C++第一章

自考本科C 言说学习，进入“C++语言基础”部分，介绍了C++编程的基础要素，包括“基本的语法”和“三大程序结构”。这张思维导图全面而详细地介绍了C++编程语言的基础知识和核心概念，对于初学者来说是一份非常宝贵的学习资料。

C++第一章

• C++ 语言基础
  • 一、 C 与 C++ 的关系
    • 1 、 C 语言是 C++ 的前身，所以 C++ 中很多基础程序语法来自于C 语言， C++ 是 C 的一个超集，进一步扩充和完善了 C ， C++ 比C 更安全
    • 2 、 C++ 是一种编译式的、通用式、大小写敏感的编程语言，完全支持面向对象程序设计。
    • 3、它可以直接访问硬件、提供高性能的抽象以及低级访问，同时也支持面向对象的程序设计。
  • 二、基本的语法
    • 注释：
      • // 这是一个单行注释
      • /* 这是一个 多行注释 */
    • 变量和数据类型：
      • int myInteger = 10; // 整数
      • double myDouble = 3.14; // 浮点数
      • char myChar = 'A'; // 字符
      • bool myBool = true; // 布尔值
    • 常量：
      • const int MY_CONSTANT = 100; // 常量，其值在程序运行期间不能被修改
    • 运算符：
      • int sum = 5 + 3; // 加法
      • int diff = 10 - 4; // 减法
      • int prod = 2 * 3; // 乘法
      • int quot = 9 / 2; // 除法
    • 条件语句：
      • if (condition) { // 如果条件为真，执行这里的代码 } else { // 如果条件为假，执行这里的代码 }
    • 循环语句：
      • for (int i = 0; i < 10; i++) { // 执行这里的代码 10 次 }
      • do { // 至少执行一次这里的代码 } while (condition);
      • while (condition) { // 当条件为真时，重复执行这里的代码 }
    • 函数：
      • int add(int a, int b) { return a + b; }
    • 数组：
      • int myArray[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    • 指针：
      • int x = 10; int* ptr = &x; // ptr 是一个指向 x 的指针
    • 引用：
      • int x = 10; int& ref = x; // ref 是 x 的引用，通过 ref 修改值也会改变 x 的值
    • 类与对象（面向对象特性）：
      • class MyClass { public: int myVariable; void myFunction() { // ... } };
        • MyClass obj; // 创建一个 MyClass 的对象
        • obj.myVariable = 5; // 设置对象的属性
        • obj.myFunction(); // 调用对象的方法
    • 输入/输出：
      • #include <iostream> int main() { std::cout << "Hello, World!" << std::endl; // 输出 int num; std::cin >> num; // 输入 return 0; }
  • 三、三大程序结构
    • 顺序结构
      • 按照语句出现的顺序依次执行
        • 各个操作是按照它们在源代码中出现的顺序从上到下顺序执行的
    • 选择结构
      • 分支结构，它表示根据给定的条件，选择执行一个语句块或另一个语句块
        • if语句
          • 用于基于某个条件来选择性地执行代码块
          • if (condition) { // 代码块在条件为真时执行 }
          • if (condition) { // 条件为真时执行的代码块 } else { // 条件为假时执行的代码块 }
          • if (condition1) { // condition1 为真时执行的代码块 } else if (condition2) { // condition1 为假，但 condition2 为真时执行的代码块 } else { // 所有条件都为假时执行的代码块 }
        • switch语句
          • 用于基于不同的条件值来执行不同的代码块。
          • switch (expression) { case constant1: // 当 expression 的值等于 constant1 时执行的代码块 break; case constant2: // 当 expression 的值等于 constant2 时执行的代码块 break; // ... 可以有更多的 case default: // 当 expression 的值不匹配任何 case 时执行的代码块 break; }
    • 循环结构
      • 可以重复执行某段代码，直到满足某个条件为止
        • for循环：用于重复执行一段代码固定次数的循环。
          • for (initialization; condition; update) { // 循环体：在每次循环迭代时执行的代码块 }
            • initialization
              • 初始化表达式，在循环开始之前执行一次。通常用于设置循环控制变量的初始值。
            • condition
              • 条件表达式，在每次循环迭代之前检查。如果条件为真（非零），则执行循环体；如果为假（零），则终止循环。
            • update
              • 更新表达式，在每次循环迭代之后执行。通常用于修改循环控制变量，以便在下次迭代时改变条件表达式的值。
        • while循环：当指定的条件为真时，执行循环体中的代码块。
          • while (condition) { // 循环体：在每次循环迭代时执行的代码块 }
            • condition：条件表达式，在每次循环迭代之前检查。如果条件为真（非零），则执行循环体；如果为假（零），则终止循环。
        • do-while循环：先执行一次循环体中的代码块，然后再检查条件是否为真，如果为真则继续执行循环体，否则退出循环。
          • do { // 循环体：每次循环迭代时执行的代码块 } while (condition);
• 输入 / 输出与命名空间
  • 一、头文件
    • 1 、 C++ 语言中使用头文件保存程序中用到的声明
      • 如函数声明、常量定义等，需要使用预处理命名包含头文件 #include
    • 2 、常用的头文件
      • <iostream>
