for (int i = 100; i <= 999; ++i) {
        if (is_narcissistic_number(i)) {
            std::cout << i << " 是水仙花数" << std::endl;
        }
    }

    return 0;
}
4.6 for循环
C++ 复制代码 
int main(){
    for(int i = 0;i<10;i++){
        cout<<"i = "<<i<<endl;
    }
    system("pause");
}

​ 案例：敲桌子

​ 思路：

​ 代码

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

bool contains_seven(int num) {
    while (num > 0) {
        if (num % 10 == 7) {
            return true;
        }
        num /= 10;
    }
    return false;
}

bool is_multiple_of_seven(int num) {
    return num % 7 == 0;
}

int main() {
    int num;
    cout << "请输入一个数字： ";
    cin >> num;

    if (contains_seven(num) || is_multiple_of_seven(num)) {
        cout << "敲桌子" << endl;
    } else {
        cout << "不敲桌子" << endl;
    }

    return   0;
}

​ 嵌套循环

​ 代码实现：

​ 乘法口诀表

​ 代码实现：

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

int main() {
    for (int i = 1; i <= 9; ++i) {
        for (int j = 1; j <= i; ++j) {
            cout << j << " * " << i << " = " << i * j << "\t";
        }
        cout << endl;
    }

    return 0;
}

​ 结果：

4.7跳转语句

break

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

int main() {
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        if (i == 5) {
            break; // 当i等于5时跳出循环
        }
        cout << i << " ";
    }
    cout << endl;

    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        if (i % 2 == 0) {
            continue; // 当i是偶数时跳过本次循环
        }
        cout << i << " ";
    }
    cout << endl;

    return 0;
}

​ continue代码

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

int main() {
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        if (i % 2 == 0) {
            continue; // 当i是偶数时跳过本次循环
        }
        cout << i << " ";
    }
    cout << endl;

    return 0;
}
break和continue的区别：
			**break用于结束整个循环，而continue用于跳过当前迭代继续执行后续迭代**。

在编程中，break和continue都是控制流程的关键字，它们影响循环结构的行为。以下是两者的具体区别：

  • 作用范围 ：当在循环内部遇到break时，会立即退出最内层的循环，并开始执行循环之后的代码。而continue仅跳过当前的迭代，即本次循环剩余未执行的部分，然后继续进行下一次迭代。
  • 使用场景 ：break通常用于在满足某个条件时要完全终止循环的情况。例如，你可能在一个搜索算法中找到目标值后使用break来停止搜索。continue则用于当某次迭代不满足特定条件时，希望略过此次迭代，直接进入下一次迭代的情况。比如，在遍历一个数组时，可能需要忽略某些特定的值。

总结来说，break和continue虽然都可以用来控制循环结构，但它们的主要区别在于break用于结束整个循环，而continue用于结束当前迭代并继续执行后续的迭代。

4.8 goto语句

C++中的goto语句是一种跳转语句，用于将程序的执行流程跳转到指定的标签位置。它的语法格式如下：

cpp 复制代码 
goto label;
...
label: statement;

其中，label是一个用户自定义的标签，可以是一个标识符或者一个数字。当程序执行到goto语句时，它会跳转到与该标签对应的位置，并从该位置开始执行后面的语句。需要注意的是，使用goto语句可能会导致代码结构混乱，不易于维护和调试，因此在实际编程中应尽量避免使用。

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

int main() {
    int num = 0;
    start: // 标签
    num++;
    cout << "num: " << num << endl;
    if (num < 5) {
        goto start; // 跳转到start标签
    }
    return 0;
}

五、 数组

5.1 数组的定义

数组是一组具有相同数据类型的元素的集合，这些元素在内存中连续存放，并且每个元素都可以通过下标来访问。

数组的定义通常包括以下几个要素：

  1. 数据类型：数组中每个元素的类型，如int、float、char等。
  2. 数组名：用于标识数组的变量名。
  3. 数组大小：可以是声明时指定的常量表达式，也可以是后续动态分配的大小。
  4. 初始化：可以在声明时对数组进行初始化，也可以在声明后对数组的元素逐一赋值。
  5. 访问：通过数组名和下标来访问或修改数组中的元素。

