[搬运+翻译][从零学编程]C++Ⅰ：基本概念

本帖最后由 45gfg9 于 2020-3-16 15:15 编辑

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Next: C++Ⅱ：条件与循环

1 什么是C++

1.1 欢迎来到C++

C++是一种多用途的编程语言。
C++用于创建电脑程序。像任何艺术软件，音乐播放器甚至是视频游戏！

C++由C衍生而来，且广泛基于C。

Part题：
C++是一个：
A. 电影制作程序
B. 多用途编程语言
C. 客户端脚本语言

2 Hello World!

2.1 你的第一个C++程序（一）

一个C++程序是由一套命令或语句集合而成。

下面的例子输出"Hello world!"。

#include <iostream>

using namespace std;



int main()

{

  cout << "Hello world!";

  return 0;

}

让我们一节一节看。

#include <iostream>

C++提供了大量的[ruby=headers]文件头[/ruby]，每个都包含了程序需要的信息。这个单独的程序需要文件头<iostream>.
在一行中最开始的井号 (#)是编译器最先运行的语句。在这个例子中，#include告诉预处理器包含<iostream>头文件。

<iostream>定义了标准流对象，用于输入与输出数据。

Part题：
补全空格以包含<iostream>。

#include <________>

2.2 你的第一个C++程序（二）

C++编译器忽略空白行。
通常的，空行用于增强代码的可读性与改进结构。

空的地方，例如一些空格、制表符和一些空行，同样会被忽略。尽管它是用于增强程序的可读性。

using namespace std;

在这里，using namespace std;这一行告诉编译器使用std（[ruby=standard]标准[/ruby]）命名空间。

std命名空间包含了C++标准资源的特性。

Part题：
补全下面代码以使用std命名空间。

#include <iostream>

_____  namespace  ___;

2.3 主函数

程序的执行从主函数开始，int main()。

int main()

{

  cout << "Hello world!";

  return 0;

}

花括号 { } 表明了函数的首尾，也可以称作函数的主体。在括号内的语句定义了函数的行为。

main()是每个C++程序的入口，与程序产生的效果无关。

Part题：
一个C++程序的起点是？
A. 第一行
B. <iostream>
C. main函数

2.4 你的第一个C++程序（三）

下一行，cout << "Hello world!"; 将"Hello world!"显示在屏幕上。

cout << "Hello world!";

在C++中，[ruby=streams]流[/ruby]用于输入输出操作。
在大多数程序环境中，默认的标准输出目标是屏幕。在C++中，cout是一个用来访问它的流对象。
cout和插入运算符一起应用。插入运算符"<<"会将它后面的数据插入到它前面的流的末尾。

在C++中，分号标志着一条语句的结束。每条语句都必须以分号结尾。这表示一条逻辑表达式的结束。

Ps. 这里的分号必须是半角字符，不能是全角字符（汉字字符）。

Part题：
每条语句都必须结尾于：
A. 点( . )
B. 分号( ; )
C. 冒号( : )
D. 逗号( , )

2.5 语句

一个[ruby=block]代码块[/ruby]是由一套语句结合起来的，以左右花括号为界限。
举个例子：

{

  cout << "Hello world!";

  return 0;

}

你可以在一行内放置多个语句，只要你记得每个语句都以分号结尾。不这样做会导致错误。

Part题：
填空以将"Hello, world!"输出在屏幕上：

____  << "Hello, world!";

2.6 返回

程序的最后一节是return返回语句。return 0;这一行结束了main()函数而且将0返回给调用者。一个非0的数（通常是1）意味着非正常的结束。

return 0;

如果程序中没有return语句，C++编译器会在main()函数的最后隐式插入"return 0;"。

Part题：
重新排列下面的代码以组建一个C++程序。

1. using namespace std;

2. #include <iostream>

3.   cout << "妙啊！"; return 0;

4. }

5. int main() {

3 工具

3.1 获取工具（一）

你需要下面两个组件来编写C++程序。
1. [ruby=Integrated Development Environment]集成开发环境[/ruby] (IDE)：提供了写代码的工具。任何文本编辑器都可以成为一个IDE。
2. [ruby=Compiler]编译器[/ruby]：将代码编译为最终的可执行文件。
有大量的编译器可供使用。最多使用且免费的编译器是GNU C/C++编译器。