        • 为标准输入输出流
      • <fstream>
        • 为标准文件流
      • <string>
        • 为标准字符串处理函数
      • <cmath>
        • 为标准数学函数
  • 二、命名空间
    • (namespace) 将相关的类、函数和变量组织在一起的方式，以避免命名冲突并提高代码的可读性和可维护性。
      • 命名空间提供了一种封装机制，使得不同的库或模块可以使用相同的名称而不会相互干扰。
    • 使用
      • 定义命名空间
        • 使用namespace关键字可以定义一个命名空间。
          • namespace MyNamespace { int x = 10; void myFunction() { // ... } class MyClass { // ... }; }
      • 使用命名空间
        • 使用 :: 运算符
          • int main() { MyNamespace::myFunction(); int y = MyNamespace::x; MyNamespace::MyClass obj; return 0; }
        • 使用 using声明来引入特定成员
          • using MyNamespace::myFunction; int main() { myFunction(); // 不需要前缀 return 0; }
        • 使用 using指令来引入整个命名空间
          • using namespace MyNamespace; int main() { myFunction(); // 不需要前缀 int z = x; // 不需要前缀 MyClass obj; // 不需要前缀 return 0; }
      • 注意
        • 在头文件中过度使用using namespace指令可能会导致命名冲突，因此通常建议在头文件中避免使用它，而在实现文件中谨慎使用。
    • 嵌套命名空间
      • namespace Outer { namespace Inner { void nestedFunction() { // ... } } } int main() { Outer::Inner::nestedFunction(); return 0; }
    • 标准命名空间
      • std
        • C++标准库中的大多数组件
• 函数的应用
  • 函数
    • 一段可以执行特定任务的代码块，它们可以被多次调用以执行重复的任务
  • 函数的定义
    • return_type function_name(parameter list) { // 函数体 }
      • return_type
        • 函数返回值的类型。
        • 如果函数不返回任何值，则使用void。
      • function_name
        • 函数的名称，用于在代码中调用该函数。
      • parameter list
        • 函数的参数列表，包括参数的类型、顺序和数量。如果没有参数，则使用空括号()。
        • 默认值
          • 1 、默认参数就是不要求程序员设定该参数，而由编译器在需要时给该参数赋默认值。当程序员需要传递特殊值时，必须显式地指明
          • 2 、默认参数是在函数原型中说明的，默认参数可以多于 1 个，但必须放在参数序列的后部
            • 在函数原型中，可以省略形参名字，而只给出它的类型及默认值
      • 函数体：包含执行特定任务的代码块。
  • 引用与函数参数
    • 1 、引用的定义
      • 引用（reference）是一个已存在变量的别名，或者说是一个已经分配了内存的对象的另一个名字。
        • 引用相当于给变量取了个别名
        • 不能声明引用的引用。
        • 不能通过常引用去修改其引用的变量
      • 类型名 & 引用名 = 同类型的某变量名；
        • 例
          • int onelnt = 9;
          • int &aname = onelnt; // 声明引用 oneInt 必须已进行初始化
          • const int &cname = ontInt ;// 常引用
    • 2 、引用在函数中的使用
      • C++ 中函数调用时参数的传递方式
        • 传值
          • 形参是实参的副本，形参的改变不会影响实参
        • 传引用
          • 形参的改变，意味着实参的改变
      • 变量、指针、引用都可以作为赋值语句的左值
  • 三、内联函数 inline ( 常考 )
    • 1 、作用
      • 是一种优化手段，避免频繁调用与返回
      • 引入内联函数，以空间消耗节省时间开销
      • 内联函数适合于只有几条语句的小函数，降低函数调用的开销
      • 如果函数体中有循环或 switch 语句，通常不定义为内联函数 。
    • 2 、定义
      • inline 返回值类型 函数名 ( 形参表 ){ 函数体 }
        • inline int Max(int a, int b) { return (a > b) ? a : b; }
  • 四、函数重载 ( 必考 )
    • 1 、函数重载可以使一个函数名具有多种功能，即具有“多种形态这种特性称为多态性。 C++ 的多态性又被直观地称为“一个名字，多个函数”。源代码只指明函数调用，而不说明具体调用哪个函数。编译器的这种连接方式称为动态联编或迟后联编。在动态联编中，直到程序运行才能确定调用哪个函数。函数重载机制，减少了命名空间的浪费。
    • 2 、重载的条件
      • 参数个数不同，或参数对应类型不同返回类型，引用参数都不能区分重载
        • 不能以形参名来区分函数
        • 不能以函数返回值来区分函数
        • 必须是形参的个数或者类型不同才能构成函数重载。
• 动态内存分配
  • 动态内存分配 ( 常考 )
    • 1 、使用关键字 new 实现动态内存分配
      • T *p = new T; // 分配大小为 sizeof(T) 字节的内存空间
      • T *p = new T[N]; // 分配一个任意大小的数组， N 为数组元素个数
    • 2 、使用完毕使用 delete 释放空间
      • delete 指针 ;
      • delete [] 指针 ;// 释放数组
      • 释放数组元素时，记得加中括号，这个经常考填空题或程序填空题，一定要会写
• C++ 语言程序结构
  • 1 、主程序 main
    • (1) C++ 程序以 .cpp 为文件扩展名，文件中包含若干类和函数。程序中有且仅有一个主函数 main( ），这是程序执行的的总入口。
    • (2) 主函数中可以调用其他函数，但其他函数不可以调用主函数
  • 2 、 C++ 的注释风格
    • 多行注释 从 /* 开始，到 */ 结束 ，这之间的所有内容都为注释
    • 单行注释 : 从 // 直到行尾，都是注释