[其他] C++ 基础入门教程 [推广有奖]

C++ 是一种静态类型、编译型的多范式编程语言，兼容 C 语言的同时，进一步引入了面向对象编程（OOP）和泛型编程等高级特性。因其高效性和灵活性，被广泛应用于系统软件开发、游戏引擎、嵌入式系统以及高性能计算等领域。本文将从核心概念出发，帮助你快速掌握 C++ 的入门要点。

二、基本语法要素

1. 变量与数据类型

C++ 属于静态类型语言，所有变量在使用前必须声明其类型。常见的基础数据类型包括：

类型	说明	示例
int	整型（通常为4字节，默认有符号）	int a = 10;
float	单精度浮点型（4字节）	float f = 3.14f;
double	双精度浮点型（8字节）	double d = 3.14159;
char	字符型（1字节）	char c = 'A';
bool	布尔型，取值 true 或 false	bool flag = true;
void	无类型，常用于函数返回类型或指针定义	-

变量命名需遵循以下规则：由字母、数字和下划线组成，不能以数字开头，且区分大小写。还可配合修饰符增强语义：

• unsigned：表示无符号整数；
• const：定义常量，不可修改；
• long/short：用于扩展或缩短整型长度。

int

int age = 18;

float

float pi = 3.14f;

double

double pi = 3.1415926;

char

char ch = 'A';

bool

bool flag = true;

void

unsigned

const

long

short

int main() {
    int num = 100;
    const double PI = 3.14159;
    unsigned int count = 50;
    return 0;
}

const double PI = 3.14159; // 常量，值不可改
unsigned int num = 100;     // 无符号整型，只能存非负数

2. 运算符

C++ 支持多种运算符，主要包括算术、赋值、比较、逻辑及位运算等，与 C 语言基本一致。

int a = 10, b = 3;
cout << (a + b) << endl;     // 加法
cout << (a > b) << endl;     // 比较
cout << (a & b) << endl;     // 位与

// 算术运算符：+ - * / %（取模）
int a = 10, b = 3;
cout << a / b << endl;   // 3（整数除法）
cout << (double)a / b;   // 3.33333（强制类型转换）

// 赋值运算符：= += -= *= /=
a += 5; // 等价于 a = a + 5

// 比较运算符：== != > < >= <=
bool res = (a > b); // true

// 逻辑运算符：&&（与） ||（或） !（非）
if (a > 5 && b < 5) { /* 执行逻辑 */ }

3. 控制流

控制程序执行流程是编程的基础，主要包括条件判断、循环和跳转语句。

（1）条件语句

if (score >= 90) {
    cout << "优秀" << endl;
} else if (score >= 60) {
    cout << "及格" << endl;
} else {
    cout << "不及格" << endl;
}

// if-else
int score = 85;
if (score >= 90) {
    cout << "优秀" << endl;
} else if (score >= 80) {
    cout << "良好" << endl;
} else {
    cout << "及格" << endl;
}

// switch（匹配整型/字符型/枚举）
char grade = 'B';
switch (grade) {
    case 'A': cout << "90+"; break; // break 防止穿透
    case 'B': cout << "80-89"; break;
    default: cout << "其他";
}

（2）循环语句

for (int i = 0; i < 5; ++i) {
    cout << i << " ";
}

int j = 0;
while (j < 5) {
    cout << j++ << " ";
}

// for 循环（已知次数）
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    cout << i << " "; // 输出 0 1 2 3 4
}

// while 循环（未知次数，先判断后执行）
int n = 10;
while (n > 0) {
    cout << n-- << " "; // 输出 10 9 ... 1
}

// do-while（至少执行一次）
int m = 0;
do {
    cout << m++;
} while (m < 3); // 输出 012

（3）跳转语句

• break：终止当前循环或 switch 结构；
• continue：跳过本次循环剩余部分，进入下一轮迭代；
• return：结束函数并返回指定值。

break

continue

return

三、函数

函数是实现代码复用的重要手段。相比 C 语言，C++ 提供了更多灵活性，如函数重载和默认参数等功能。

1. 函数基本结构

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

// 函数声明（原型）：返回值类型 函数名(参数列表);
int add(int x, int y);

// 函数定义：实现逻辑
int add(int x, int y) {
    return x + y; // 返回值
}

// 函数调用
int main() {
    int sum = add(3, 5); // sum = 8
    cout << sum << endl;
    return 0;
}