此外，在C语言中，数组的下标是从0开始的，所以如果有一个数组a，那么a[0]表示第一个元素，a[n-1]表示最后一个元素，其中n是数组的大小。

总的来说，数组是编程中非常基础且重要的概念，它不仅用于存储数据，还常常用于处理大量数据的情况，如数值计算、数据处理等场景。

5.2数组的操作

数组的操作主要包括以下几个方面：

  1. 访问数组元素 ：通过下标来访问数组中的元素，例如a[0]表示第一个元素，a[n-1]表示最后一个元素。
  2. 修改数组元素 ：通过下标来修改数组中的元素，例如a[0] = 10将第一个元素的值改为10。
  3. 遍历数组元素：使用循环结构来遍历数组中的所有元素，例如使用for循环或while循环。
  4. 数组排序：对数组进行排序，可以使用内置的排序函数或者自定义的排序算法。
  5. 查找数组元素：在数组中查找指定的元素，可以使用线性查找、二分查找等方法。
  6. 动态数组：根据需要动态地增加或减少数组的大小，可以使用C语言中的realloc函数或者C++中的vector容器。
5.3代码的实现

以下是使用C语言实现数组操作的示例代码：

c 复制代码 
#include <stdio.h>

int main() {
    // 定义一个整型数组，大小为5
    int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5};

    // 访问数组元素
    printf("a[0] = %d", a[0]); // 输出第一个元素
    printf("a[4] = %d", a[4]); // 输出最后一个元素

    // 修改数组元素
    a[0] = 10;
    printf("a[0] = %d", a[0]); // 输出修改后的第一个元素

    // 遍历数组元素
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("a[%d] = %d", i, a[i]);
    }

    // 动态增加数组大小
    int *b = (int *)realloc(a, 10 * sizeof(int));
    if (b != NULL) {
        a = b;
        for (int i = 5; i < 10; i++) {
            a[i] = i + 1;
        }
        printf("New array: ");
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            printf("%d ", a[i]);
        }
        printf("");
    } else {
        printf("Failed to resize the array.");
    }

    return 0;
}

以上代码演示了如何定义、访问、修改、遍历和动态调整数组的大小。其中，realloc函数用于重新分配内存空间，如果分配成功则返回指向新内存空间的指针，否则返回NULL。

5.4 一维数组的作用

一维数组是编程中非常基础且重要的概念，它的作用主要有以下几个方面：

  1. 存储数据：一维数组可以用于存储一组相同类型的数据，例如整数、浮点数、字符等。通过下标访问和修改数组元素，可以实现对数据的快速存取和修改。

  2. 处理大量数据：在处理大量数据时，使用一维数组可以有效地减少内存占用和提高程序运行效率。例如，在数值计算、数据处理、图像处理等领域，一维数组被广泛应用。

  3. 实现算法：许多算法需要使用到数组，例如排序算法、查找算法、动态规划等。一维数组作为这些算法的基础数据结构，能够方便地实现各种算法。

  4. 简化代码：使用一维数组可以将复杂的数据结构和操作抽象化，从而简化代码的编写和维护。例如，在字符串处理、矩阵运算等领域，一维数组可以大大简化代码的复杂度。

  5. 统计数组的大小：

    以下是使用C语言实现统计数组大小的示例代码：

    c 复制代码 
    #include <stdio.h>

int main() {
    // 定义一个整型数组，大小为5
    int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5};

    // 计算数组的大小
    int size = sizeof(a) / sizeof(a[0]);
    printf("The size of the array is %d
", size); // 输出数组的大小

    return 0;
}

    以上代码中，sizeof(a)可以获取整个数组的字节数，而sizeof(a[0])可以获取数组中每个元素的字节数。将两者相除即可得到数组的大小。需要注意的是，这种方法只适用于在定义数组时已知数组大小的情况，如果数组是通过动态分配内存得到的，则需要使用其他方法来获取数组的大小。

