开始C++之旅

古语说，“欲速则不达”，不论是盖房还是学知识，打牢基础十分重要。没有见识的基础，摩天大楼也无法送礼，学习C++童颜需要深入掌握基础知识和基本结构，由浅入深地把握全局，下面就从C++大厦的基本框架和一砖一瓦说起。

2.1C++程序的结构

   /*
文件名：example201.cpp
功  能：两数相乘
*/
#include <iostream>                                 //编译预处理
int main()                                          //主函数
{
    using namespace std;                            //名称空间编译指令
    /*
    声明三个代表整数的符号，num1和num2为乘数和被乘数，
    resultNum为乘积，它们的初值都为0
    */
    int num1=0, num2=0, resultNum=0; 
    cout<<"请输入要相乘的两个整数，用空格键分开：";    //输出提示语句
    cin>>num1>>num2;                                //接收用户输入
    resultNum=num1 * num2;                          //乘法运算
    cout<<"计算结果为"<<resultNum;                   //输入计算结果
    cout<<endl;                                     //输出一个空行 
    return 0;                                       //main()函数返回
}

2.1.1 注释

• C++支持两种风格的注释：

• C++风格：以//打头，作用范围为一行

• C风格：以‘/’开始，以‘/’结束，两个符号间的内容都会被注释掉，因此可以跨越多行。使用时，应注意/和/的正确配对，C风格注释不支持嵌套。

• 注释是程序员为读者提供的说明，是提高程序可读性的一种手段。注释仅供人阅读程序用，是程序的可选部分，C++编译器忽略所有的注释，将其视为空白。

提示：应养成在编码同时随手写注释的好习惯，程序越复杂，就越有必要写注释，注释不仅仅方便他人阅读代码，也有助于程序员的总结、检查与回顾。

2.1.2 编译预处理与新旧标准

• 以符号#开头的行，称为编译预处理行，中使用了#include编译指令，其作用是在编译之前将iostream文件的内容添加到程序中，iostream设置了C++的输入输出环境，如cin和cout是在iostream中定义的C++标准输入、输出设备标识符，endl是iostream中定义的换行符。

• 使用cin和cout进行输入和输出时，程序中必须包含iostream文件（对旧
  式编译器，程序中应包含iostream.h文件）。

• 前面已经讲过，C++语言是C语言的一个超集，早期的C和C++的头文件都采用扩展名为.h形式，随着C++的发展，关于头文件的标准也在不断地变化。给出了新旧标准的对比，C++一栏中灰色区域代表纯粹的C++ 头文件，白色区域代表C头文件，现在，对老式的C文件头文件保留了.h扩展名（C++程序仍可使用这种文件）；而C++的头文件去掉了扩展名。有些C头文件（如中的X2.h）被转换成C++头文件，去掉了扩展名，并在文件名称前加上了前缀c（表明来自C语言），对应于中的网格状区域（CX2）。较旧的编译器可能只支持旧标准格式，符合ANSI/ISO C++最新标准的编译器既支持旧标准格式，也可以使用新的头文件格式，对纯粹的C++头文件来说（如iostream），去掉扩展名.h并不仅仅是形式的变化，没有.h的头文件可以使用名称空间。

2.1.3 主函数

• C++用函数组织过程，每个相对独立的过程都可组织成一个函数，程序一般由不同的函数按层次结构组织而成，因此，函数的定义是C++的主体

2.1.4 名称空间

• 在中，使用iostream头文件，应使用名称空间编译指令“using namespace std;”使得定义cout和cin对程序可见，这叫做using编译指令

• 在使用计算机软件厂商提供的源代码时，经常会遇到函数重名或变量重名的情况，编译器
  不知道该使用哪个版本，人为对函数和变量进行改名也不现实，为了解决这一问题，新的ANSI/ISO C++标准引入了名称空间这一特性。允许厂商将其产品封装在一个叫名称空间的单元中，使用名称空间来对函数和变量进行管理，编译器也因此可以决定使用哪个版本。如A公司和B公司提供的源代码中都有C()函数，并将各自的代码都定义在名称空间NamespaceA和NamespaceB中，使用下面的调用方式可以将两个版本无误地区分开：

