前言

在正式学习C++之前，有必要快速介绍下C++的基础语法。本文首先介绍一些计算机编程常见术语，然后逐行剖析解释代码含义并适当拓展其他相关知识（初学者不必深究，熟悉术语，了解知识全貌即可，未来会一步一步的详细介绍）。更多笔记持续更新

正文

字符集

字符集是一种规定了字符和其对应编码的映射关系的标准。它定义了一系列字符以及给每个字符分配的唯一编码值。常见的字符集有ASCII、Unicode等。

ASCII（American Standard Code for Information Interchange）：

ASCII是最早的字符集之一，使用7位二进制数表示128个字符，包括英文字母、数字、标点符号和一些控制字符。后来扩展字符集使用8位二进制数表示更多字符，成为ASCII的扩展。

Unicode：

Unicode是一个全球范围的字符集，为世界上几乎所有字符分配了唯一的代码点。Unicode字符集包含了各种语言的字符、符号、标点符号以及各种特殊字符。Unicode的编码方案包括UTF-8、UTF-16和UTF-32。

UTF-8是一种可变长度编码方案，用1~4字节来表示不同的字符。它能够表示Unicode字符集中的任意字符，兼容ASCII字符集。

UTF-16使用16位（2字节）编码，可以表示Unicode字符集中的所有字符。对于ASCII字符和较少使用的字符，UTF-16与ASCII编码相同。

UTF-32使用32位（4字节）编码，每个字符都用固定长度的编码表示，可以表示Unicode字符集中的任意字符。

其他字符集： 除了ASCII和Unicode，还有其他的字符集用于特定的语言和地区。例如，GB2312、GBK和GB18030是一些用于中文字符的字符集。ISO-8859系列字符集包括ISO-8859-1（Latin-1）、ISO-8859-2（Latin-2）等，用于支持不同的拉丁字母语言。正确理解和处理字符集对于文本处理和编程非常重要。在编程中，特别是涉及到字符串操作和文本输入输出时，需要了解所使用的字符集，以确保正确地处理和显示字符。特别是在跨平台和跨语言环境下，字符集的一致性非常重要，可以避免出现乱码或字符损失的问题。

C++语法允许使用的字符的集合称为C++字符集。C++03标准的字符集如下:

保留字

关键字又称为保留字，是C++规定的有特定含义的词语。C++03标准定义了63个关键字，主要是关于数据类型和语句的词语。

标识符

在计算机编程中，标识符是用来给变量、函数、类等程序实体命名的名称。它们是用来识别和引用这些实体的唯一标签。可以将标识符视为你给不同事物起的名字。

标识符的命名规则如下：

①　可以以字母（包括大写字母和小写字母）、下划线( _ )或者后接一串数字来命名。但是标识符的首字母不能为数字。

②　标识符区分大小写，例如"myVar"和"myvar"是两个不同的标识符。

③　标识符长度没有限制，但习惯上遵循简洁有意义的原则，以增加代码的可读性。

④　不能使用C++的关键字作为标识符，因为关键字在编程语言中具有特殊含义。

例如，在C++中，你可以使用标识符来命名变量、函数和类等。下面是一些示例：

int myVariable; // 标识符为 myVariable 的整型变量
float PI;// 标识符为 PI的浮点型变量
bool isEven;// 标识符为 isEven 的布尔型变量
string myString;// 标识符为 myString 的字符串型变量
void myFunction(); // 标识符为 myFunction 的函数
class MyClass {}; // 标识符为 MyClass 的类

简单程序1.cpp

#include <iostream> 
using namespace std; /*使用标准命名空间*/
int main() /*主函数*/
{
	cout << "hello , world" << endl; /*输出*/
	return 0; /*主函数正常结束返回O,主函数必须返回0，这是主函数与操作系统的约定*/
}

这段代码是一个基本的C++程序，其功能是在控制台输出"hello, world"。下面是对每一行代码的进一步解释：

①　#include

#include <iostream>：这是一个预处理指令（以#开头），它告诉编译器引入iostream库，该库包含了输入和输出操作的定义（即把iostream，即输入输出流库包含（include）到当前程序中）。

在C++中，#include是一个预处理指令，用于包含其他文件或库的内容。它告诉编译器在编译过程中将被包含文件的内容插入到当前文件中，以便我们可以使用其中定义的代码。