  6. 案例一：

    2. 解析：首先需要遍历数组，找到最大值，然后打印出来。

      代码如下：

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

int main() {
    int arr[5] = {300, 350, 200, 400, 250};
    int max_weight = arr[0];

    for (int i = 1; i < 5; i++) {
        if (arr[i] > max_weight) {
            max_weight = arr[i];
        }
    }

    cout << "最重的小猪体重为：" << max_weight << endl;
    return 0;
}

案例二：

代码实现：

​ 解析：首先需要声明一个5个元素的数组，然后通过循环将数组元素逆置。

代码如下：

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

int main() {
    int arr[5] = {1, 3, 2, 5, 4};

    for (int i = 0; i < 5 / 2; i++) {
        int temp = arr[i];
        arr[i] = arr[4 - i];
        arr[4 - i] = temp;
    }

    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        cout << arr[i] << " ";
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

​

案例三：冒泡排序

冒泡排序是一种简单直观的交换排序算法。

冒泡排序的基本思想是通过重复遍历要排序的数列，比较相邻两个元素的大小，如果顺序错误（例如，第一个元素比第二个大），则交换它们的位置。这个过程会不断重复，直到整个数列被排序完成。具体步骤如下：

  1. 比较相邻元素：从数列的第一个元素开始，依次比较相邻的两个元素，如果前一个元素大于后一个元素，则交换这两个元素的位置。
  2. 重复遍历：完成一轮遍历后，最大的元素会被移动到数列的末尾。然后再次从头开始遍历，重复上述比较和交换的过程。
  3. 确定元素归位：每完成一趟遍历，就能确定一个元素归位，即该元素移动到了它最终应该在的位置上。
  4. 判断排序完成：当进行一轮遍历后没有任何元素需要交换，说明数列已经完全有序，排序过程结束。

总的来说，冒泡排序的名称来源于较小的元素会逐渐"冒泡"到数列的顶端，就像水中的气泡一样向上浮动。尽管冒泡排序在最坏情况下的时间复杂度较高（O(n^2)），但由于其算法简单且易于实现，它仍然在某些教学场合和特定应用场景中得到使用。

图示

代码部分

C++ 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> // rand() srand()
#include <time.h>   // time()

void display(int* array, int size); // 打印函数
int  check(int* array, int size);   // 检查函数
void swap(int* a, int* b);          // 交换函数

/**
 * @brief 冒泡排序：重的往下沉，从小到大
 *
 * @param array        数组首地址
 * @param size         数组大小
 */
void bubble_sort(int* array, int size)
{
    // 外循环为排序趟数，size 个数进行 size-1 趟
    // 内循环为每趟比较的次数，第 i 趟比较 size-1-i 次
    for (int i = 0; i < size - 1; i++) {
        for (int j = 0; j < size - 1 - i; j++) {
            if (array[j] > array[j + 1]) {
                swap(&array[j], &array[j + 1]);
            }
        }
    }
}

void bubble_sort_better(int* array, int size)
{
    for (int i = 0; i < size - 1; i++) {
        // 以 flag 作为标志，如果遍历完没有改变说明有序不再遍历排序
        int flag = 1;
        for (int j = 0; j < size - 1 - i; j++) {
            if (array[j] > array[j + 1]) {
                swap(&array[j], &array[j + 1]);
                flag = 0;
            }
        }
        if (flag) {
            break;
        }
    }
}

int main()
{
    // 测试用例
    // int array[]    = {49, 38, 65, 97, 76, 13, 27, 49, 10};
    // int array_size = sizeof(array) / sizeof(array[0]);
    // printf("%d \n", array_size);
    // printf("排序前数组：");
    // display(array, array_size);
    // bubble_sort(array, array_size);
    // printf("排序后数组：");
    // display(array, array_size);