2. 函数重载（C++ 特性）

在同一作用域中，允许存在多个同名函数，只要它们的参数列表不同（数量、类型或顺序），即构成重载。

int max(int a, int b);
double max(double a, double b);
string max(string a, string b);

// 重载1：两个int相加
int add(int a, int b) { return a + b; }

// 重载2：三个int相加
int add(int a, int b, int c) { return a + b + c; }

// 重载3：两个double相加
double add(double a, double b) { return a + b; }

int main() {
    cout << add(1,2) << endl;    // 调用第一个
    cout << add(1,2,3) << endl;  // 调用第二个
    cout << add(1.5, 2.5) << endl;// 调用第三个
    return 0;
}

3. 默认参数

函数参数可以设置默认值，调用时可省略该参数。注意：默认参数应从右向左依次设定。

void greet(string name, string prefix = "Hello") {
    cout << prefix << ", " << name << endl;
}
// 调用：greet("Alice"); 输出 Hello, Alice

// 默认参数：y默认值为10
int add(int x, int y = 10) {
    return x + y;
}

int main() {
    cout << add(5) << endl;  // 5+10=15
    cout << add(5, 20) << endl; // 5+20=25
    return 0;
}

四、数组与字符串

1. 数组

数组用于存储相同类型的固定长度数据序列。

int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
for (int i = 0; i < 5; ++i) {
    cout << arr[i] << " ";
}

// 数组声明：类型 数组名[长度];
int arr[5] = {1,2,3,4,5}; // 初始化
int arr2[] = {6,7,8};     // 长度自动推导为3

// 访问数组元素（下标从0开始）
cout << arr[2] << endl; // 3

// 遍历数组
for (int i = 0; i < sizeof(arr)/sizeof(arr[0]); i++) {
    cout << arr[i] << " ";
}

2. 字符串

C++ 中有两种主要的字符串表示方式：

（1）C 风格字符串（字符数组）

以空字符 '\0' 结尾的字符数组。

char str[] = "Hello";
cout << str << endl;

char str[] = "hello";
cout << strlen(str) << endl; // 长度5（不含结束符'\0'）

（2）C++ 标准字符串（std::string，推荐使用）

封装良好的字符串类，操作更安全便捷。

#include <string>
string s = "Welcome!";
s += " to C++";
cout << s << endl;

std::string

#include <string> // 需包含头文件
string s1 = "hello";
string s2 = " world";
string s3 = s1 + s2; // 拼接："hello world"

// 常用操作
cout << s3.length() << endl; // 长度11
cout << s3.substr(0,5) << endl; // 子串："hello"
s3.append("!"); // 追加："hello world!"

五、指针与引用（C++ 核心机制）

1. 指针

指针是一种变量，用于保存另一个变量的内存地址。声明形式为：数据类型* 变量名;

int x = 10;
int* ptr = &x;
cout << *ptr << endl;  // 输出 10

类型* 指针名;

int num = 10;
int* p = # // &取地址，p指向num的地址

cout << *p << endl; // *解引用，输出10
*p = 20; // 修改指针指向的变量值，num变为20

// 空指针
int* p_null = nullptr; // C++11 推荐（替代NULL）

2. 引用

引用是某个已存在变量的别名，声明格式为：数据类型& 引用名 = 原变量;。引用必须初始化，且一旦绑定后不能更改指向。

int y = 20;
int& ref = y;
ref = 30;  // 相当于 y = 30

类型& 引用名 = 变量;

int a = 10;
int& ref = a; // ref是a的别名

ref = 20; // a变为20
cout << a << endl; // 20

// 引用常用于函数参数（避免拷贝，可修改原变量）
void swap(int& x, int& y) {
    int temp = x;
    x = y;
    y = temp;
}

int main() {
    int m = 5, n = 10;
    swap(m, n); // m=10, n=5
    return 0;
}

六、面向对象基础（OOP）

面向对象是 C++ 的核心特性之一，主要包括类、对象、封装、继承和多态五大概念。

1. 类与对象

类是一种用户自定义的数据类型，包含成员变量（属性）和成员函数（行为）。

class Student {
public:
    string name;
    void study() {
        cout << name << " is studying." << endl;
    }
};

Student s;
s.name = "Tom";
s.study();

// 类定义
class Person {
private: // 私有（仅类内可访问，默认私有）
    string name;
    int age;
public: // 公有（外部可访问）
    // 构造函数（创建对象时初始化）
    Person(string n, int a) : name(n), age(a) {}
    
