C++基础入门

C++基础入门

1 C++初识

1.1 第一个C++程序

编写一个C++程序总共分为4个步骤

  • 创建项目
  • 创建文件
  • 编写代码
  • 运行程序

编写代码 Hello world

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#include<iostream>
using namespace std;

int main() {

cout << "Hello world" << endl;

system("pause");

return 0;
}

1.2 注释

作用:在代码中加一些说明和解释,方便自己或其他程序员程序员阅读代码

两种格式

  1. 单行注释// 描述信息
    • 通常放在一行代码的上方,或者一条语句的末尾,==对该行代码说明==
  2. 多行注释/* 描述信息 */
    • 通常放在一段代码的上方,==对该段代码做整体说明==

提示:编译器在编译代码时,会忽略注释的内容

1.3 变量

作用:给一段指定的内存空间起名,方便操作这段内存

语法数据类型 变量名 = 初始值;

示例:

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#include<iostream>
using namespace std;

int main() {

//变量的定义
//语法:数据类型 变量名 = 初始值

int a = 10;

cout << "a = " << a << endl;

system("pause");

return 0;
}

注意:C++在创建变量时,必须给变量一个初始值,否则会报错

1.4 常量

作用:用于记录程序中不可更改的数据

C++定义常量两种方式

  1. #define 宏常量: #define 常量名 常量值

    • ==通常在文件上方定义==,表示一个常量
  2. const修饰的变量 const 数据类型 常量名 = 常量值

    • ==通常在变量定义前加关键字const==,修饰该变量为常量,不可修改

示例:

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//1、宏常量
#define day 7

int main() {

cout << "一周里总共有 " << day << " 天" << endl;
//day = 8; //报错,宏常量不可以修改

//2、const修饰变量
const int month = 12;
cout << "一年里总共有 " << month << " 个月份" << endl;
//month = 24; //报错,常量是不可以修改的


system("pause");

return 0;
}

1.5 关键字

作用:关键字是C++中预先保留的单词(标识符)

  • 在定义变量或者常量时候,不要用关键字

C++关键字如下:

asm do if return typedef
auto double inline short typeid
bool dynamic_cast int signed typename
break else long sizeof union
case enum mutable static unsigned
catch explicit namespace static_cast using
char export new struct virtual
class extern operator switch void
const false private template volatile
const_cast float protected this wchar_t
continue for public throw while
default friend register true
delete goto reinterpret_cast try

提示:在给变量或者常量起名称时候,不要用C++得关键字,否则会产生歧义。

1.6 标识符命名规则

作用:C++规定给标识符(变量、常量)命名时,有一套自己的规则

  • 标识符不能是关键字
  • 标识符只能由字母、数字、下划线组成
  • 第一个字符必须为字母或下划线
  • 标识符中字母区分大小写

建议:给标识符命名时,争取做到见名知意的效果,方便自己和他人的阅读

2 数据类型

C++规定在创建一个变量或者常量时,必须要指定出相应的数据类型,否则无法给变量分配内存

2.1 整型

作用:整型变量表示的是==整数类型==的数据

C++中能够表示整型的类型有以下几种方式,区别在于所占内存空间不同

数据类型 占用空间 取值范围
short(短整型) 2字节 (-2^15 ~ 2^15-1)
int(整型) 4字节 (-2^31 ~ 2^31-1)
long(长整形) Windows为4字节,Linux为4字节(32位),8字节(64位) (-2^31 ~ 2^31-1)
long long(长长整形) 8字节 (-2^63 ~ 2^63-1)

2.2 sizeof关键字

作用:利用sizeof关键字可以==统计数据类型所占内存大小==

语法: sizeof( 数据类型 / 变量)

示例:

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int main() {

cout << "short 类型所占内存空间为: " << sizeof(short) << endl;

cout << "int 类型所占内存空间为: " << sizeof(int) << endl;

cout << "long 类型所占内存空间为: " << sizeof(long) << endl;

cout << "long long 类型所占内存空间为: " << sizeof(long long) << endl;

system("pause");

return 0;
}

整型结论:==short < int <= long <= long long==

2.3 实型(浮点型)

作用:用于==表示小数==

浮点型变量分为两种:

  1. 单精度float
  2. 双精度double

两者的区别在于表示的有效数字范围不同。

数据类型 占用空间 有效数字范围
float 4字节 7位有效数字
double 8字节 15~16位有效数字

示例:

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int main() {

float f1 = 3.14f;
double d1 = 3.14;

cout << f1 << endl;
cout << d1<< endl;

cout << "float sizeof = " << sizeof(f1) << endl;
cout << "double sizeof = " << sizeof(d1) << endl;

//科学计数法
float f2 = 3e2; // 3 * 10 ^ 2
cout << "f2 = " << f2 << endl;

float f3 = 3e-2; // 3 * 0.1 ^ 2
cout << "f3 = " << f3 << endl;

system("pause");

return 0;
}

2.4 字符型

作用:字符型变量用于显示单个字符

语法:char ch = 'a';

注意1:在显示字符型变量时,用单引号将字符括起来,不要用双引号

注意2:单引号内只能有一个字符,不可以是字符串

  • C和C++中字符型变量只占用==1个字节==。
  • 字符型变量并不是把字符本身放到内存中存储,而是将对应的ASCII编码放入到存储单元

示例:

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int main() {

char ch = 'a';
cout << ch << endl;
cout << sizeof(char) << endl;

//ch = "abcde"; //错误,不可以用双引号
//ch = 'abcde'; //错误,单引号内只能引用一个字符

cout << (int)ch << endl; //查看字符a对应的ASCII码
ch = 97; //可以直接用ASCII给字符型变量赋值
cout << ch << endl;

system("pause");

return 0;
}

ASCII码表格:

ASCII 控制字符 ASCII 字符 ASCII 字符 ASCII 字符
0 NUT 32 (space) 64 @ 96
1 SOH 33 ! 65 A 97 a
2 STX 34 66 B 98 b
3 ETX 35 # 67 C 99 c
4 EOT 36 $ 68 D 100 d
5 ENQ 37 % 69 E 101 e
6 ACK 38 & 70 F 102 f
7 BEL 39 , 71 G 103 g
8 BS 40 ( 72 H 104 h
9 HT 41 ) 73 I 105 i
10 LF 42 * 74 J 106 j
11 VT 43 + 75 K 107 k
12 FF 44 , 76 L 108 l
13 CR 45 - 77 M 109 m
14 SO 46 . 78 N 110 n
15 SI 47 / 79 O 111 o
16 DLE 48 0 80 P 112 p
17 DCI 49 1 81 Q 113 q
18 DC2 50 2 82 R 114 r
19 DC3 51 3 83 S 115 s
20 DC4 52 4 84 T 116 t
21 NAK 53 5 85 U 117 u
22 SYN 54 6 86 V 118 v
23 TB 55 7 87 W 119 w
24 CAN 56 8 88 X 120 x
25 EM 57 9 89 Y 121 y
26 SUB 58 : 90 Z 122 z
27 ESC 59 ; 91 [ 123 {
28 FS 60 < 92 / 124 |
29 GS 61 = 93 ] 125 }
30 RS 62 > 94 ^ 126 `
31 US 63 ? 95 _ 127 DEL

ASCII 码大致由以下两部分组成:

  • ASCII 非打印控制字符: ASCII 表上的数字 0-31 分配给了控制字符,用于控制像打印机等一些外围设备。
  • ASCII 打印字符:数字 32-126 分配给了能在键盘上找到的字符,当查看或打印文档时就会出现。

2.5 转义字符

作用:用于表示一些==不能显示出来的ASCII字符==

现阶段我们常用的转义字符有: \n \\ \t

转义字符 含义 ASCII码值(十进制)
\a 警报 007
\b 退格(BS) ,将当前位置移到前一列 008
\f 换页(FF),将当前位置移到下页开头 012
\n 换行(LF) ,将当前位置移到下一行开头 010
\r 回车(CR) ,将当前位置移到本行开头 013
\t 水平制表(HT) (跳到下一个TAB位置) 009
\v 垂直制表(VT) 011
*\\* 代表一个反斜线字符”" 092
' 代表一个单引号(撇号)字符 039
" 代表一个双引号字符 034
? 代表一个问号 063
\0 数字0 000
\ddd 8进制转义字符,d范围0~7 3位8进制
\xhh 16进制转义字符,h范围09,af,A~F 3位16进制

示例:

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int main() {


cout << "\\" << endl;
cout << "\tHello" << endl;
cout << "\n" << endl;

system("pause");

return 0;
}

2.6 字符串型

作用:用于表示一串字符

两种风格

  1. C风格字符串char 变量名[] = "字符串值"

    示例:

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    int main() {

    char str1[] = "hello world";
    cout << str1 << endl;

    system("pause");

    return 0;
    }

注意:C风格的字符串要用双引号括起来

  1. C++风格字符串string 变量名 = "字符串值"

    示例:

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    int main() {

    string str = "hello world";
    cout << str << endl;

    system("pause");

    return 0;
    }

注意:C++风格字符串,需要加入头文件==#include<string>==

2.7 布尔类型 bool

作用:布尔数据类型代表真或假的值

bool类型只有两个值:

  • true — 真(本质是1)
  • false — 假(本质是0)

bool类型占==1个字节==大小

示例:

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int main() {

bool flag = true;
cout << flag << endl; // 1

flag = false;
cout << flag << endl; // 0

cout << "size of bool = " << sizeof(bool) << endl; //1

system("pause");

return 0;
}

2.8 数据的输入

作用:用于从键盘获取数据

关键字:cin

语法: cin >> 变量

示例:

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int main(){

//整型输入
int a = 0;
cout << "请输入整型变量:" << endl;
cin >> a;
cout << a << endl;

//浮点型输入
double d = 0;
cout << "请输入浮点型变量:" << endl;
cin >> d;
cout << d << endl;

//字符型输入
char ch = 0;
cout << "请输入字符型变量:" << endl;
cin >> ch;
cout << ch << endl;

//字符串型输入
string str;
cout << "请输入字符串型变量:" << endl;
cin >> str;
cout << str << endl;

//布尔类型输入
bool flag = true;
cout << "请输入布尔型变量:" << endl;
cin >> flag;
cout << flag << endl;
system("pause");
return EXIT_SUCCESS;
}

3 运算符

作用:用于执行代码的运算

本章我们主要讲解以下几类运算符:

运算符类型 作用
算术运算符 用于处理四则运算
赋值运算符 用于将表达式的值赋给变量
比较运算符 用于表达式的比较,并返回一个真值或假值
逻辑运算符 用于根据表达式的值返回真值或假值

3.1 算术运算符

作用:用于处理四则运算

算术运算符包括以下符号:

运算符 术语 示例 结果
+ 正号 +3 3
- 负号 -3 -3
+ 10 + 5 15
- 10 - 5 5
* 10 * 5 50
/ 10 / 5 2
% 取模(取余) 10 % 3 1
++ 前置递增 a=2; b=++a; a=3; b=3;
++ 后置递增 a=2; b=a++; a=3; b=2;
前置递减 a=2; b=–a; a=1; b=1;
后置递减 a=2; b=a–; a=1; b=2;

示例1:

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//加减乘除
int main() {

int a1 = 10;
int b1 = 3;

cout << a1 + b1 << endl;
cout << a1 - b1 << endl;
cout << a1 * b1 << endl;
cout << a1 / b1 << endl; //两个整数相除结果依然是整数

int a2 = 10;
int b2 = 20;
cout << a2 / b2 << endl;

int a3 = 10;
int b3 = 0;
//cout << a3 / b3 << endl; //报错,除数不可以为0


//两个小数可以相除
double d1 = 0.5;
double d2 = 0.25;
cout << d1 / d2 << endl;

system("pause");

return 0;
}

总结:在除法运算中,除数不能为0

示例2:

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//取模
int main() {

int a1 = 10;
int b1 = 3;

cout << 10 % 3 << endl;

int a2 = 10;
int b2 = 20;

cout << a2 % b2 << endl;

int a3 = 10;
int b3 = 0;

//cout << a3 % b3 << endl; //取模运算时,除数也不能为0

//两个小数不可以取模
double d1 = 3.14;
double d2 = 1.1;

//cout << d1 % d2 << endl;

system("pause");

return 0;
}

总结:只有整型变量可以进行取模运算

示例3:

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//递增
int main() {

//后置递增
int a = 10;
a++; //等价于a = a + 1
cout << a << endl; // 11

//前置递增
int b = 10;
++b;
cout << b << endl; // 11

//区别
//前置递增先对变量进行++,再计算表达式
int a2 = 10;
int b2 = ++a2 * 10;
cout << b2 << endl;

//后置递增先计算表达式,后对变量进行++
int a3 = 10;
int b3 = a3++ * 10;
cout << b3 << endl;

system("pause");

return 0;
}

总结:前置递增先对变量进行++,再计算表达式,后置递增相反

3.2 赋值运算符

作用:用于将表达式的值赋给变量

赋值运算符包括以下几个符号:

运算符 术语 示例 结果
= 赋值 a=2; b=3; a=2; b=3;
+= 加等于 a=0; a+=2; a=2;
-= 减等于 a=5; a-=3; a=2;
*= 乘等于 a=2; a*=2; a=4;
/= 除等于 a=4; a/=2; a=2;
%= 模等于 a=3; a%2; a=1;

示例:

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int main() {

//赋值运算符

// =
int a = 10;
a = 100;
cout << "a = " << a << endl;

// +=
a = 10;
a += 2; // a = a + 2;
cout << "a = " << a << endl;

// -=
a = 10;
a -= 2; // a = a - 2
cout << "a = " << a << endl;

// *=
a = 10;
a *= 2; // a = a * 2
cout << "a = " << a << endl;

// /=
a = 10;
a /= 2; // a = a / 2;
cout << "a = " << a << endl;

// %=
a = 10;
a %= 2; // a = a % 2;
cout << "a = " << a << endl;

system("pause");

return 0;
}

3.3 比较运算符

作用:用于表达式的比较,并返回一个真值或假值

比较运算符有以下符号:

运算符 术语 示例 结果
== 相等于 4 == 3 0
!= 不等于 4 != 3 1
< 小于 4 < 3 0
> 大于 4 > 3 1
<= 小于等于 4 <= 3 0
>= 大于等于 4 >= 1 1

示例:

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int main() {

int a = 10;
int b = 20;

cout << (a == b) << endl; // 0

cout << (a != b) << endl; // 1

cout << (a > b) << endl; // 0

cout << (a < b) << endl; // 1

cout << (a >= b) << endl; // 0

cout << (a <= b) << endl; // 1

system("pause");

return 0;
}

注意:C和C++ 语言的比较运算中, ==“真”用数字“1”来表示, “假”用数字“0”来表示。==

3.4 逻辑运算符

作用:用于根据表达式的值返回真值或假值

逻辑运算符有以下符号:

运算符 术语 示例 结果
! !a 如果a为假,则!a为真; 如果a为真,则!a为假。
&& a && b 如果a和b都为真,则结果为真,否则为假。
|| a || b 如果a和b有一个为真,则结果为真,二者都为假时,结果为假。

示例1:逻辑非

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//逻辑运算符  --- 非
int main() {

int a = 10;

cout << !a << endl; // 0

cout << !!a << endl; // 1

system("pause");

return 0;
}

总结: 真变假,假变真

示例2:逻辑与

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//逻辑运算符  --- 与
int main() {

int a = 10;
int b = 10;

cout << (a && b) << endl;// 1

a = 10;
b = 0;

cout << (a && b) << endl;// 0

a = 0;
b = 0;

cout << (a && b) << endl;// 0

system("pause");

return 0;
}

总结:逻辑==与==运算符总结: ==同真为真,其余为假==

示例3:逻辑或

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//逻辑运算符  --- 或
int main() {

int a = 10;
int b = 10;

cout << (a || b) << endl;// 1

a = 10;
b = 0;

cout << (a || b) << endl;// 1

a = 0;
b = 0;

cout << (a || b) << endl;// 0

system("pause");

return 0;
}

逻辑==或==运算符总结: ==同假为假,其余为真==

4 程序流程结构

C/C++支持最基本的三种程序运行结构:==顺序结构、选择结构、循环结构==

  • 顺序结构:程序按顺序执行,不发生跳转
  • 选择结构:依据条件是否满足,有选择的执行相应功能
  • 循环结构:依据条件是否满足,循环多次执行某段代码

4.1 选择结构

4.1.1 if语句

作用:执行满足条件的语句

if语句的三种形式

  • 单行格式if语句

  • 多行格式if语句

  • 多条件的if语句

  1. 单行格式if语句:if(条件){ 条件满足执行的语句 }

    img

    示例:

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    int main() {

    //选择结构-单行if语句
    //输入一个分数,如果分数大于600分,视为考上一本大学,并在屏幕上打印

    int score = 0;
    cout << "请输入一个分数:" << endl;
    cin >> score;

    cout << "您输入的分数为: " << score << endl;

    //if语句
    //注意事项,在if判断语句后面,不要加分号
    if (score > 600)
    {
    cout << "我考上了一本大学!!!" << endl;
    }

    system("pause");

    return 0;
    }

注意:if条件表达式后不要加分号

  1. 多行格式if语句:if(条件){ 条件满足执行的语句 }else{ 条件不满足执行的语句 };

示例:

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int main() {

int score = 0;

cout << "请输入考试分数:" << endl;

cin >> score;

if (score > 600)
{
cout << "我考上了一本大学" << endl;
}
else
{
cout << "我未考上一本大学" << endl;
}

system("pause");

return 0;
}
  1. 多条件的if语句:if(条件1){ 条件1满足执行的语句 }else if(条件2){条件2满足执行的语句}... else{ 都不满足执行的语句}

示例:

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	int main() {

int score = 0;

cout << "请输入考试分数:" << endl;

cin >> score;

if (score > 600)
{
cout << "我考上了一本大学" << endl;
}
else if (score > 500)
{
cout << "我考上了二本大学" << endl;
}
else if (score > 400)
{
cout << "我考上了三本大学" << endl;
}
else
{
cout << "我未考上本科" << endl;
}

system("pause");

return 0;
}

嵌套if语句:在if语句中,可以嵌套使用if语句,达到更精确的条件判断

案例需求:

  • 提示用户输入一个高考考试分数,根据分数做如下判断
  • 分数如果大于600分视为考上一本,大于500分考上二本,大于400考上三本,其余视为未考上本科;
  • 在一本分数中,如果大于700分,考入北大,大于650分,考入清华,大于600考入人大。