    // 随机测试
    int array_num  = 20;             // 数组数量
    int array_size = 20;             // 数组大小
    int array[array_size];           // 数组初始化
    srand((unsigned int)time(NULL)); // 随机数种子，保证每次不一样
    for (int i = 0; i < array_num; i++) {
        for (int j = 0; j < array_size; j++) {
            array[j] = rand() % 1000; // 随机生成数大小 0~999
        }
        printf("原来的数组：");
        display(array, array_size);
        bubble_sort(array, array_size);
        printf("排序后数组：");
        display(array, array_size);
        // 检测排序结果
        if (check(array, array_size) != 0) {
            exit(-1);
        }
        printf("\n");
    }

    return 0;
}

/**
 * @brief 打印函数
 *
 * @param array        数组首指针
 * @param size         数组大小
 */
void display(int* array, int size)
{
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        printf("%d ", array[i]);
    }
    printf("\n");
}

/**
 * @brief 检查函数，从小到大
 *
 * @param array        数组首指针
 * @param size         数组大小
 */
int check(int* array, int size)
{
    for (int i = 0; i < size - 1; i++) {
        if (array[i] > array[i + 1]) {
            printf("sort array fail...\n");
            return -1;
        }
    }
    printf("sort array success...\n");
    return 0;
}

/**
 * @brief 交换函数
 *
 * @param a            第一个交换地址
 * @param b            第二个交换地址
 */
void swap(int* a, int* b)
{
    int temp = *b;
    *b       = *a;
    *a       = temp;
}

总之，一维数组是编程中非常重要的数据结构之一，它不仅能够存储和处理大量数据，还能够实现各种算法和简化代码。

5.5 二维数组

5.5.1 数组的定义

在程序员的术语中，二维数组可以被理解为一个数据结构，它以行和列的形式组织数据，形成一个类似于表格或矩阵的结构。它是一维数组的一个扩展，而一维数组可以被视为一个线性序列。

具体来说，二维数组可以想象为一个由多个一维数组构成的数组，其中每个一维数组代表二维数组的一行。这些一维数组（行）具有相同的长度，这个长度定义了二维数组的列数。因此，二维数组通常通过其行数和列数来描述其大小。

在内存中，二维数组通常是连续存储的，即第一行的所有元素紧跟着第二行的元素，依此类推。这允许通过索引公式直接访问任何特定元素。例如，如果我们有一个名为array的二维数组，要访问位于第i行第j列的元素，我们通常使用array[i][j]的形式（在大多数编程语言中）。

在不同的编程语言中，二维数组的声明和初始化方式可能会有所不同。以下是几种不同语言中声明二维数组的例子：

  • C/C++:

    c 复制代码 
    int array[3][4]; // 一个有3行4列的整型二维数组

  • Java:

    java 复制代码 
    int[][] array = new int[3][4]; // 一个有3行4列的整型二维数组

  • Python (在Python中称为列表的列表):

    python 复制代码 
    array = [[0 for _ in range(4)] for _ in range(3)] # 一个有3行4列的整型二维数组

二维数组在各种编程任务中都非常有用，包括图像处理、地图表示、游戏开发中的网格系统等。通过它们，开发者能够方便地处理有着行列逻辑关系的数据集。

5.5.2 数组名的作用

  1. 查询数组的占内存的大小

  2. 查看二维数组的首地址

  3. 代码实现：

    C++ 复制代码 
    #include<stdio.h>
using namespace std;

int main(){
	int arr[2][3] ={
		{1,2,3},
		{4,5,6}
}
	cout<<"二维数组占用内存空间为："<<sizeof(arr)<<endl;
	cout<<"二维数组第一行占用内存空间为："<<sizeof(arr[0])<<endl;
	cout<<"二维数组第一个元素占用内存空间为："<<sizeof(arr[0][0])<<endl;