有大量C++的IDE和编译器可供使用。我们将使用一款免费的工具：Code::Blocks，它包含了一个IDE和一个编译器，而且适用于Windows，Linux和MacOS。
你需要到http://www.codeblocks.org/下载Code::Blocks，点击Downloads链接，然后选择"Download the binary release"。
选择你的操作系统并下载安装程序，它包含了C++编译器（在Windows下，它的名字里有mingw。）

确保你下载了包含编译器的版本。

Part题：
你需要下面哪两个工具来编写和编译C++程序？
A. 网页浏览器
B. IDE
C. 编译器
D. Excel

3.2 获取工具（二）

为了创建一个项目，打开Code::Blocks并点击"Create a new project"（或者File->New->Project）。
会出现一个窗口让你选择模版，在这里我们选Console application，之后点击Go。

跟着指引，确认你选择的编程语言是C++。
为你的项目命名并且选择一个文件夹来保存。

确认你勾选了Compiler，然后点Finish。
GNU GCC是支持Code::Blocks的众多编译器中常用的一个。
在左侧的侧边栏里，展开Sources。你会看见你的项目和源文件。Code::Blocks会自动创建main.cpp文件，是一个基本的Hello World程序（C++中源代码的后缀名是.cpp）。

（Ps. 原文中写的是.cpp .cp .c 但.cp没见过 .c是C语言的源文件来着= = 在这里只写.cpp吧，感谢#17指正）

点击工具栏中的"Build and Run"图标来编译和运行程序。

命令行窗口会出现并显示程序的输出。

恭喜！你刚刚编译并运行了你的第一个C++程序！

Part题：
哪个是C++的编译器？
A. CodeBlocks
B. GNU GCC
C. 命令行
D. GAC

4 输出

4.1 你的第一个C++程序（四）

你可以在cout后面跟上多段文字。

cout << "This " << "is " << "awesome!";

输出：

Part题：
补全空格来输出"我爱C++"：

____ << "我爱C++"_

4.2 新的一行

cout运算不会输出文字的后面自动换行。
要使cout输出两行的一种方法是使用endl关键词，于是你可以换行。

#include <iostream>

using namespace std;



int main()

{

  cout << "Hello world!" << endl;

  cout << "I love programming!";

  return 0;

}

endl将光标移到下一行来输出第二行文字。

Part题：
哪个关键词能够输出另一行文字？
A. #include
B. startl
C. return
D. endl

4.3 新的几行（一）

换行符\n可以视作endl的另一种形式。
反斜杠（\）被称作[ruby=escape character]转义符[/ruby]，表明一个"特殊"的符号。

举个例子：

#include <iostream>

using namespace std;



int main()

{

  cout << "Hello world! \n";

  cout << "I love programming!";

  return 0;

}

输出：

Part题：
下面哪个符号表示换行（endl的另一种形式）？
A. \s
B. \n
C. \r

4.4 新的几行（二）

两个换行符放在一起表明两次换行，也就会产生一个空行。

#include <iostream>

using namespace std;



int main()

{

  cout << "Hello world! \n\n";

  cout << "I love programming!";

  return 0;

}

结果：

Part题：
填空以输出"你好"和"世界"，中间以空行隔开。

____ << "你好 __\n";

cout __ "世界";

4.5 更多的新行

你可以使用一个单独的cout语句输出你的程序需要的任意数量的空行。

#include <iostream>

using namespace std;



int main()

{

  cout << " Hello \n world! \n I \n love \n programming!";

  return 0;

}

输出：

Part题：
填空以输出"I love C++"，每个单词占据一行。

cout << "I __ love __ C++";

5 注释

5.1 单行注释

[ruby=Comments]注释[/ruby]是你可以写进C++代码中的解释性的句子，用来解释这些代码是做什么的。
编译器会忽略注释中出现的任何东西，所以在结果中不会出现关于注释的任何东西。

开始于双斜杠（//）的注释称作单行注释。这两个斜杠告诉编译器去忽略它们之后跟的任何东西，直到这一行结束。

举个例子：

#include <iostream>

using namespace std;



int main()

{

  // 输出 "Hello world"

  cout << "Hello world!";

  return 0;