示例:

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int main() {

int score = 0;

cout << "请输入考试分数:" << endl;

cin >> score;

if (score > 600)
{
cout << "我考上了一本大学" << endl;
if (score > 700)
{
cout << "我考上了北大" << endl;
}
else if (score > 650)
{
cout << "我考上了清华" << endl;
}
else
{
cout << "我考上了人大" << endl;
}

}
else if (score > 500)
{
cout << "我考上了二本大学" << endl;
}
else if (score > 400)
{
cout << "我考上了三本大学" << endl;
}
else
{
cout << "我未考上本科" << endl;
}

system("pause");

return 0;
}

4.1.2 三目运算符

作用: 通过三目运算符实现简单的判断

语法:表达式1 ? 表达式2 :表达式3

解释:

如果表达式1的值为真,执行表达式2,并返回表达式2的结果;

如果表达式1的值为假,执行表达式3,并返回表达式3的结果。

示例:

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int main() {

int a = 10;
int b = 20;
int c = 0;

c = a > b ? a : b;
cout << "c = " << c << endl;

//C++中三目运算符返回的是变量,可以继续赋值

(a > b ? a : b) = 100;

cout << "a = " << a << endl;
cout << "b = " << b << endl;
cout << "c = " << c << endl;

system("pause");

return 0;
}

总结:和if语句比较,三目运算符优点是短小整洁,缺点是如果用嵌套,结构不清晰

4.1.3 switch语句

作用:执行多条件分支语句

语法:

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switch(表达式)

{

case 结果1:执行语句;break;

case 结果2:执行语句;break;

...

default:执行语句;break;

}

示例:

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int main() {

//请给电影评分
//10 ~ 9 经典
// 8 ~ 7 非常好
// 6 ~ 5 一般
// 5分以下 烂片

int score = 0;
cout << "请给电影打分" << endl;
cin >> score;

switch (score)
{
case 10:
case 9:
cout << "经典" << endl;
break;
case 8:
cout << "非常好" << endl;
break;
case 7:
case 6:
cout << "一般" << endl;
break;
default:
cout << "烂片" << endl;
break;
}

system("pause");

return 0;
}

注意1:switch语句中表达式类型只能是整型或者字符型

注意2:case里如果没有break,那么程序会一直向下执行

总结:与if语句比,对于多条件判断时,switch的结构清晰,执行效率高,缺点是switch不可以判断区间

4.2 循环结构

4.2.1 while循环语句

作用:满足循环条件,执行循环语句

语法: while(循环条件){ 循环语句 }

解释:==只要循环条件的结果为真,就执行循环语句==

示例:

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int main() {

int num = 0;
while (num < 10)
{
cout << "num = " << num << endl;
num++;
}

system("pause");

return 0;
}

注意:在执行循环语句时候,程序必须提供跳出循环的出口,否则出现死循环

4.2.2 do…while循环语句

作用: 满足循环条件,执行循环语句

语法: do{ 循环语句 } while(循环条件);

注意:与while的区别在于==do…while会先执行一次循环语句==,再判断循环条件

示例:

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int main() {

int num = 0;

do
{
cout << num << endl;
num++;

} while (num < 10);


system("pause");

return 0;
}

总结:与while循环区别在于,do…while先执行一次循环语句,再判断循环条件

4.2.3 for循环语句

作用: 满足循环条件,执行循环语句

语法: for(起始表达式;条件表达式;末尾循环体) { 循环语句; }

示例:

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int main() {

for (int i = 0; i < 10; i++)
{
cout << i << endl;
}

system("pause");

return 0;
}

详解:

注意:for循环中的表达式,要用分号进行分隔

总结:while , do…while, for都是开发中常用的循环语句,for循环结构比较清晰,比较常用

4.2.4 嵌套循环

作用: 在循环体中再嵌套一层循环,解决一些实际问题

例如我们想在屏幕中打印如下图片,就需要利用嵌套循环

示例:

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int main() {

//外层循环执行1次,内层循环执行1轮
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
for (int j = 0; j < 10; j++)
{
cout << "*" << " ";
}
cout << endl;
}

system("pause");

return 0;
}

4.3 跳转语句

4.3.1 break语句

作用: 用于跳出==选择结构==或者==循环结构==

break使用的时机:

  • 出现在switch条件语句中,作用是终止case并跳出switch
  • 出现在循环语句中,作用是跳出当前的循环语句
  • 出现在嵌套循环中,跳出最近的内层循环语句

示例1:

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int main() {
//1、在switch 语句中使用break
cout << "请选择您挑战副本的难度:" << endl;
cout << "1、普通" << endl;
cout << "2、中等" << endl;
cout << "3、困难" << endl;

int num = 0;

cin >> num;

switch (num)
{
case 1:
cout << "您选择的是普通难度" << endl;
break;
case 2:
cout << "您选择的是中等难度" << endl;
break;
case 3:
cout << "您选择的是困难难度" << endl;
break;
}

system("pause");

return 0;
}

示例2:

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int main() {
//2、在循环语句中用break
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
if (i == 5)
{
break; //跳出循环语句
}
cout << i << endl;
}

system("pause");

return 0;
}

示例3:

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int main() {
//在嵌套循环语句中使用break,退出内层循环
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
for (int j = 0; j < 10; j++)
{
if (j == 5)
{
break;
}
cout << "*" << " ";
}
cout << endl;
}

system("pause");

return 0;
}

4.3.2 continue语句

作用:在==循环语句==中,跳过本次循环中余下尚未执行的语句,继续执行下一次循环

示例:

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int main() {

for (int i = 0; i < 100; i++)
{
if (i % 2 == 0)
{
continue;
}
cout << i << endl;
}

system("pause");

return 0;
}

注意:continue并没有使整个循环终止,而break会跳出循环

4.3.3 goto语句

作用:可以无条件跳转语句

语法: goto 标记;

解释:如果标记的名称存在,执行到goto语句时,会跳转到标记的位置

示例:

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int main() {

cout << "1" << endl;

goto FLAG;

cout << "2" << endl;
cout << "3" << endl;
cout << "4" << endl;