    
}
C++ 复制代码 
#include <iostream>

int main() {
    int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};
    int *p = arr;

    std::cout << "数组首地址： " << &arr[0] << std::endl;
    std::cout << "指针指向的首地址： " << p << std::endl;

    return 0;
}

5.5.3二维数组的案例

方法和思想

  1. 创建二维数组

  2. 统计考试成绩，让每行数据相加，统计出总和

  3. 代码实现

    C++ 复制代码 
    #include <stdio.h>
using namespce std;
#include <string.h>

int main(){
    int scores =[3][3] = {
        {100,100,100},
        {90,55,100},
        {60,70,80}
    }
    //统计求和
    for(int i = 0;i<3;i++){
        sum = 0;
        for(int j = 0;j<3;j++){
            sum = sum +score[i][j];
        }
        cout<<"第"<<i+1<<"个人的成绩总和为"<<sum<<endl;
        
    }
}
5.6函数

为了实现算术运算，我们可以创建一个C++函数，该函数接受两个参数（操作数）和一个字符（运算符），然后根据运算符执行相应的算术运算。以下是一个示例：

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

double arithmeticOperation(double num1, double num2, char operation) {
    double result;

    switch (operation) {
        case '+':
            result = num1 + num2;
            break;
        case '-':
            result = num1 - num2;
            break;
        case '*':
            result = num1 * num2;
            break;
        case '/':
            if (num2 != 0) {
                result = num1 / num2;
            } else {
                cout << "除数不能为0" << endl;
                exit(0);
            }
            break;
        default:
            cout << "无效的运算符" << endl;
            exit(0);
    }

    return result;
}

int main() {
    double num1, num2;
    char operation;

    cout << "请输入第一个操作数： ";
    cin >> num1;
    cout << "请输入第二个操作数： ";
    cin >> num2;
    cout << "请输入运算符(+, -, *, /): ";
    cin >> operation;

    double result = arithmeticOperation(num1, num2, operation);
    cout << "结果： " << result << endl;
	system("pause");
    return 0;
}

这个程序首先定义了一个名为arithmeticOperation的函数，该函数接受两个double类型的参数（操作数）和一个char类型的参数（运算符）。然后，它使用switch语句根据运算符执行相应的算术运算，并返回结果。在main函数中，我们从用户那里获取操作数和运算符，然后调用arithmeticOperation函数并输出结果。

运行结果：

值传递

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

//形参传递
void swap(int num1, int num2) {
    int temp = num1;
    num1 = num2;
    num2 = temp;
    cout << "swap中 num1 =" << num1 << "swap中 num2 =" << num2 << endl;
}


//值传递

void swap1(int &num1, int &num2) {
    int temp = num1;
    num1 = num2;
    num2 = temp;
    cout << "swap1中 num1 =" << num1 << "swap1中 num2 =" << num2 << endl;
}

int main() {
    int a = 10;
    int b = 20;
    swap(a, b);
    cout << "main中 num1 =" << a << "main中 num2 =" << b << endl;

    swap1(a, b);
    cout << "二次调用main中 num1 =" << a << "main中 num2 =" << b << endl;
    system("pause");
    return 0;

}

函数的常见样式

C++中函数的常见样式有以下几种：

  1. 无参数，无返回值的函数：
cpp 复制代码 
void functionName() {
    // 函数体
}
  1. 有参数，无返回值的函数：
cpp 复制代码 
void functionName(parameterType parameterName) {
    // 函数体
}
  1. 无参数，有返回值的函数：
cpp 复制代码 
returnType functionName() {
    // 函数体
    return returnValue;
}
  1. 有参数，有返回值的函数：
cpp 复制代码 
returnType functionName(parameterType parameterName) {
    // 函数体
    return returnValue;
}

其中，returnType表示函数的返回值类型，functionName表示函数名，parameterType表示参数类型，parameterName表示参数名。