#include有两种形式：

尖括号形式：#include <文件名>

这种形式用于包含标准库头文件。例如，#include <iostream>包含了iostream标准库的内容，使我们可以使用其中的输入输出功能。

标准库的头文件通常位于编译器安装目录的特定位置，可以通过< >进行引用。

引号形式：#include "文件名"

这种形式用于包含自定义头文件或相对路径下的头文件。例如，#include "myheader.h"包含了名为myheader.h的自定义头文件。

自定义头文件通常位于你的项目目录中，使用引号（" "）将文件名括起来可以告诉编译器在项目目录中寻找该文件。

当编译器遇到#include指令时，它会打开被包含的文件，并将其内容插入到当前文件的指定位置。这样，我们就可以在当前文件中使用被包含文件中定义的函数、类、变量等。

举个例子，如果有一个名为myheader.h的头文件，其中定义了一个函数void myFunction();，我们可以通过#include "myheader.h"将该函数包含到我们的代码中，以便在程序中调用myFunction()。

②　using

using namespace std;：这是一个命名空间的声明，它告诉编译器我们将使用std命名空间中的标识符，这样我们就可以直接使用iostream库中的函数和对象，而不需要使用std::前缀。例如，可以直接使用cout而不是std::cout。

using是C++中的一个关键字，用于引入命名空间或特定的标识符，以便在当前作用域中直接使用这些命名空间或标识符，而无需使用限定符（如命名空间::标识符）。

有两种常见的使用方式：

1.using namespace

using namespace用于引入一个命名空间的所有内容，使得在当前作用域中可以直接使用该命名空间中定义的所有标识符。例如：

#include <iostream>
using namespace std; // 引入std命名空间
int main() {
	cout << "Hello, world!" << endl; // 不需要限定符，直接使用cout
	return 0;
}

在上述例子中，使用using namespace std;将std命名空间的所有内容引入到当前作用域，我们可以直接使用其中定义的cout对象进行输出。注意：使用using namespace可能导致命名冲突，特别是当不同命名空间中存在相同名称的标识符时。因此，在大型项目中，最好避免在全局范围内使用using namespace，而是在需要使用的具体作用域中进行引入。

限定符："限定符"是指使用命名空间的方式来限定标识符的作用范围。

C++中的命名空间是一种组织代码的机制，它可以避免不同代码模块之间的名称冲突。例如，std是C++标准库的命名空间，其中定义了许多常用的函数、类和对象，包括cout。

在没有使用using或using namespace的情况下，要使用std::cout进行输出，需要通过命名空间限定符std::来指明cout是属于std命名空间中的标识符。即：

#include <iostream>
int main() {
	std::cout << "Hello, world!" << std::endl;
	return 0;
}

这里的std::就是限定符，用于指明cout标识符所属的命名空间是std。然而，使用using namespace std;或using std::cout;后，就可以在当前作用域内直接使用cout，而不需要再加上限定符。这样可以简化代码并提高可读性。因此，在上述例子中，我们可以直接写成：

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
	cout << "Hello, world!" << endl;
	return 0;
}
      2.using

using也可以用于引入单个标识符，使得在当前作用域中可以直接使用该标识符，而不需要限定符。例如：

#include <iostream>

int main() {
	using std::cout; // 引入std命名空间中的cout标识符
	cout << "Hello, world!" << endl; // 直接使用cout
	return 0;
}

在上述例子中，使用using std::cout;引入了std命名空间中的cout标识符，我们可以直接使用cout进行输出。这种方式只引入了单个标识符，因此不会引起命名冲突的问题。通常在较小范围的作用域内使用using更为安全和合适。

总结：using是C++中的一个关键字，用于引入命名空间或特定的标识符，以便在当前作用域中直接使用它们，而无需使用限定符。using namespace引入整个命名空间，using引入单个标识符。使用时需要注意命名冲突的问题，并根据实际情况选择合适的使用方式。

③　int main()

int main()：这是主函数，程序从这里开始执行。int表示该函数的返回类型为整数（int），main是C++程序的入口点。{}：花括号表示代码块的开始和结束。main函数内的所有代码都在这对花括号之间。

int main()是C++程序中定义主函数的方式之一。在C++中，每个程序都必须包含一个名为main的函数作为程序的入口点。main函数是程序开始执行的地方，它负责调用其他函数、执行一系列语句，并返回一个整数值来指示程序的执行状态。

1.int main()的完整定义如下：

int main() {
	// 在这里编写你的代码
	return 0;
}

2.在main函数的大括号（{}）中可以编写你的代码逻辑。对于简单的程序，可能只需要在main函数中编写少量的语句。例如，下面是一个打印"Hello, world!"的简单示例：