FLAG:

cout << "5" << endl;

system("pause");

return 0;
}

注意:在程序中不建议使用goto语句,以免造成程序流程混乱

5 数组

5.1 概述

所谓数组,就是一个集合,里面存放了相同类型的数据元素

特点1:数组中的每个==数据元素都是相同的数据类型==

特点2:数组是由==连续的内存==位置组成的

5.2 一维数组

5.2.1 一维数组定义方式

一维数组定义的三种方式:

  1. 数据类型 数组名[ 数组长度 ];
  2. 数据类型 数组名[ 数组长度 ] = { 值1,值2 ...};
  3. 数据类型 数组名[ ] = { 值1,值2 ...};

示例

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int main() {

//定义方式1
//数据类型 数组名[元素个数];
int score[10];

//利用下标赋值
score[0] = 100;
score[1] = 99;
score[2] = 85;

//利用下标输出
cout << score[0] << endl;
cout << score[1] << endl;
cout << score[2] << endl;


//第二种定义方式
//数据类型 数组名[元素个数] = {值1,值2 ,值3 ...};
//如果{}内不足10个数据,剩余数据用0补全
int score2[10] = { 100, 90,80,70,60,50,40,30,20,10 };

//逐个输出
//cout << score2[0] << endl;
//cout << score2[1] << endl;

//一个一个输出太麻烦,因此可以利用循环进行输出
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
cout << score2[i] << endl;
}

//定义方式3
//数据类型 数组名[] = {值1,值2 ,值3 ...};
int score3[] = { 100,90,80,70,60,50,40,30,20,10 };

for (int i = 0; i < 10; i++)
{
cout << score3[i] << endl;
}

system("pause");

return 0;
}

总结1:数组名的命名规范与变量名命名规范一致,不要和变量重名

总结2:数组中下标是从0开始索引

5.2.2 一维数组数组名

一维数组名称的用途

  1. 可以统计整个数组在内存中的长度
  2. 可以获取数组在内存中的首地址

示例:

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int main() {

//数组名用途
//1、可以获取整个数组占用内存空间大小
int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };

cout << "整个数组所占内存空间为: " << sizeof(arr) << endl;
cout << "每个元素所占内存空间为: " << sizeof(arr[0]) << endl;
cout << "数组的元素个数为: " << sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) << endl;

//2、可以通过数组名获取到数组首地址
cout << "数组首地址为: " << (int)arr << endl;
cout << "数组中第一个元素地址为: " << (int)&arr[0] << endl;
cout << "数组中第二个元素地址为: " << (int)&arr[1] << endl;

//arr = 100; 错误,数组名是常量,因此不可以赋值


system("pause");

return 0;
}

注意:数组名是常量,不可以赋值

总结1:直接打印数组名,可以查看数组所占内存的首地址

总结2:对数组名进行sizeof,可以获取整个数组占内存空间的大小

5.2.3 冒泡排序

作用: 最常用的排序算法,对数组内元素进行排序

  1. 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大,就交换他们两个。
  2. 对每一对相邻元素做同样的工作,执行完毕后,找到第一个最大值。
  3. 重复以上的步骤,每次比较次数-1,直到不需要比较

1541905327273

示例: 将数组 { 4,2,8,0,5,7,1,3,9 } 进行升序排序

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int main() {

int arr[9] = { 4,2,8,0,5,7,1,3,9 };

for (int i = 0; i < 9 - 1; i++)
{
for (int j = 0; j < 9 - 1 - i; j++)
{
if (arr[j] > arr[j + 1])
{
int temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp;
}
}
}

for (int i = 0; i < 9; i++)
{
cout << arr[i] << endl;
}

system("pause");

return 0;
}

5.3 二维数组

二维数组就是在一维数组上,多加一个维度。

5.3.1 二维数组定义方式

二维数组定义的四种方式:

  1. 数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ];
  2. 数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ] = { {数据1,数据2 } ,{数据3,数据4 } };
  3. 数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ] = { 数据1,数据2,数据3,数据4};
  4. 数据类型 数组名[ ][ 列数 ] = { 数据1,数据2,数据3,数据4};

建议:以上4种定义方式,利用==第二种更加直观,提高代码的可读性==

示例:

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int main() {

//方式1
//数组类型 数组名 [行数][列数]
int arr[2][3];
arr[0][0] = 1;
arr[0][1] = 2;
arr[0][2] = 3;
arr[1][0] = 4;
arr[1][1] = 5;
arr[1][2] = 6;

for (int i = 0; i < 2; i++)
{
for (int j = 0; j < 3; j++)
{
cout << arr[i][j] << " ";
}
cout << endl;
}

//方式2
//数据类型 数组名[行数][列数] = { {数据1,数据2 } ,{数据3,数据4 } };
int arr2[2][3] =
{
{1,2,3},
{4,5,6}
};

//方式3
//数据类型 数组名[行数][列数] = { 数据1,数据2 ,数据3,数据4 };
int arr3[2][3] = { 1,2,3,4,5,6 };

//方式4
//数据类型 数组名[][列数] = { 数据1,数据2 ,数据3,数据4 };
int arr4[][3] = { 1,2,3,4,5,6 };

system("pause");

return 0;
}

总结:在定义二维数组时,如果初始化了数据,可以省略行数

5.3.2 二维数组数组名

  • 查看二维数组所占内存空间
  • 获取二维数组首地址

示例:

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int main() {

//二维数组数组名
int arr[2][3] =
{
{1,2,3},
{4,5,6}
};

cout << "二维数组大小: " << sizeof(arr) << endl;
cout << "二维数组一行大小: " << sizeof(arr[0]) << endl;
cout << "二维数组元素大小: " << sizeof(arr[0][0]) << endl;

cout << "二维数组行数: " << sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) << endl;
cout << "二维数组列数: " << sizeof(arr[0]) / sizeof(arr[0][0]) << endl;

//地址
cout << "二维数组首地址:" << arr << endl;
cout << "二维数组第一行地址:" << arr[0] << endl;
cout << "二维数组第二行地址:" << arr[1] << endl;

cout << "二维数组第一个元素地址:" << &arr[0][0] << endl;
cout << "二维数组第二个元素地址:" << &arr[0][1] << endl;

system("pause");

return 0;
}

总结1:二维数组名就是这个数组的首地址

总结2:对二维数组名进行sizeof时,可以获取整个二维数组占用的内存空间大小

5.3.3 二维数组应用案例

考试成绩统计:

案例描述:有三名同学(张三,李四,王五),在一次考试中的成绩分别如下表,请分别输出三名同学的总成绩

语文 数学 英语
张三 100 100 100
李四 90 50 100
王五 60 70 80

参考答案:

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int main() {

int scores[3][3] =
{
{100,100,100},
{90,50,100},
{60,70,80},
};

string names[3] = { "张三","李四","王五" };

for (int i = 0; i < 3; i++)
{
int sum = 0;
for (int j = 0; j < 3; j++)
{
sum += scores[i][j];
}
cout << names[i] << "同学总成绩为: " << sum << endl;
}

system("pause");

return 0;
}

6 函数

6.1 概述

作用:将一段经常使用的代码封装起来,减少重复代码

一个较大的程序,一般分为若干个程序块,每个模块实现特定的功能。

6.2 函数的定义

函数的定义一般主要有5个步骤:

1、返回值类型

2、函数名

3、参数表列

4、函数体语句

5、return 表达式

语法:

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返回值类型 函数名 (参数列表)
{

函数体语句

return表达式

}
  • 返回值类型 :一个函数可以返回一个值。在函数定义中
  • 函数名:给函数起个名称
  • 参数列表:使用该函数时,传入的数据
  • 函数体语句:花括号内的代码,函数内需要执行的语句
  • return表达式: 和返回值类型挂钩,函数执行完后,返回相应的数据

示例:定义一个加法函数,实现两个数相加

1
2
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5
6
//函数定义
int add(int num1, int num2)
{
int sum = num1 + num2;
return sum;
}

6.3 函数的调用

功能:使用定义好的函数

语法: 函数名(参数)

示例:

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//函数定义
int add(int num1, int num2) //定义中的num1,num2称为形式参数,简称形参
{
int sum = num1 + num2;
return sum;
}

int main() {

int a = 10;
int b = 10;
//调用add函数
int sum = add(a, b);//调用时的a,b称为实际参数,简称实参
cout << "sum = " << sum << endl;

a = 100;
b = 100;

sum = add(a, b);
cout << "sum = " << sum << endl;

system("pause");

return 0;
}

总结:函数定义里小括号内称为形参,函数调用时传入的参数称为实参

6.4 值传递

  • 所谓值传递,就是函数调用时实参将数值传入给形参
  • 值传递时,==如果形参发生,并不会影响实参==

示例:

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void swap(int num1, int num2)
{
cout << "交换前:" << endl;
cout << "num1 = " << num1 << endl;
cout << "num2 = " << num2 << endl;

int temp = num1;
num1 = num2;
num2 = temp;

cout << "交换后:" << endl;
cout << "num1 = " << num1 << endl;
cout << "num2 = " << num2 << endl;

//return ; 当函数声明时候,不需要返回值,可以不写return
}

int main() {

int a = 10;
int b = 20;

swap(a, b);

cout << "mian中的 a = " << a << endl;
cout << "mian中的 b = " << b << endl;

system("pause");

return 0;
}

总结: 值传递时,形参是修饰不了实参的

6.5 函数的常见样式

常见的函数样式有4种

  1. 无参无返
  2. 有参无返
  3. 无参有返
  4. 有参有返

示例:

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//函数常见样式
//1、 无参无返
void test01()
{
//void a = 10; //无类型不可以创建变量,原因无法分配内存
cout << "this is test01" << endl;
//test01(); 函数调用
}

//2、 有参无返
void test02(int a)
{
cout << "this is test02" << endl;
cout << "a = " << a << endl;
}

//3、无参有返
int test03()
{
cout << "this is test03 " << endl;
return 10;
}

//4、有参有返
int test04(int a, int b)
{
cout << "this is test04 " << endl;
int sum = a + b;
return sum;
}

6.6 函数的声明

作用: 告诉编译器函数名称及如何调用函数。函数的实际主体可以单独定义。

  • 函数的声明可以多次,但是函数的定义只能有一次

示例:

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//声明可以多次,定义只能一次
//声明
int max(int a, int b);
int max(int a, int b);
//定义
int max(int a, int b)
{
return a > b ? a : b;
}

int main() {

int a = 100;
int b = 200;

cout << max(a, b) << endl;

system("pause");

return 0;
}

6.7 函数的分文件编写

作用:让代码结构更加清晰

函数分文件编写一般有4个步骤

  1. 创建后缀名为.h的头文件
  2. 创建后缀名为.cpp的源文件
  3. 在头文件中写函数的声明
  4. 在源文件中写函数的定义

示例:

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//swap.h文件
#include<iostream>
using namespace std;

//实现两个数字交换的函数声明
void swap(int a, int b);

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//swap.cpp文件
#include "swap.h"

void swap(int a, int b)
{
int temp = a;
a = b;
b = temp;

cout << "a = " << a << endl;
cout << "b = " << b << endl;
}
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//main函数文件
#include "swap.h"
int main() {

int a = 100;
int b = 200;
swap(a, b);

system("pause");

return 0;
}

7 指针

7.1 指针的基本概念

指针的作用: 可以通过指针间接访问内存

  • 内存编号是从0开始记录的,一般用十六进制数字表示

  • 可以利用指针变量保存地址

7.2 指针变量的定义和使用

指针变量定义语法: 数据类型 * 变量名;

示例:

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int main() {

//1、指针的定义
int a = 10; //定义整型变量a

//指针定义语法: 数据类型 * 变量名 ;
int * p;

//指针变量赋值
p = &a; //指针指向变量a的地址
cout << &a << endl; //打印数据a的地址
cout << p << endl; //打印指针变量p

//2、指针的使用
//通过*操作指针变量指向的内存
cout << "*p = " << *p << endl;

system("pause");

return 0;
}

指针变量和普通变量的区别

  • 普通变量存放的是数据,指针变量存放的是地址
  • 指针变量可以通过” * “操作符,操作指针变量指向的内存空间,这个过程称为解引用

总结1: 我们可以通过 & 符号 获取变量的地址

总结2:利用指针可以记录地址

总结3:对指针变量解引用,可以操作指针指向的内存

7.3 指针所占内存空间

提问:指针也是种数据类型,那么这种数据类型占用多少内存空间?

