C++ 适合初学者的学习笔记整理

符哥20082026-02-09 8:30

归纳总结 C++ 的核心语法体系，掌握 C++ 编程的基础，建立清晰的语法框架，区分不同版本的特性，并理解各语法点的适用场景。以下是从基础到进阶的 C++ 语法完整归纳，兼顾实用性和系统性。

一、C++ 语法核心体系（按学习逻辑划分）

1. 基础语法（C++98/03 核心）
1.1 程序结构与基本要素

cpp

运行

复制代码 
#include <iostream>  // 头文件引入
using namespace std; // 命名空间使用（避免重复写std::）

// 主函数：程序入口，返回int类型
int main() {
    // 输出语句（分号结束）
    cout << "Hello, C++" << endl;
    return 0; // 程序正常退出返回0
}
  • 核心规则 ：
    • 语句以;结尾，代码块用{}包裹；
    • 大小写敏感（int a和int A是不同变量）；
    • 注释：单行//，多行/* ... */。
1.2 数据类型

表格

类别 具体类型 说明
基本类型 int/float/double 整型 / 单精度浮点 / 双精度浮点
char/bool 字符型（1 字节）/ 布尔型
修饰符 short/long/long long 短整型 / 长整型 / 超长整型
unsigned/signed 无符号 / 有符号（默认 signed）
复合类型 数组、指针、引用 基于基本类型扩展
自定义类型 结构体 (struct)、枚举 (enum) 用户自定义类型

示例：

cpp

运行

复制代码 
// 基本类型
int age = 20;
double score = 95.5;
char ch = 'A';
bool isOk = true;

// 数组
int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; // 固定长度数组
// 指针（存储内存地址）
int* p = &age; // p指向age的地址
*p = 21; // 解引用，修改age的值为21

// 引用（变量的别名，必须初始化）
int& ref = age;
ref = 22; // age也变为22
1.3 控制流语句

  • 条件语句：

    cpp

    运行

    复制代码 
    // if-else
if (age > 18) {
    cout << "成年" << endl;
} else if (age == 18) {
    cout << "刚成年" << endl;
} else {
    cout << "未成年" << endl;
}

// switch（适合多分支等值判断）
switch (score / 10) {
    case 10:
    case 9: cout << "优秀"; break; // break避免穿透
    case 8: cout << "良好"; break;
    default: cout << "及格/不及格";
}

  • 循环语句：

    cpp

    运行

    复制代码 
    // for循环（适合已知循环次数）
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    cout << i << " "; // 输出：0 1 2 3 4
}

// while循环（适合未知循环次数）
int num = 10;
while (num > 0) {
    num--;
}

// do-while（至少执行一次）
do {
    cout << "至少执行一次" << endl;
} while (false);

// 循环控制：break（终止循环）、continue（跳过本次）
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    if (i == 2) continue; // 跳过i=2
    if (i == 4) break;    // 终止循环
    cout << i << " "; // 输出：0 1 3
}
1.4 函数

cpp

运行

复制代码 
// 函数声明（原型）：返回值 函数名(参数列表)
int add(int a, int b);

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

// 函数调用
int result = add(3, 5); // result=8

// 重载函数：同名不同参数（参数个数/类型/顺序不同）
double add(double a, double b) {
    return a + b;
}

// 带默认参数的函数（默认参数放最后）
int multiply(int a, int b = 2) {
    return a * b;
}
multiply(3); // 3*2=6
multiply(3, 4); // 3*4=12
2. 面向对象（OOP）核心语法（C++ 核心特性）
2.1 类与对象

cpp

运行

复制代码 
// 类定义：封装属性和方法
class Person {
private: // 私有（仅类内部访问，默认private）
    string name;
    int age;

public: // 公有（对外暴露的接口）
    // 构造函数：创建对象时初始化，无返回值，与类同名
    Person(string n, int a) : name(n), age(a) {} // 初始化列表（推荐）

    // 析构函数：销毁对象时调用，释放资源，~+类名，无参数无返回值
    ~Person() {
        cout << "对象销毁" << endl;
    }

    // 成员方法
    void showInfo() {
        cout << "姓名：" << name << " 年龄：" << age << endl;
    }

    // 友元函数：突破封装，可访问私有成员（全局函数）
    friend void printPerson(Person p);
};

// 友元函数实现
void printPerson(Person p) {
    cout << "友元访问：" << p.name << " " << p.age << endl;
}

// 对象创建与使用
Person p1("张三", 20); // 栈对象
p1.showInfo();
printPerson(p1);

Person* p2 = new Person("李四", 25); // 堆对象（需手动释放）
p2->showInfo();
delete p2; // 释放堆内存，调用析构函数
2.2 继承与多态

cpp

运行

复制代码 
// 继承：子类复用父类代码，语法：class 子类 : 继承方式 父类
// 继承方式：public（公有的继承）、protected（保护的）、private（私有的，默认）
class Student : public Person {
private:
    int score;
public:
    // 子类构造函数：先调用父类构造
    Student(string n, int a, int s) : Person(n, a), score(s) {}

    // 重写父类方法（多态基础）
    void showInfo() override { // override关键字：显式重写，编译器检查
        cout << "姓名：" << name << " 年龄：" << age << " 分数：" << score << endl;
    }

    // 静态成员：属于类，所有对象共享
    static int count; // 声明
};

