语法基础
本文介绍 C++ 的语法基础。即不 include 任何库的情况下需要掌握的内容。
程序基本结构¶
C++
// 导入必要的库
#include <iostream>
// 引入标准库的命名空间
using namespace std;
// 主函数
int main() {
// 函数逻辑
cout << "Hello, C++!" << endl;
// 必要返回值
return 0;
}
基本数据类型与常量¶
C++
int a = 10; // 整型
double pi = 3.14; // 浮点型
char c = 'A'; // 字符型
bool flag = true; // 布尔型
const int MAX = 100; // 常量
typedef unsigned int uint1; // 类型别名
using uint2 = unsigned int; // 类型别名
运算符¶
C++
int a = 5, b = 2;
cout << a + b << endl; // 算术运算: 7
cout << (a > b) << endl; // 关系运算: 1
cout << (a && b) << endl; // 逻辑运算: 1
cout << (a << 1) << endl; // 位运算: 10
int c = (a > b ? a : b); // 条件运算符
完整的 C++ 运算符 如下图所示：
完整的运算符 优先级 如下图所示：
流程控制¶
分支选择逻辑：
C++
int x = 3;
// if-else
if (x > 5) cout << "大于5";
else cout << "不大于5";
// switch
switch(x) {
case 1: cout << "one"; break;
case 3: cout << "three"; break;
default: cout << "other";
}
循环逻辑：
C++
// for
for (int i = 0; i < 3; i++) {
cout << i << " ";
}
// while
int j = 0;
while (j < 3) {
cout << j++ << " ";
}
函数与作用域¶
C++
// 默认参数
int add(int x, int y=10);
int main() {
cout << add(5) << endl; // 5+10=15
cout << add(3, 7) << endl; // 10
}
int add(int x, int y) {
return x + y;
}
注：缺省参数只能定义在函数的声明语句中。否则会报「重定义缺省参数」的错。
原因在于，编译器在编译时只会查找「函数声明」来获取该函数的签名信息，包括参数类型和返回类型，并不关心函数体的内容。假如只在「函数定义」中定义了缺省参数，编译器在编译函数调用时就找不到对应的函数了：
数组与指针¶
数组。存放数的线性序列：
指针。指向元素的内存地址，用 32/64 位的非负整数表示：
数组指针。存数组的指针：
指针数组。存指针的数组：
-
写法一：
-
写法二：
C++int arr[] = {1, 2, 3}; // 非动态申请的指针数组 int* p[3]; // p 是一个包含 3 个指针的指针数组 // 将 arr 数组中元素的地址赋给 pp 数组中的指针 for (int i = 0; i < 3; i++) { p[i] = &arr[i]; }pp和p是等价的。
字符串（C 风格）¶
数据捆绑¶
太长不看：
| 类型 | 存储方式 | 特点 | 典型应用场景 |
|---|---|---|---|
结构体 struct |
每个成员独立存储 | 可包含不同类型的多个成员 | 学生信息、订单信息等实体 |
枚举 enum |
具名常量 | 定义有限状态集 | 状态机、模式选择 |
联合体 union |
成员共享存储 | 内存复用，只能存一个成员 | 节省内存、底层数据表示 |
结构体 struct：
C++
struct Student {
int id;
char name[20];
double score;
};
int main() {
Student s = {1, "Tom", 95.5};
cout << s.id << " " << s.name << " " << s.score << endl;
return 0;
}
特点：
- 可以包含不同类型的成员；
- C++ 中
struct成员默认是public，而class默认是private。
应用场景：
- 表示一个实体对象，如学生、商品等。
枚举 enum：
C++
enum Color {
// 默认从0开始，允许指定值
RED, GREEN=5, BLUE
};
int main() {
Color c = BLUE;
cout << c << endl; // 6
return 0;
}
特点：
- 枚举类型是一组具名的整数常量。
应用场景：
- 定义状态、模式、颜色等固定集合。
联合体 union：
C++
union Data {
int i;
float f;
char c;
};
int main() {
Data d;
d.i = 10;
cout << d.i << endl; // 10
d.f = 3.14;
cout << d.f << endl; // 3.14
cout << d.i << endl; // 数据被覆盖，输出未定义的内容
}
特点：
- 所有成员共用同一块内存空间（大小取决于最大成员）；
- 任意时刻只能正确保存一个成员的值；
- 占用内存小，效率高，但需要开发者明确知道当前有效成员。
应用场景：
- 变体数据结构：当需要表示“同一数据的不同表现形式”时使用。例如 广义表 中，下一个指针只可能指向「下一个结点」和「子表」中的一种。
类与对象¶
最基本的类：
C++
class Person {
private:
int age;
public:
Person(int a): age(a) {} // 构造函数
~Person() {} // 析构函数
void show() { cout << age << endl; }
};
int main() {
Person p(18);
p.show(); // 18
}
继承：
C++
class Animal {
public:
virtual void speak() { cout << "Animal" << endl; }
};
class Dog: public Animal {
public:
void speak() override { cout << "Dog" << endl; }
};
int main() {
Animal* a = new Dog();
a->speak(); // Dog (动态绑定)
}
预处理与宏¶
C++
#define PI 3.14
#define SQUARE(x) ((x)*(x))
int main() {
cout << PI << endl; // 3.14
cout << SQUARE(5) << endl; // 25
}