   NamespaceA::C();       //调用A公司提供的C函数
   NamespaceB::C();       //调用B公司提供的C函数
  

2.1.5 C++语素

• 从编译角度看，组成C++的最小逻辑单位是单词，单词好比建屋盖房的砖瓦，C++中的单词有以下几类：
• （1）直接常量
• （2）字符串
• （3）关键字
• （4）一般标识符
• （5）运算符
• （6）标点符号

2.2 变量与基本类型

数学课上我们学习了未知数的概念，未知数是对解的一种标识，换种思考的角度，未知数也是存储解数据的手段，设计C++程序解决问题，也需要存储和标识信息，这就要用到变量。

2.2.1 变量

• 变量就是机器一个内存位置的符号名，在该内存位置可以保存数据，并可通过符号名对数据进行访问。变量有3个特征：

• 每一个变量有一个名字，其命名规则与一般标识符相同。

  • 每一个变量有一个类型。

• 每一个变量保存一个值。如果需要变量保存某一个值，就把该值赋给变量。

• 在使用一个变量之前，必须先定义。变量的定义的一般格式如下：

• 数据类型 变量名1[＝ 初始值1], 变量名2[＝ 初始值2], …；

• 方括号中的内容是可选的，它是在变量定义时，给变量赋初值。”数据类型”是指C++有效的数据类型，如int、double、long等，每个变量属于一个特定的类型，类型是对一组数据的抽象，这些数据具有相同的取值范围、运算和存储方式，C++中的数据类型可分为基本数据类型和复合数据类型两大类，如图2.2所示 。
  

2.3 常量

有了前面对变量的说明，再来说常量显然就轻松了很多。常量同样对应着内存中的一块存储区域，通过常量名可对该区域进行访问，同样有整型、浮点型、字符型和布尔型等数据类型，和变量唯一的不同之处在于，通过程序或输入无法改变常量的值，这也是常量取名的由来。

2.4 运算符与表达式

• 运算符，顾名思义，指的是具有运算意义的符号，比如加运算符（+），减运算符（-）等，表达式，是C++编译器能读懂的计算机语句，由运算符和操作数按一定语法规则组合而成，根据运算符决定对操作数进行何种运算，并得出唯一的运算结果
• C++提供的运算符有以下几种：算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、位运算符、条件运算符、赋值运算符、逗号运算符、sizeof运算符及其它运算符。同时，按照操作数的个数，运算符又可以分为单目运算符（1个操作数）、双目运算符（两个操作数）和三目运算符（3个操作数）。

2.5 类型转换

C++中有整型、浮点型、布尔型、字符型等基本类型，在后面的章节中还会介绍到复杂数据类型和用户自定义的类型。在进行运算，尤其是对不同的类型进行运算时，可能会引发混乱，为此，C++引入了类型转换机制，一种数据类型能够被转换为另一种数据类型。

2.6 流程控制语句

• 程序由数据结构和算法组成，算法是一系列动作的集合，而这一个个的动作，就是C++中的语句，语句是构造程序最基本的单位，程序运行的过程就是执行程序语句的过程，程序语句执行的次序称之为流程控制（或控制流程）。
• 结构定理指出：任何程序逻辑都可以用顺序、选择和循环等3种基本结构来表示，在我们前面给出的示例代码中，程序语句都是顺序执行的，那有没有可能改变程序语句的执行次序呢？答案是肯定的，只要借助于C++提供的分支语句（if…else…语句和switch语句）、循环语句（for循环和while循环）以及转向控制语句（continue、break和goto等）。

2.7 小结

本章讲述了C++语言的基本知识，在C++语言中，语句、标识符、变量、常量、函数、预处理指令、输入和输出等，是重要的概念，应该在实践中逐渐掌握这些概念，合理地加以应用。介绍了C++基本的各种运算符构成(算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、位运算符、条件运算符、赋值运算符、逗号运算符及其它运算符)、各自的优先级和结合性。详细讲解了由运算符组成的各种表达式、表达式中操作数类型的显式及隐式转换，剖析了C++的流程控制语句，包括分支结构（if…结构、if…else…结构和switch结构）、循环结构（for结构、while结构和do…while结构）、流程转向控制语句break和continue、自由转向语句goto等，只有扎实掌握了这些最基本的内容，才能一步步深入，学好C++，用好C++。