C++ Primer Plus 第2章：开始学习C++

2.1 进入C++

2.1.1 第一个C++程序

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// myfirst.cpp -- 第一个C++程序
#include <iostream>                 // 预处理器编译指令

int main()                          // 函数头
{
    using namespace std;            // 使用std命名空间
    cout << "Come up and C++ me some time." << endl;
    cout << "You won't regret it!" << endl;
    return 0;                       // 结束main()函数
}

输出：

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Come up and C++ me some time.
You won't regret it!

2.1.2 程序结构解析

组成部分	说明
`// 注释`	单行注释，编译器忽略
`#include <iostream>`	预处理器指令，包含头文件
`int main()`	主函数，程序入口
`{ }`	函数体定界符
`using namespace std;`	使用标准命名空间
`return 0;`	返回值，0表示正常结束

2.1.3 注释

C++ 支持两种注释方式：

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// 这是单行注释（C++风格）

/* 这是
   多行注释
   （C风格）*/

#include <iostream>
int main()
{
    // 单行注释示例
    /* 多行注释示例
       可以跨越多行 */
    std::cout << "Hello, World!" << std::endl;
    return 0;
}

⚠️ 注意：C++风格的 // 注释更常用，C风格 /* */ 注释不能嵌套。

2.1.4 预处理器与头文件

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#include <iostream>   // C++标准头文件（无.h后缀）
#include <cmath>      // C数学库的C++版本
#include "myfile.h"   // 用户自定义头文件（用引号）

< > 用于标准库头文件
" " 用于自定义头文件
C++头文件没有 .h 后缀 （如 iostream 而非 iostream.h）

2.1.5 main() 函数

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// main函数的标准形式
int main()
{
    // 函数体
    return 0;   // 向操作系统返回0，表示程序正常结束
}

main() 是程序的入口点 ，每个C++程序必须有且只有一个 main()
返回类型 int 表示向操作系统返回一个整数
return 0 表示程序正常退出，非0值通常表示异常

2.2 C++语句

2.2.1 声明语句与变量

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#include <iostream>
int main()
{
    using namespace std;

    int carrots;            // 声明一个整型变量
    carrots = 25;           // 赋值语句
    cout << carrots << endl;

    int apples = 10;        // 声明并初始化（推荐写法）
    cout << apples << endl;

    return 0;
}

变量声明规则：

必须先声明，再使用
变量名区分大小写（Carrots ≠ carrots）
不能以数字开头
不能使用C++关键字

2.2.2 赋值语句

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#include <iostream>
int main()
{
    using namespace std;

    int steinway;
    int baldwin;
    int yamaha;

    yamaha = steinway = baldwin = 88;   // 连续赋值（从右向左）
    cout << "yamaha = " << yamaha << endl;
    cout << "baldwin = " << baldwin << endl;
    cout << "steinway = " << steinway << endl;

    return 0;
}

输出：

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yamaha = 88
baldwin = 88
steinway = 88

2.2.3 cout 输出语句

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#include <iostream>
int main()
{
    using namespace std;

    int number = 42;
    double pi = 3.14159;

    // 输出字符串
    cout << "Hello, C++!" << endl;

    // 输出变量
    cout << "number = " << number << endl;

    // 链式输出（<<运算符可以连续使用）
    cout << "pi = " << pi << "\n";

    // endl vs \n
    cout << "使用endl会刷新缓冲区" << endl;
    cout << "使用\\n只换行不刷新" << "\n";

    return 0;
}

💡 endl vs \n ：endl 输出换行符并刷新输出缓冲区 ；\n 只输出换行符，效率更高。

2.3 其他C++语句

2.3.1 cin 输入语句

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// getinfo.cpp -- 使用cin读取用户输入
#include <iostream>
int main()
{
    using namespace std;

    int carrots;
    cout << "How many carrots do you have?" << endl;
    cin >> carrots;     // 从键盘读取整数
    cout << "Here are two more. ";
    cout << "Now you have " << carrots + 2 << " carrots." << endl;

    return 0;
}

运行示例：

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How many carrots do you have?
12
Here are two more. Now you have 14 carrots.

2.3.2 cin 读取多个值

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#include <iostream>
int main()
{
    using namespace std;

    int age;
    double height;

    cout << "请输入年龄和身高（用空格分隔）：" << endl;
    cin >> age >> height;   // 链式读取

    cout << "年龄：" << age << endl;
    cout << "身高：" << height << " 米" << endl;

    return 0;
}

2.3.3 类简介

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// 类是C++的核心概念
// cout 和 cin 都是类的对象

// cout 是 ostream 类的对象
// cin  是 istream 类的对象
// 它们都定义在 <iostream> 头文件中

#include <iostream>
int main()
{
    using namespace std;

    // cout 对象使用 << 运算符（插入运算符）
    cout << "这是cout对象的使用示例" << endl;