}

当上面的代码被编译时编译器会忽略// 输出 "Hello world"这句。结果看起来应该是这样的：

Part题：
下面哪个表示单行注释？
A. //单行注释
B. ##单行注释
C. **单行注释

5.2 多行注释

需要占据多行的注释以/*开始，以*/结束。
你可以将它们放在一行，或者在它们之间插入一行或几行。

/* 这是一条注释 */



/* C++的注释

可以放在几行

*/

如果你写错了一段代码，不要急着删掉。将它放进多行注释中，等你找到正确写法后再删掉。

Part题：
在C++中创建一块注释（多行注释）：

__ 这是C++中的

多行注释 __

5.3 应用注释

你可以在任何地方创建一条注释，而且可以在代码中创建任意数量的注释。
在以/*和*/标记的注释中，//没有特殊含义，反之亦然。这允许你在注释里"嵌套"注释。

/* 怎样输出Hello world!的注释



  cout << "Hello world!"; // 输出Hello world!



*/

在你的程序中添加注释是个好习惯。它能够让你和其他阅读代码的人对代码有更清楚的了解。

Part题：
下面哪个句子是正确的？
A. 单行注释以*（星号）开始
B. 注释被编译器忽略
C. 注释也用来迷惑程序员

6 变量

6.1 变量（一）

创建一个[ruby=variable]变量[/ruby]使用内存空间，或是说内存中储存值的空间。编译器需要你表明每个你声明的变量的类型。
C++内部提供一些可以供用户使用的[ruby=data type]数据类型[/ruby]。

[ruby=Integer]整型[/ruby]，一种数据类型，可以储存大量的值。要声明一个整型值，使用关键词int。
C++要求你规定每个你声明的变量的[ruby=type]类型[/ruby]和[ruby=identifier]标识符[/ruby]。
标识符是一个变量、函数、类、模块，或是其他任何用户定义的东西。一个标识符以字母（A-Z或a-z）或下划线（_）开头，后面可以跟额外的字母、下划线和数字（0-9）。
举个例子，下面声明一个叫做myVariable的整型变量：

int myVariable = 10;

不同的操作系统可以为同一数据类型保留不同大小的内存。

Part题：
表示整型的关键词是？

___

6.2 变量（二）

现在让我们给一个变量赋值并输出它。

#include <iostream>

using namespace std;



int main()

{

  int myVariable = 10;

  cout << myVariable;

  return 0;

}

//输出10

C++是[ruby=case-sensitive]大小写敏感[/ruby]的，所以myVariable和myvariable是两个不同的标识符。

Part题：
假设你有一个变量叫var。补全代码以输出它的值。

____ << var;

6.3 变量（三）

变量必须在使用之前就被声明。如果你需要多个同一类型的变量，你可以在一条语句内创建它们，用逗号隔开。

int a, b;

// 声明两个int变量

变量可以被赋值，也可以被用于运算。
举个例子，我们创建另一个叫sum的变量，将前面的两个变量加在一起。

int a = 30;

int b = 15;

int sum = a + b;

// 现在sum的值为45

用"+"运算符将两个数字相加。

Part题：
填空以声明变量var等于a+b：

int ___ = a _ b

6.4 变量（四）

让我们来写一个可以计算和输出两个变量的程序。

#include <iostream>

using namespace std;



int main()

{

  int a = 30;

  int b = 12;

  int sum = a + b;



  cout << sum;



  return 0;

}



//输出42

始终记住，变量在使用之前必须规定名称和数据类型。

Part题：
下面哪两个关于C++中变量的句子是正确的？
A. 变量必须在使用之前就被声明
B. 变量是预处理指令
C. 变量没有名字
D. 变量必须规定数据类型

7 运用变量

7.1 声明变量

你可以选择在声明变量的时候就给它赋值，或者你也可以选择先声明变量，以后再给它赋值。
你也可以改变一个变量的值。
几个例子：

int a; 

int b = 42;



a = 10;

b = 3;

你只能给一个规定了数据类型的变量赋值。

Part题：
填空来声明一个整型变量，并给它赋值7：

___ a;

a _ 7;

7.2 用户输入

用cin与提取运算符（>>）组合，可以让用户输入一个值。提取运算符后面跟的变量会包含提取的数据。
下面这个例子展示了如何接受用户输入，并存在变量num中：

int num;

cin >> num;