    // 成员函数
    void showInfo() {
        cout << "姓名：" << name << "，年龄：" << age << endl;
    }
    
    // 设置/获取私有成员（封装）
    void setAge(int a) {
        if (a > 0) age = a; // 合法性校验
    }
};

// 创建对象（实例化）
int main() {
    Person p1("张三", 20);
    p1.showInfo(); // 输出：姓名：张三，年龄：20
    p1.setAge(21);
    p1.showInfo(); // 输出：姓名：张三，年龄：21
    return 0;
}

2. 继承

通过继承，子类可以获得父类的成员，从而实现代码复用。

class Person {
public:
    void speak() { cout << "Speaking..." << endl; }
};

class Student : public Person {
    // 自动拥有 speak() 方法
};

// 子类 Student 继承 Person
class Student : public Person {
private:
    int score;
public:
    // 构造函数：调用父类构造
    Student(string n, int a, int s) : Person(n, a), score(s) {}
    
    void showStudentInfo() {
        showInfo(); // 调用父类方法
        cout << "成绩：" << score << endl;
    }
};

int main() {
    Student s("李四", 18, 90);
    s.showStudentInfo();
    return 0;
}

七、常用标准库组件

C++ 标准模板库（STL）提供了大量高效的工具组件，初学者应熟悉以下几个关键头文件：

• <iostream>：负责输入输出操作；
• <string>：支持 std::string 字符串处理；
• <vector>：提供动态数组功能，优于传统数组；
• <algorithm>：包含排序、查找等通用算法。

<iostream>

<string>

<vector>

<algorithm>

示例：使用 vector 和 sort 进行排序

#include <vector>
#include <algorithm>

vector<int> nums = {5, 2, 8, 1};
sort(nums.begin(), nums.end());

#include <vector>
#include <algorithm>

int main() {
    vector<int> vec = {5,2,8,1};
    sort(vec.begin(), vec.end()); // 排序：1,2,5,8
    
    for (int num : vec) { // 范围for循环（C++11）
        cout << num << " ";
    }
    return 0;
}

一、第一个 C++ 程序：Hello World

从经典的“Hello World”程序开始，了解 C++ 程序的基本结构。

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    cout << "Hello, World!" << endl;
    return 0;
}

// 包含输入输出流头文件（C++ 标准库）
#include <iostream>

// 使用 std 命名空间（避免重复写 std::）
using namespace std;

// 主函数：程序入口，返回值为int类型
int main() {
    // 输出字符串到控制台，endl 表示换行并刷新缓冲区
    cout << "Hello, C++ World!" << endl;
    
    // 返回 0 表示程序正常结束
    return 0;
}

关键说明：

头文件：

#include <iostream> 引入标准输入输出流库。C++ 标准库头文件不带 .h 后缀；而 C 语言风格的头文件如 <stdio.h> 也可使用，但推荐使用 C++ 版本，例如 <cstdio>。

#include <iostream>

.h

<stdio.h>

<cstdio>

命名空间：

std 是 C++ 标准库所使用的命名空间。using namespace std; 表示可以直接使用其中的标识符（如 cout、endl）。若避免潜在命名冲突，也可采用显式调用方式，如 std::cout。

std

using namespace std;

cout

endl

std::cout

主函数：

int main() 是每个 C++ 程序的唯一入口点，必须存在且仅有一个。返回类型为 int，代表程序退出状态（C++11 起可省略 return 0;，编译器会自动补全）。

main()

int

return 0

编译运行命令：

Windows（使用 MinGW/GCC）：

g++ hello.cpp -o hello.exe
hello.exe

g++ hello.cpp -o hello.exe && hello.exe

Linux / Mac：

g++ hello.cpp -o hello
./hello

g++ hello.cpp -o hello && ./hello

八、学习建议

• 动手实践：每学习一个知识点，立即编写代码进行验证，比如修改循环条件、尝试函数重载等。
• 从小项目入手：通过实现简易计算器、猜数字游戏或学生成绩管理系统来巩固知识。
• 理解内存模型：重点掌握指针、引用的区别，以及栈与堆的使用场景，预防内存泄漏和非法访问等问题。
• 循序渐进：先扎实掌握基础语法，再逐步深入学习面向对象、STL 容器、模板编程和异常处理等进阶内容。