示例:

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int main() {

int a = 10;

int * p;
p = &a; //指针指向数据a的地址

cout << *p << endl; //* 解引用
cout << sizeof(p) << endl;
cout << sizeof(char *) << endl;
cout << sizeof(float *) << endl;
cout << sizeof(double *) << endl;

system("pause");

return 0;
}

总结:所有指针类型在32位操作系统下是4个字节

7.4 空指针和野指针

空指针:指针变量指向内存中编号为0的空间

用途:初始化指针变量

注意:空指针指向的内存是不可以访问的

示例1:空指针

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int main() {

//指针变量p指向内存地址编号为0的空间
int * p = NULL;

//访问空指针报错
//内存编号0 ~255为系统占用内存,不允许用户访问
cout << *p << endl;

system("pause");

return 0;
}

野指针:指针变量指向非法的内存空间

示例2:野指针

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int main() {

//指针变量p指向内存地址编号为0x1100的空间
int * p = (int *)0x1100;

//访问野指针报错
cout << *p << endl;

system("pause");

return 0;
}

总结:空指针和野指针都不是我们申请的空间,因此不要访问。

7.5 const修饰指针

const修饰指针有三种情况

  1. const修饰指针 — 常量指针
  2. const修饰常量 — 指针常量
  3. const即修饰指针,又修饰常量

示例:

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int main() {

int a = 10;
int b = 10;

//const修饰的是指针,指针指向可以改,指针指向的值不可以更改
const int * p1 = &a;
p1 = &b; //正确
//*p1 = 100; 报错


//const修饰的是常量,指针指向不可以改,指针指向的值可以更改
int * const p2 = &a;
//p2 = &b; //错误
*p2 = 100; //正确

//const既修饰指针又修饰常量
const int * const p3 = &a;
//p3 = &b; //错误
//*p3 = 100; //错误

system("pause");

return 0;
}

技巧:看const右侧紧跟着的是指针还是常量, 是指针就是常量指针,是常量就是指针常量

7.6 指针和数组

作用:利用指针访问数组中元素

示例:

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int main() {

int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };

int * p = arr; //指向数组的指针

cout << "第一个元素: " << arr[0] << endl;
cout << "指针访问第一个元素: " << *p << endl;

for (int i = 0; i < 10; i++)
{
//利用指针遍历数组
cout << *p << endl;
p++;
}

system("pause");

return 0;
}

7.7 指针和函数

作用:利用指针作函数参数,可以修改实参的值

示例:

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//值传递
void swap1(int a ,int b)
{
int temp = a;
a = b;
b = temp;
}
//地址传递
void swap2(int * p1, int *p2)
{
int temp = *p1;
*p1 = *p2;
*p2 = temp;
}

int main() {

int a = 10;
int b = 20;
swap1(a, b); // 值传递不会改变实参

swap2(&a, &b); //地址传递会改变实参

cout << "a = " << a << endl;

cout << "b = " << b << endl;

system("pause");

return 0;

总结:如果不想修改实参,就用值传递,如果想修改实参,就用地址传递

7.8 指针、数组、函数

案例描述:封装一个函数,利用冒泡排序,实现对整型数组的升序排序

例如数组:int arr[10] = { 4,3,6,9,1,2,10,8,7,5 };

示例:

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//冒泡排序函数
void bubbleSort(int * arr, int len) //int * arr 也可以写为int arr[]
{
for (int i = 0; i < len - 1; i++)
{
for (int j = 0; j < len - 1 - i; j++)
{
if (arr[j] > arr[j + 1])
{
int temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp;
}
}
}
}

//打印数组函数
void printArray(int arr[], int len)
{
for (int i = 0; i < len; i++)
{
cout << arr[i] << endl;
}
}

int main() {

int arr[10] = { 4,3,6,9,1,2,10,8,7,5 };
int len = sizeof(arr) / sizeof(int);

bubbleSort(arr, len);

printArray(arr, len);

system("pause");

return 0;
}

总结:当数组名传入到函数作为参数时,被退化为指向首元素的指针

8 结构体

8.1 结构体基本概念

结构体属于用户==自定义的数据类型==,允许用户存储不同的数据类型

8.2 结构体定义和使用

语法:struct 结构体名 { 结构体成员列表 };

通过结构体创建变量的方式有三种:

  • struct 结构体名 变量名
  • struct 结构体名 变量名 = { 成员1值 , 成员2值…}
  • 定义结构体时顺便创建变量

示例:

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//结构体定义
struct student
{
//成员列表
string name; //姓名
int age; //年龄
int score; //分数
}stu3; //结构体变量创建方式3


int main() {

//结构体变量创建方式1
struct student stu1; //struct 关键字可以省略

stu1.name = "张三";
stu1.age = 18;
stu1.score = 100;

cout << "姓名:" << stu1.name << " 年龄:" << stu1.age << " 分数:" << stu1.score << endl;

//结构体变量创建方式2
struct student stu2 = { "李四",19,60 };

cout << "姓名:" << stu2.name << " 年龄:" << stu2.age << " 分数:" << stu2.score << endl;


stu3.name = "王五";
stu3.age = 18;
stu3.score = 80;


cout << "姓名:" << stu3.name << " 年龄:" << stu3.age << " 分数:" << stu3.score << endl;

system("pause");

return 0;
}

总结1:定义结构体时的关键字是struct,不可省略

总结2:创建结构体变量时,关键字struct可以省略

总结3:结构体变量利用操作符 ‘’.’’ 访问成员

8.3 结构体数组

作用:将自定义的结构体放入到数组中方便维护

语法: struct 结构体名 数组名[元素个数] = { {} , {} , ... {} }

示例:

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//结构体定义
struct student
{
//成员列表
string name; //姓名
int age; //年龄
int score; //分数
}

int main() {

//结构体数组
struct student arr[3]=
{
{"张三",18,80 },
{"李四",19,60 },
{"王五",20,70 }
};

for (int i = 0; i < 3; i++)
{
cout << "姓名:" << arr[i].name << " 年龄:" << arr[i].age << " 分数:" << arr[i].score << endl;
}

system("pause");

return 0;
}

8.4 结构体指针

作用:通过指针访问结构体中的成员

  • 利用操作符 -> 可以通过结构体指针访问结构体属性

示例:

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//结构体定义
struct student
{
//成员列表
string name; //姓名
int age; //年龄
int score; //分数
};


int main() {

struct student stu = { "张三",18,100, };

struct student * p = &stu;

p->score = 80; //指针通过 -> 操作符可以访问成员

cout << "姓名:" << p->name << " 年龄:" << p->age << " 分数:" << p->score << endl;

system("pause");

return 0;
}

总结:结构体指针可以通过 -> 操作符 来访问结构体中的成员

8.5 结构体嵌套结构体

作用: 结构体中的成员可以是另一个结构体

例如:每个老师辅导一个学员,一个老师的结构体中,记录一个学生的结构体

示例:

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//学生结构体定义
struct student
{
//成员列表
string name; //姓名
int age; //年龄
int score; //分数
};

//教师结构体定义
struct teacher
{
//成员列表
int id; //职工编号
string name; //教师姓名
int age; //教师年龄
struct student stu; //子结构体 学生
};


int main() {

struct teacher t1;
t1.id = 10000;
t1.name = "老王";
t1.age = 40;

t1.stu.name = "张三";
t1.stu.age = 18;
t1.stu.score = 100;

cout << "教师 职工编号: " << t1.id << " 姓名: " << t1.name << " 年龄: " << t1.age << endl;

cout << "辅导学员 姓名: " << t1.stu.name << " 年龄:" << t1.stu.age << " 考试分数: " << t1.stu.score << endl;

system("pause");

return 0;
}

总结:在结构体中可以定义另一个结构体作为成员,用来解决实际问题

8.6 结构体做函数参数

作用:将结构体作为参数向函数中传递

传递方式有两种:

  • 值传递
  • 地址传递

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//学生结构体定义
struct student
{
//成员列表
string name; //姓名
int age; //年龄
int score; //分数
};

//值传递
void printStudent(student stu )
{
stu.age = 28;
cout << "子函数中 姓名:" << stu.name << " 年龄: " << stu.age << " 分数:" << stu.score << endl;
}

//地址传递
void printStudent2(student *stu)
{
stu->age = 28;
cout << "子函数中 姓名:" << stu->name << " 年龄: " << stu->age << " 分数:" << stu->score << endl;
}

int main() {

student stu = { "张三",18,100};
//值传递
printStudent(stu);
cout << "主函数中 姓名:" << stu.name << " 年龄: " << stu.age << " 分数:" << stu.score << endl;

cout << endl;

//地址传递
printStudent2(&stu);
cout << "主函数中 姓名:" << stu.name << " 年龄: " << stu.age << " 分数:" << stu.score << endl;

system("pause");

return 0;
}

总结:如果不想修改主函数中的数据,用值传递,反之用地址传递

8.7 结构体中 const使用场景

作用:用const来防止误操作

示例:

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//学生结构体定义
struct student
{
//成员列表
string name; //姓名
int age; //年龄
int score; //分数
};

//const使用场景
void printStudent(const student *stu) //加const防止函数体中的误操作
{
//stu->age = 100; //操作失败,因为加了const修饰
cout << "姓名:" << stu->name << " 年龄:" << stu->age << " 分数:" << stu->score << endl;

}

int main() {

student stu = { "张三",18,100 };

printStudent(&stu);

system("pause");

return 0;
}

8.8 结构体案例

8.8.1 案例1

案例描述:

学校正在做毕设项目,每名老师带领5个学生,总共有3名老师,需求如下

设计学生和老师的结构体,其中在老师的结构体中,有老师姓名和一个存放5名学生的数组作为成员

学生的成员有姓名、考试分数,创建数组存放3名老师,通过函数给每个老师及所带的学生赋值

最终打印出老师数据以及老师所带的学生数据。

示例:

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struct Student
{
string name;
int score;
};
struct Teacher
{
string name;
Student sArray[5];
};

void allocateSpace(Teacher tArray[] , int len)
{
string tName = "教师";
string sName = "学生";
string nameSeed = "ABCDE";
for (int i = 0; i < len; i++)
{
tArray[i].name = tName + nameSeed[i];

for (int j = 0; j < 5; j++)
{
tArray[i].sArray[j].name = sName + nameSeed[j];
tArray[i].sArray[j].score = rand() % 61 + 40;
}
}
}

void printTeachers(Teacher tArray[], int len)
{
for (int i = 0; i < len; i++)
{
cout << tArray[i].name << endl;
for (int j = 0; j < 5; j++)
{
cout << "\t姓名:" << tArray[i].sArray[j].name << " 分数:" << tArray[i].sArray[j].score << endl;
}
}
}

int main() {

srand((unsigned int)time(NULL)); //随机数种子 头文件 #include <ctime>

Teacher tArray[3]; //老师数组

int len = sizeof(tArray) / sizeof(Teacher);

allocateSpace(tArray, len); //创建数据

printTeachers(tArray, len); //打印数据

system("pause");

return 0;
}

8.8.2 案例2

案例描述:

设计一个英雄的结构体,包括成员姓名,年龄,性别;创建结构体数组,数组中存放5名英雄。

通过冒泡排序的算法,将数组中的英雄按照年龄进行升序排序,最终打印排序后的结果。

五名英雄信息如下:

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{"刘备",23,"男"},
{"关羽",22,"男"},
{"张飞",20,"男"},
{"赵云",21,"男"},
{"貂蝉",19,"女"},

示例:

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//英雄结构体
struct hero
{
string name;
int age;
string sex;
};
//冒泡排序
void bubbleSort(hero arr[] , int len)
{
for (int i = 0; i < len - 1; i++)
{
for (int j = 0; j < len - 1 - i; j++)
{
if (arr[j].age > arr[j + 1].age)
{
hero temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp;
}
}
}
}
//打印数组
void printHeros(hero arr[], int len)
{
for (int i = 0; i < len; i++)
{
cout << "姓名: " << arr[i].name << " 性别: " << arr[i].sex << " 年龄: " << arr[i].age << endl;
}
}

int main() {

struct hero arr[5] =
{
{"刘备",23,"男"},
{"关羽",22,"男"},
{"张飞",20,"男"},
{"赵云",21,"男"},
{"貂蝉",19,"女"},
};

int len = sizeof(arr) / sizeof(hero); //获取数组元素个数

bubbleSort(arr, len); //排序

printHeros(arr, len); //打印

system("pause");

return 0;
}

C++基础入门
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作者
赵小胖
发布于
2022年12月14日
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