函数的声明

C++函数的声明、定义和作用：

  1. 声明：函数声明是告诉编译器函数的名称、返回类型和参数列表。函数声明通常放在头文件中，以便在多个源文件中使用同一个函数时，编译器可以知道函数的存在。

  2. 定义：函数定义是实现函数的具体功能。函数定义包括函数体，即实现函数功能的代码块。

  3. 作用：函数的作用是将一段具有特定功能的代码封装起来，以便在程序中多次调用。通过使用函数，可以提高代码的复用性和可维护性。

相关案例实现：

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

// 函数声明 不用具体的函数的实现 只是声明 int add(int a,int b);
int add(int a, int b);

int main() {
    int num1, num2, sum;

    cout << "请输入两个整数：" << endl;
    cin >> num1 >> num2;

    // 调用函数
    sum = add(num1, num2);

    cout << "两数之和为：" << sum << endl;

    return 0;
}

// 函数定义
//pass 复习一下：a>b?a:b
int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

在这个案例中，我们定义了一个名为add的函数，用于计算两个整数的和。首先，我们在main函数中获取用户输入的两个整数，然后调用add函数计算它们的和，并将结果输出到屏幕上。

函数的分文件编写

在C++中，实现函数的分文件编写通常需要将函数声明放在头文件中，而将函数定义放在源文件中。以下是一个简单的示例：

  1. 创建一个头文件（例如：functions.h）：
cpp 复制代码 
#ifndef FUNCTIONS_H
#define FUNCTIONS_H

// 函数声明
int add(int a, int b);

#endif // FUNCTIONS_H
  1. 创建一个源文件（例如：functions.cpp）：
cpp 复制代码 
#include "functions.h"

// 函数定义
int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

  1. 在头文件中剪切源文件中函数的声明

    void swap(int num1, int num2);

  2. 在源文件中声明函数的定义，并且引用头文件

  3. 在头文件导入标准的输入输出文件 标准的命名空间std和函数声明

  4. 在主程序中使用这些函数：

cpp 复制代码 
#include <iostream>
#include "functions.h"

int main() {
    int num1, num2, sum;

    std::cout << "请输入两个整数：" << std::endl;
    std::cin >> num1 >> num2;

    sum = add(num1, num2);

    std::cout << "两数之和为：" << sum << std::endl;

    return 0;
}

在这个示例中，我们将函数声明放在了头文件中，而将函数定义放在了源文件中。这样，我们可以在多个源文件中使用这个函数，而不需要重复编写函数的定义。

5.7指针

在C++中，指针是一种特殊的变量，它存储着另一个变量的内存地址。指针的基本概念、作用和使用方式具体如下：

  • 基本概念：指针是一种变量，它存储的是另一变量的地址。这个地址是内存中的一个位置，而这个位置上存储的就是数据。通过指针，可以间接访问和修改这个地址上的数据。

  • 作用：指针在C++编程中扮演着重要角色，它们允许程序员直接操作内存，这为程序的灵活性和效率带来了提升。指针的使用可以帮助实现动态内存分配、函数参数的传递、构建复杂的数据结构如链表和树等，以及支持多维数组和其他高级功能。

  • 使用方式：

  • 声明 ：使用星号（*）来声明一个指针变量。例如，int *ptr; 声明了一个指向整型的指针变量ptr。

  • 初始化 ：指针可以通过获取变量的地址(&)来初始化，如int val = 10; int *ptr = &val;，此时ptr指向val的地址。

  • 解引用 ：可以使用星号（*）来访问指针指向地址上的值，如int value = *ptr;，这样就将ptr指向地址上的值赋给了value。

  • 指针运算：指针可以进行加减运算，以移动到连续内存块中的其他元素，也可以进行比较运算来确定两个指针的相对位置。

总的来说，掌握指针的使用对于编写高效和灵活的C++代码至关重要。通过深入理解指针的原理和常见操作，程序员能够更加熟练地使用指针来访问和操作内存中的数据。

第二阶段：核心

第三阶段：提高

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