#include <iostream>
int main() {
	std::cout << "Hello, world!" << std::endl;
	return 0;
}

在这个示例中，我们使用了#include <iostream>来引入输入输出流库，然后使用std::cout来进行输出。return 0;语句表示程序正常结束，并将0作为状态码返回给操作系统。

注意，main函数的返回类型必须为int，表示返回一个整数类型的值。这个返回值通常用于指示程序的执行状态，其中非零值通常表示错误状态。

3.在实际的程序中，main函数还可以接受命令行参数（使用命令行窗口运行程序时，可以往程序里传递参数，参数会被main主函数形参接受），例如：

int main(int argc, char* argv[]) {
	// 在这里编写你的代码
	return 0;
}

argc表示命令行参数的数量，argv是一个指向指针的数组，每个指针指向一个命令行参数的字符串。

总结：int main()是C++程序中定义主函数的方式之一。它负责调用其他函数、执行一系列语句，并返回一个整数值来指示程序的执行状态。在main函数中可以编写你的代码逻辑，处理命令行参数（如果需要），并最终返回一个整数值。

④　cout

cout << "hello, world" << endl;：这是一个输出语句，使用cout对象（C++中的标准输出流）将字符串"hello, world"输出到控制台。

Cout： 是C++标准库中的输出流对象，用于向标准输出（通常是控制台）输出数据。通过使用 cout，可以将数据打印到标准输出。

<< ：是左移运算符（插入运算符），在C++中被重载用于将数据插入（输出）到流中。这里的左操作数是 cout 对象，右操作数是要输出的数据。

⑤　endl

endl ：是一个控制符，表示换行并刷新输出缓冲区。它是C++中的特殊符号，其效果类似于输出一个换行符 \n 并调用 cout 的 flush() 函数。当使用 endl 时，输出的内容会立即被刷新，并显示在输出设备上。

因此，cout << "Hello, world!" << endl; 这一行代码的作用是将字符串 "Hello, world!" 输出到标准输出，并在结尾处进行换行。

注意，cout 是用于输出数据的流对象，而不仅限于输出字符串。你可以使用 << 运算符将不同类型的数据（如整数、浮点数等）插入到 cout 流中，并进行输出。

⑥　流对象

流对象 ： 在C++中，流对象（stream object）是用于读取和写入数据的抽象概念。它们是与输入和输出设备（如键盘、屏幕、文件等）进行交互的接口。

C++标准库提供了 iostream 库，其中定义了两个主要的流对象类：istream 和 ostream。它们分别用于输入（读取）和输出（写入）操作。

输入流对象（istream）用于从输入设备（如键盘或文件）读取数据。常用的输入流对象有 cin，用于从标准输入读取数据。通过输入流对象，可以进行键盘输入、文件读取等操作。

输出流对象（ostream）用于向输出设备（如显示器或文件）写入数据。常用的输出流对象有 cout，用于向标准输出（通常是控制台）打印数据。通过输出流对象，可以进行数据的输出、日志记录等操作。在标准库中，ostream 类是通过继承和重载来实现不同输出流对象的功能。cout 是其中一个常见的输出流对象，它是 ostream 类的一个全局对象。通过 cout 对象，我们可以将数据输出到标准输出设备（通常是控制台）。

这些流对象提供了一组操作符和成员函数来实现读取和写入数据的功能。例如，使用 << 运算符将数据插入到输出流对象中，使用 >> 运算符从输入流对象中提取数据。

在 C++ 中，<< 是一种运算符重载（operator overloading）的形式，对于 ostream 类（输出流对象），通过重载 << 运算符，可以实现将各种类型的数据插入到流对象中，从而实现数据的输出。具体来说，在使用 << 运算符时，左操作数是一个输出流对象，右操作数是要插入到流中的数据。通过这种方式，我们可以将数据以特定格式插入到输出流对象中，然后输出到目标设备（如控制台或文件）。

流对象提供了一种灵活且易于使用的机制，使我们可以方便地处理各种输入和输出任务，无论是与用户交互还是读写文件。

需要注意的是，在使用流对象之前，通常会包含相应的头文件，并将流对象与特定的设备进行关联，以便进行输入和输出操作。例如，使用 #include <iostream> 来包含 iostream 头文件，以便使用标准输入输出流对象 cin 和 cout。

