C++ 快速入门指南

C++ 是一门功能强大且复杂的编程语言，它被广泛用于系统开发、游戏开发、高性能计算以及嵌入式系统等领域。学习 C++ 可以帮助你更好地理解计算机底层操作，并能够编写高效、优化的程序。对于初学者来说，学习 C++ 可能会感到有些挑战，但只要掌握了基本概念和常用技巧，就能够快速入门并逐步掌握这门语言。

本文将为初学者提供一份 C++ 快速入门指南，涵盖基础语法、数据类型、控制结构、函数、类与对象等内容，以帮助你快速上手并了解 C++ 的核心概念。

1. C++ 基本结构

C++ 程序的基本结构如下：

```cpp

include // 引入头文件

using namespace std; // 使用标准命名空间

int main() {
// 程序的执行入口
cout << "Hello, C++!" << endl; // 输出到屏幕
return 0; // 返回 0，表示程序正常结束
}
```

解释：

• #include <iostream>：这是一个预处理指令，用来引入输入输出流库，提供输入输出功能。
• using namespace std;：这行代码告诉编译器使用 C++ 标准库中的命名空间 std，避免每次调用库函数时都需要加上 std:: 前缀。
• int main()：这是 C++ 程序的入口函数。所有 C++ 程序都从 main() 函数开始执行。
• cout：用于输出数据到控制台（屏幕）。endl 用来输出一个换行符并刷新输出缓冲区。
• return 0;：表示程序成功结束，返回值 0 通常用于表示程序的正常退出。

2. 数据类型与变量

C++ 是一门强类型语言，变量的类型在编译时就已确定。常见的数据类型包括整型、浮点型、字符型等。

基本数据类型：

• 整型：int（如：int a = 5;）
• 浮点型：float（如：float pi = 3.14f;）和 double（如：double pi = 3.1415926535;）
• 字符型：char（如：char grade = 'A';）
• 布尔型：bool（如：bool isActive = true;）

常量：

常量是不可改变的变量，可以通过 const 关键字定义：

cpp
const float PI = 3.14159; // 定义常量

数据类型转换：

C++ 支持强制类型转换和隐式类型转换。强制类型转换的语法是 (type)：

cpp
double x = 10.5;
int y = (int)x; // 强制将 double 转换为 int

3. 控制结构

C++ 提供了多种控制结构来实现条件判断、循环和跳转等功能。

条件判断：

cpp
int x = 10;
if (x > 0) {
cout << "x 是正数" << endl;
} else if (x < 0) {
cout << "x 是负数" << endl;
} else {
cout << "x 是零" << endl;
}

循环结构：

• for 循环：用于已知循环次数的情况。

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

• while 循环：适用于循环次数未知的情况，直到满足特定条件才停止。

cpp
int i = 0;
while (i < 5) {
cout << i << endl;
i++;
}

• do-while 循环：与 while 循环类似，但至少执行一次循环体。

cpp
int i = 0;
do {
cout << i << endl;
i++;
} while (i < 5);

跳转语句：

• break：跳出当前循环。
• continue：跳过当前循环，继续下一次循环。

cpp
for (int i = 0; i < 5; i++) {
if (i == 3) {
continue; // 跳过 i 为 3 的情况
}
cout << i << endl;
}

4. 函数

函数是 C++ 程序的基本构建块之一，它用于执行特定任务。函数的定义包括返回类型、函数名、参数列表和函数体。

函数的定义：

```cpp

include

using namespace std;

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

int main() {
int sum = add(10, 20); // 调用函数
cout << "Sum: " << sum << endl;
return 0;
}
```

函数的重载：

C++ 支持函数重载，即同名函数可以有不同的参数列表：

```cpp

include

using namespace std;

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

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

int main() {
cout << add(3, 4) << endl; // 调用整型版本
cout << add(3.5, 4.5) << endl; // 调用浮点型版本
return 0;
}
```

默认参数：

函数可以定义默认参数值，调用时可以省略某些参数：

```cpp

include

using namespace std;

void greet(string name, string message = "Hello") {
cout << message << ", " << name << "!" << endl;
}

int main() {
greet("Alice"); // 使用默认参数值
greet("Bob", "Goodbye"); // 使用自定义参数值
return 0;
}
```

5. 类与对象

C++ 是一种面向对象的编程语言，支持类和对象的概念。类是对象的模板，而对象是类的实例。

类的定义：

```cpp

include

using namespace std;

class Person {
private:
string name;
int age;

public:
// 构造函数
Person(string n, int a) : name(n), age(a) {}

// 成员函数
void introduce() {
    cout << "I am " << name << " and I am " << age << " years old." << endl;
}

};

int main() {
Person person("Alice", 25); // 创建对象
person.introduce(); // 调用成员函数
return 0;
}
```

构造函数与析构函数：

• 构造函数：用于初始化对象。
• 析构函数：用于销毁对象，释放资源。

```cpp
class Car {
private:
string model;

public:
// 构造函数
Car(string m) : model(m) {
cout << "Car " << model << " created." << endl;
}

// 析构函数
~Car() {
    cout << "Car " << model << " destroyed." << endl;
}

};
```

6. 继承与多态

C++ 支持面向对象的两个重要特性：继承和多态。

继承：

继承允许我们创建一个类，从已有类中继承属性和方法：

```cpp
class Animal {
public:
void speak() {
cout << "Animal makes a sound" << endl;
}
};

class Dog : public Animal {
public:
void speak() {
cout << "Dog barks" << endl;
}
};

int main() {
Dog dog;
dog.speak(); // 输出 "Dog barks"
return 0;
}
```

多态：

多态是面向对象编程的核心特性之一，允许我们通过基类指针或引用来调用派生类的函数。

```cpp
class Animal {
public:
virtual void speak() {
cout << "Animal makes a sound" << endl;
}
};

class Dog : public Animal {
public:
void speak() override {
cout << "Dog barks" << endl;
}
};

int main() {
Animal* animal = new Dog();
animal->speak(); // 输出 "Dog barks"
delete animal;
return 0;
}
```

7. C++ 的标准库（STL）

C++ 标准库（STL）提供了一系列常用的数据结构和算法，如容器（vector、list、map 等）、迭代器和算法（如排序、查找等）。

示例：使用 vector

```cpp

include

include

using namespace std;

int main() {
vector vec = {