就像cout，cin也可以连接多个提取运算符，所以在一个语句中可以接受多个输入：cin >> a >> b;

Part题：
cin的用途是什么？
A. 从用户取得信息（数据）
B. 输出变量的值
C. 包含头文件

7.3 接受用户输入（一）

下面的程序提示用户输入一个数字，并存储在变量a中：

#include <iostream>

using namespace std;



int main()

{

   int a;

   cout << "请输入一个数 \n";

   cin >> a;



   return 0;

}

程序运行时，会显示消息"请输入一个数"，然后等着用户输入一个数且按下回车，或换行。
输入的数存在变量a中。

当用户需要输入数时，程序会一直等着用户输入数。

Part题：
补全代码，使它接受一个数字并存在变量a中：

___ >> a;

7.4 接受用户输入（二）

你可以在程序中的多处接受用户输入：

#include <iostream>

using namespace std;



int main()

{

    int a, b;

    cout << "输入一个数 \n";

    cin >> a;

    cout << "输入另一个数 \n";

    cin >> b;



    return 0;

}

Part题：
填空以声明一个整型变量var，输入一个值，并存储在变量var中。

int var;

____ << "请输入一个值 \n";

___ >> var;

7.5 接受用户输入（三）

让我们创建一个接受两个数的程序，并输出它们的和。

#include <iostream>

using namespace std;



int main() 

{

  int a, b;

  int sum;

  cout << "输入一个数 \n";

  cin >> a;

  cout << "输入另一个数 \n";

  cin >> b;

  sum = a + b;

  cout << "和为：" << sum << endl;



  return 0;

}

Part题：
补全代码以声明一个名为sum的变量，给它赋值21 + 7，然后输出它的值。

int sum;

___ = 21 + 7;

____ << "sum等于"<< ___ << endl;

8 更多关于变量的东西

8.1 变量（五）

指定数据类型只需要一次，在变量被声明之时。
在那之后，不用指定数据类型就可以使用变量。

int a;

a = 10;

指定一个变量的数据类型不止一次会导致产生语法错误。

Part题：
一个变量的数据类型应该被提及几次？
A. 当输出变量的值时
B. 只一次：当声明变量时
C. 每个变量被用到的地方
D. 当用cin输入变量的值时

8.2 变量（六）

只要你需要，一个变量的值在程序中可以被改变很多次。
举个例子：

int a = 100;

a = 50;

cout << a;



// 输出50

Part题：
补全代码以声明变量b，并把a的值赋给b，然后向屏幕输出它们的和。

int a = 15;

int b = _;

cout << a _ b << endl;

9 基础算数

9.1 算术运算符

C++支持这些算术运算符。

运算
符号
形式
加法 + x + y
减法 - x - y
乘法 * x * y
除法 / x / y
取模 % x % y

加法运算符将它的运算数加起来。

int x = 40 + 60;

cout << x;



// 输出100

Part题：
填空，声明一个变量x，给它赋值4 + 6，然后将它输出到屏幕。

int _;

x = 4 + 6;

____ << x __ endl;

9.2 减法

减法运算符从第一个运算数中减去另一个运算数。

int x = 100 - 60;

cout << x;



// 输出40

Part题：
补全代码，使其输出12。

int x = 24;

int y;

y = _ - 12;

cout << _ << endl;

9.3 乘法

乘法运算符将它的运算数相乘。

int x = 5 * 6;

cout << x;



// 输出30

Part题：
C++中哪个符号用来将变量相乘？
A. +
B. *
C. %
D. x

9.4 除法

除法运算符用第一个运算数除以第二个运算。为了返回一个整型值，余数会被舍弃。
例子：

int x = 10 / 3;

cout << x;



// 输出3

如果一个或两个运算数都是浮点值，除法操作符会执行浮点除法。

除以0会导致你的程序崩溃。

Part题：
填空以声明一个变量x，并给它赋值81除以3。

int _ = 81 _ 3;

cout << x;

9.5 取模

取模运算符 (%) 也就是我们所知的取余运算符，因为它会返回整型除法的余数。
举个例子：

int x = 25 % 7;

cout << x;