⑦　return

return 0；：该语句表示主函数正常结束，并返回整数值0作为程序的退出状态。返回0通常表示程序执行成功。

在 C++ 中，return 是一个关键字，用于从函数中返回一个值或者提前结束函数的执行。

当函数需要返回一个值时，可以使用 return 关键字将该值返回给函数的调用者。例如：

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

在上述函数中，通过 return 关键字将变量 a 和 b 的和作为结果返回给函数的调用者。调用该函数时，可以接收返回的值并进行后续的操作。

除了返回值，return 还可以用于提前结束函数的执行。在函数体中，如果遇到 return 语句，程序会立即跳出该函数，并返回到函数的调用者处。这可以用于在满足某些条件时提前退出函数的执行，例如：

void printNumber(int num) {
	if (num < 0) {
		return; // 提前结束函数执行
	}
	cout << "The number is: " << num << endl;
}

在上述示例中，如果输入的 num 小于 0，则会执行 return 语句，提前结束函数 printNumber 的执行。如果 num 大于等于 0，则会继续执行后续的代码，将数字输出到标准输出设备。

⑧　分号(;)

分号(;) : 代表程序语句的结束。

当编写C++代码时，分号（;）在以下几种情况下是需要使用的：

1.语句结束：在大多数情况下，每个独立的语句需要以分号结尾。例如，变量声明、赋值语句、函数调用、控制流语句等都需要以分号结束。

int a = 5;  // 变量声明并初始化
cout << "Hello, world!";  // 输出字符串到控制台
if (a > 0) {
	cout << "a is positive.";  // 在条件语句中输出消息
}
else {
	cout << "a is non-positive.";
}

2.结构体和类定义的成员之间：在结构体和类定义中，每个成员之间需要使用分号分隔，但在定义结构体或类的末尾不需要分号。

struct Person {
	string name;
	int age;
};

class MyClass {
public:
	int memberVariable;
	void memberFunction() {
		// 函数体
	}
};

枚举定义的成员之间：在枚举定义中，每个枚举成员之间需要使用逗号分隔，但在枚举定义的末尾不需要分号。

enum Color {
	RED,
	GREEN,
	BLUE
};

需要注意的是，有一些特殊情况下是不需要分号的：

函数定义的结尾：函数定义的结尾不需要分号。例如：

void myFunction() {
	// 函数体
}

条件语句和循环语句的结尾：在if语句、switch语句和循环语句（如for、while、do-while）的结尾不需要分号。

⑨　注释

在C++中，注释是用来向程序中添加说明和解释的文本，编译器会将注释忽略掉，不会对其进行处理。注释对于代码的可读性和维护性非常重要。

C++中有两种类型的注释：

1.单行注释（//）：

在代码中使用双斜线（//）开始的部分被认为是注释，并且只在该行有效。单行注释通常用于解释某一行代码的作用或者临时注释一行代码。

示例：

int x = 10; // 这是一个单行注释，用于解释变量x的定义

2.多行注释（/* ... */）：

多行注释用/*开始，以*/结束。任何位于/*和*/之间的文本都会被视为注释，可以跨越多行。

示例：

/* 这是一个
多行注释
用于注释一段代码 */
int y = 20;

简单程序2.cpp

#include <iostream>  //标准输入输出函数库
using namespace std; //使用标准命名空间
int main() //主函数
{
	int a, b, sum;   //定义3个变量
	cin >> a >> b;   // 输入两个数
	sum = a + b;     //计算两个数之和
	cout << "a+b=" << sum << endl;  // 输出结果
	return 0;  // 主函数正常结束返回0

简单程序3.cpp

#include <iostream>  // 标准输入输出函数库
#include <cmath>     // 数学函数库
using namespace std; // 使用标准命名空间
double root(double x, double y)   // root函数（子函数）求x - y的平方根
{ if (x >= y) return sqrt(x - y); //只有在x大于等于y时计算x-y的平方根
else return 0;   // 否则返回0
}
int main()      // 主函数
{ double a, b;  // 定义两个浮点型变量
cin >> a >> b;  //输入两个数
cout << root(a , b) << endl;  //输出a - b的平方根
return 0;  // 主函数正常结束返回0
}

C++程序的特点:

(1）C++程序总是从main函数开始执行。

(2）书写格式自由，例如，一行可以写多个语句。

(3）分号是语句的组成部分，表示语句结束。

(4）程序中可以加注释，便于阅读。