    // cin 对象使用 >> 运算符（提取运算符）
    int x;
    cin >> x;

    return 0;
}

2.4 函数

2.4.1 使用有返回值的函数

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// sqrt_demo.cpp -- 使用sqrt()函数
#include <iostream>
#include <cmath>        // 包含数学函数库

int main()
{
    using namespace std;

    double area;
    cout << "请输入正方形的面积：";
    cin >> area;

    double side = sqrt(area);   // 调用sqrt()函数求平方根
    cout << "边长为：" << side << endl;

    // 函数可以嵌套使用
    cout << "4的平方根是：" << sqrt(4.0) << endl;
    cout << "2的平方根是：" << sqrt(2.0) << endl;

    return 0;
}

运行示例：

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请输入正方形的面积：25
边长为：5
4的平方根是：2
2的平方根是：1.41421

2.4.2 自定义函数

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// ourfunc.cpp -- 定义并使用自定义函数
#include <iostream>

// 函数原型（声明）
void simon(int n);          // 无返回值函数
int sum(int a, int b);      // 有返回值函数

int main()
{
    using namespace std;

    simon(3);               // 调用自定义函数
    cout << "Pick an integer: ";
    int count;
    cin >> count;
    simon(count);

    cout << "1 + 2 = " << sum(1, 2) << endl;

    return 0;
}

// 函数定义
void simon(int n)
{
    using namespace std;
    cout << "Simon says touch your toes " << n << " times." << endl;
}

int sum(int a, int b)
{
    return a + b;
}

输出：

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Simon says touch your toes 3 times.
Pick an integer: 5
Simon says touch your toes 5 times.
1 + 2 = 3

2.4.3 函数原型

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#include <iostream>

// ✅ 函数原型：在main()之前声明函数
double cube(double x);      // 告诉编译器函数的参数类型和返回类型

int main()
{
    using namespace std;
    double side = 3.0;
    double volume = cube(side);
    cout << "边长为 " << side << " 的正方体体积为：" << volume << endl;
    return 0;
}

// 函数定义（可以在main()之后）
double cube(double x)
{
    return x * x * x;
}

💡 函数原型的作用：

告知编译器函数的返回类型

告知编译器函数的参数数量和类型

使编译器能够检查函数调用是否正确

2.4.4 void 函数（无返回值）

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#include <iostream>

void printLine(char ch, int width);   // 函数原型

int main()
{
    printLine('*', 20);
    std::cout << "  Hello, C++!  " << std::endl;
    printLine('-', 20);
    return 0;
}

void printLine(char ch, int width)
{
    for (int i = 0; i < width; i++)
        std::cout << ch;
    std::cout << std::endl;
}

输出：

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********************
  Hello, C++!  
--------------------

2.5 命名空间

2.5.1 using namespace std

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#include <iostream>

// 方式一：使用整个命名空间（最常见，但不推荐在大型项目中使用）
using namespace std;

int main()
{
    cout << "方式一：using namespace std" << endl;
    return 0;
}

2.5.2 using 声明（推荐）

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#include <iostream>

int main()
{
    // 方式二：只引入需要的名称（推荐）
    using std::cout;
    using std::endl;
    using std::cin;

    int x;
    cout << "请输入一个数字：";
    cin >> x;
    cout << "你输入了：" << x << endl;

    return 0;
}

2.5.3 使用作用域解析运算符（最规范）

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#include <iostream>

int main()
{
    // 方式三：每次使用时加 std:: 前缀（最规范，大型项目推荐）
    std::cout << "方式三：使用 std:: 前缀" << std::endl;
    std::cout << "这是最明确的写法" << std::endl;
    return 0;
}

方式	写法	适用场景
全局引入	`using namespace std;`	学习、小型程序
局部声明	`using std::cout;`	中型程序
作用域解析	`std::cout`	大型项目、库开发

2.6 综合示例

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// complete_demo.cpp -- 第2章综合示例
#include <iostream>
#include <cmath>

// 函数原型
double circleArea(double radius);
void printResult(double r, double area);

int main()
{
    using namespace std;

    cout << "===== 圆面积计算器 =====" << endl;
    cout << "请输入圆的半径：";

    double radius;
    cin >> radius;

    double area = circleArea(radius);
    printResult(radius, area);

    return 0;
}

double circleArea(double radius)
{
    const double PI = 3.14159265358979;
    return PI * radius * radius;
}

void printResult(double r, double area)
{
    using namespace std;
    cout << "半径为 " << r << " 的圆，面积为：" << area << endl;
}

运行示例：

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===== 圆面积计算器 =====
请输入圆的半径：5
半径为 5 的圆，面积为：78.5398

📝 第2章知识点总结

知识点	核心要点
程序结构	`#include` → `main()` → 语句 → `return 0`
注释	`//` 单行，`/* */` 多行
头文件	C++标准头文件无 `.h` 后缀
cout	使用 `<<` 运算符输出，`endl` 换行并刷新缓冲区
cin	使用 `>>` 运算符输入
变量	先声明后使用，声明时最好初始化
函数	原型声明 → 调用 → 定义，`void` 表示无返回值
命名空间	`std::` 前缀或 `using namespace std;`
return	`main()` 返回0表示正常结束