// 输出4

Part题：
哪个运算符用来确定余数？
A. *
B. +
C. %

9.6 运算优先级（一）

运算优先级确定在一个表达式中的运算分为几部分，那会影响一个表达式是如何计算的。某些运算符比其他运算符优先级更高；举个例子，乘法运算符比加法运算符有更高的优先级。
举例：

int x = 5+2*2;

cout << x;

// 输出9

上面的程序先计算2*2，然后将结果加上5。
和在数学中一样，用圆括号改变运算优先级。

int x = (5 + 2) *2;

cout << x;



// 输出14

Part题：
填上括号使x的值为14。

int x = _ 4 + 3 _ * 2;

cout << x;

9.7 运算优先级（二）

圆括号强制运算有更高的优先级。如果括号里还有括号，最内括号中的表达式会先被计算。

如果括号内没有表达式，乘法类（乘法，除法，取模）运算符会优先于加法类（加法，减法）运算符。

Part题：
下面哪两个关于算术运算符的语句是正确的？
A. 加法在乘法之前完成
B. 括号第一，然后是乘除法
C. 减法最先完成
D. 乘法在加法之前完成

10 赋值与自增运算符

10.1 赋值运算符（一）

简单的[ruby=assignment]赋值[/ruby]运算符 (=) 将右边的值赋给左边。

C++提供了速记运算符，让你可以同时运算和赋值。
举个例子：

int x = 10;

x += 4; // 等同于 x = x + 4

x -= 5; // 等同于 x = x - 5

Part题：
x = x + 10的另一种形式是？
A. x -= 9;
B. x = y +10;
C. x += 10;

10.2 赋值运算符（二）

一样的速记格式对乘法、除法和取模运算都适用。

x *= 3; // 等同于 x = x * 3

x /= 2; // 等同于 x = x / 2

x %= 4; // 等同于 x = x % 4

Part题：
补全代码，用 /= 运算符把x除以5。

int x = 10;

x _= _;

10.3 自增运算符（一）

[ruby=increment]自增[/ruby]运算符用来将一个整型值加1，而且是一个常用的C++运算符。

x++; // 等同于 x = x + 1

Part题：
和x++有相同意思的是：
A. x = x - 4;
B. x = x + 1;
C. x /= 17;

10.4 自增运算符（二）

举个例子：

int x = 11;

x++;

cout << x;



// 输出12

填空以用 ++ 运算符将x的值增加并输出其值到屏幕。

int x = 20;

x __;

cout << _ << endl;

10.5 自增运算符（三）

自增运算符有两种形式，前缀和后缀。

++x; // 前缀

x++; // 后缀

前缀先增加数值，然后做表达式。
后缀先做表达式，然后增加数值。

前缀的例子：

x = 5;

y = ++x;

// x为6，y为6

后缀的例子：

x = 5; 

y = x++;

// x为6，y为5

前缀的例子先将x自增，再将它赋给y。
后缀的例子先将x的值赋给y，再将x自增。

Part题：
++x 和 x++ 的区别在哪？（多选）
A. x++先使用x的值，再将它自增
B. ++x先使用x的值，再将它自增
C. x++先将x自增，再使用它的值
D. ++x先将x自增，再使用它的值

10.6 自减运算符

[ruby=decrement]自减[/ruby]运算符 (--) 和自增运算符原理一样，但它将值减1，而不是加1。

--x; // 前缀

x--; // 后缀

自减运算符 (--) 与自增运算符用法相同。

Part题：
请在代码中用 -- 运算符将x的值自减。

int x = 20;

x __;

章末检测

1. 请补全代码以在屏幕上输出"我爱C++"。

#_______ <iostream>

_____ namespace std;

___ main()

{

  cout << "我爱C++" <<endl;

  ______ 0;

}

2. 请补全代码使其声明两个int类型的变量，并将它们的和输出到屏幕。

int x = 4;

___ y = 7;

int sum = x _ y;

cout<< "sum等于" << ___ << endl;

3. 在每个C++程序中：（多选）
A. 每个变量都必须有它的数据类型
B. 必须至少有两个已声明的变量
C. 必须有一个叫做main的函数
D. 变量的名字不是x就是y

4. 请补全代码使其输出x除以y的值。

int x = 81;

int y = 3;

____ << x _ y << endl;

5. 下面代码的输出是什么？

int a=3;

int b=2;

b=a++;

cout<<++b;

[搬运+翻译][从零学编程]C++Ⅰ：基本概念

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