// 静态成员初始化（类外）
int Student::count = 0;

// 多态：父类指针/引用指向子类对象，调用子类重写的方法
// 前提：父类方法加virtual（虚函数）
// 修改Person类的showInfo为虚函数：
// virtual void showInfo() { ... }

Person* ptr = new Student("王五", 18, 90);
ptr->showInfo(); // 调用Student的showInfo（多态效果）
delete ptr;

// 纯虚函数与抽象类：纯虚函数=0，抽象类不能实例化，子类必须重写
class Shape {
public:
    virtual double getArea() = 0; // 纯虚函数
};

class Circle : public Shape {
private:
    double r;
public:
    Circle(double r) : r(r) {}
    double getArea() override {
        return 3.14 * r * r;
    }
};
3. 进阶语法（C++11 及以上）
3.1 智能指针（解决内存泄漏）

cpp

运行

复制代码 
#include <memory> // 头文件

// unique_ptr：独占所有权，不能拷贝
unique_ptr<int> up(new int(10));
// unique_ptr<int> up2 = up; // 错误：不能拷贝
up.reset(); // 释放资源

// shared_ptr：共享所有权，引用计数
shared_ptr<int> sp1(new int(20));
shared_ptr<int> sp2 = sp1; // 引用计数=2
cout << sp1.use_count() << endl; // 输出2
sp1.reset(); // 引用计数=1
sp2.reset(); // 引用计数=0，释放资源

// make_shared（推荐：更高效）
auto sp3 = make_shared<int>(30);
3.2 自动类型推导

cpp

运行

复制代码 
// auto：编译器推导类型（必须初始化）
auto a = 10; // int
auto b = 3.14; // double
auto c = make_shared<int>(5); // shared_ptr<int>

// decltype：推导表达式类型
int x = 10;
decltype(x) y = 20; // y是int
3.3 范围 for 循环

cpp

运行

复制代码 
vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
// 遍历容器，无需关心下标
for (auto num : vec) {
    cout << num << " ";
}
// 引用遍历（修改元素）
for (auto& num : vec) {
    num *= 2;
}
3.4 Lambda 表达式（匿名函数）

cpp

运行

复制代码 
// 语法：[捕获列表](参数列表) -> 返回值类型 { 函数体 }
// 捕获列表：[]无捕获、[=]值捕获、[&]引用捕获、[this]捕获当前对象
auto add = [](int a, int b) -> int {
    return a + b;
};
cout << add(3, 5) << endl; // 8

// 捕获外部变量
int base = 10;
auto addBase = [base](int a) {
    return a + base;
};
cout << addBase(5) << endl; // 15
3.5 空指针与 nullptr

cpp

运行

复制代码 
// C++11前用NULL（本质是0），易混淆
int* p = NULL;
// C++11用nullptr（专门的空指针类型）
int* q = nullptr;
4. 容器与算法（STL 核心）

cpp

运行

复制代码 
#include <vector> // 动态数组
#include <map>    // 键值对
#include <algorithm> // 算法

// vector：动态数组，自动扩容
vector<int> vec;
vec.push_back(1); // 添加元素
vec.push_back(2);
vec.pop_back(); // 删除最后一个元素
cout << vec[0] << endl; // 访问元素

// map：有序键值对，基于红黑树
map<string, int> mp;
mp["张三"] = 20;
mp["李四"] = 25;
// 遍历map
for (auto& pair : mp) {
    cout << pair.first << " : " << pair.second << endl;
}

// 算法：排序、查找等
vector<int> nums = {3, 1, 4, 2, 5};
sort(nums.begin(), nums.end()); // 升序排序
// 查找元素
auto it = find(nums.begin(), nums.end(), 3);
if (it != nums.end()) {
    cout << "找到：" << *it << endl;
}

二、C++ 语法关键注意事项

  1. 内存管理 ：
    • 栈对象自动销毁，堆对象（new）必须用delete释放，否则内存泄漏；
    • 优先使用智能指针（unique_ptr/shared_ptr）替代裸指针。
  2. const 关键字 ：
    • const int a：常量，值不可改；
    • int const* p：指针指向的内容不可改；
    • int* const p：指针本身不可改；
    • const成员函数：void show() const，不能修改成员变量。
  3. 重载与重写区别 ：
    • 重载：同一作用域、同名、参数不同；
    • 重写：父子类、同名、参数相同、父类方法加virtual。
  4. C++11 + 特性兼容 ：
    • 编译时需指定标准（如g++ -std=c++11 test.cpp）；
    • 优先使用现代特性（智能指针、auto、Lambda）提升代码安全性和简洁性。

总结

  1. 基础层：掌握数据类型、控制流、函数是 C++ 的入门核心，需注意语法规范（分号、作用域）；
  2. 核心层：面向对象（类、继承、多态）是 C++ 的灵魂，重点理解封装、继承、多态三大特性，以及构造 / 析构函数的生命周期；
  3. 进阶层：C++11 及以上的现代特性（智能指针、Lambda、auto）能大幅提升代码质量，STL 容器与算法是实际开发的核心工具；
  4. 关键原则：内存管理是 C++ 的重点和难点，优先使用 RAII（资源获取即初始化）思想（如智能指针）避免内存泄漏。

掌握以上语法体系，你可以覆盖绝大多数 C++ 开发场景，后续可针对具体方向（如高性能编程、嵌入式开发）深化相关语法的应用。

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