C++语言的基本语法

简介: 学习C++编程首先需熟悉环境和语法,包括理解对象(具有状态和行为)、类(对象的模板)、方法(描述行为)及即时变量(定义对象状态)。C++程序始于`main()`函数,如示例代码所示,通过`#include`引入头文件,使用`std`命名空间。程序结构包括定义、编译和执行步骤,其中分号作为语句结束符,大括号表示语句块。C++标识符由字母、下划线和数字组成,关键词有特定含义,不能作为变量名。了解空格和注释的使用也很重要。最后,`main`函数通常返回`int`类型,`using namespace std;`可简化命名空间引用。

想掌握一门编程语言,第一步就是需要熟悉基本的环境,然后就是最重要的语法知识。

C++ 程序可以定义为对象的集合,这些对象通过调用彼此的方法进行交互。现在让我们简要地看一下什么是类、对象,方法、即时变量。

  • 对象 - 对象具有状态和行为。例如:一只狗的状态 - 颜色、名称、品种,行为 - 摇动、叫唤、吃。对象是类的实例。
  • 类 - 类可以定义为描述对象行为/状态的模板/蓝图。
  • 方法 - 从基本上说,一个方法表示一种行为。一个类可以包含多个方法。可以在方法中写入逻辑、操作数据以及执行所有的动作。
  • 即时变量 - 每个对象都有其独特的即时变量。对象的状态是由这些即时变量的值创建的。

完整关键字介绍可查阅:C++ 的关键字(保留字)完整介绍

一、C++ 程序结构

让我们看一段简单的代码,可以输出单词 Hello World

#include <iostream>
using namespace std;
 
// main() 是程序开始执行的地方
 
int main()
{
   cout << "Hello World"; // 输出 Hello World
   return 0;
}

接下来我们讲解一下上面这段程序:

  • C++ 语言定义了一些头文件,这些头文件包含了程序中必需的或有用的信息。上面这段程序中,包含了头文件 <iostream>
  • 下一行 using namespace std; 告诉编译器使用 std 命名空间。命名空间是 C++ 中一个相对新的概念。
  • 下一行 // main() 是程序开始执行的地方 是一个单行注释。单行注释以 // 开头,在行末结束。
  • 下一行 int main() 是主函数,程序从这里开始执行。
  • 下一行 cout << "Hello World"; 会在屏幕上显示消息 "Hello World"。
  • 下一行 return 0; 终止 main( )函数,并向调用进程返回值 0。

二、编译 & 执行 C++ 程序

接下来让我们看看如何把源代码保存在一个文件中,以及如何编译并运行它。下面是简单的步骤:

  • 打开一个文本编辑器,添加上述代码。
  • 保存文件为 hello.cpp。
  • 打开命令提示符,进入到保存文件所在的目录。
  • 键入 'g++ hello.cpp ',输入回车,编译代码。如果代码中没有错误,命令提示符会跳到下一行,并生成 a.out 可执行文件。
  • 现在,键入 ' a.out' 来运行程序。
  • 您可以看到屏幕上显示 ' Hello World '。
$ g++ hello.cpp
$ ./a.out
Hello World

请确保您的路径中已包含 g++ 编译器,并确保在包含源文件 hello.cpp 的目录中运行它。

您也可以使用 makefile 来编译 C/C++ 程序。

三、C++ 中的分号 & 语句块

在 C++ 中,分号是语句结束符。也就是说,每个语句必须以分号结束。它表明一个逻辑实体的结束。

例如,下面是三个不同的语句:

x = y;
y = y+1;
add(x, y);

语句块是一组使用大括号括起来的按逻辑连接的语句。例如:

{
   cout << "Hello World"; // 输出 Hello World
   return 0;
}

C++ 不以行末作为结束符的标识,因此,您可以在一行上放置多个语句。例如:

x = y;
y = y+1;
add(x, y);

等同于

x = y; y = y+1; add(x, y);

四、C++ 标识符

C++ 标识符是用来标识变量、函数、类、模块,或任何其他用户自定义项目的名称。一个标识符以字母 A-Z 或 a-z 或下划线 _ 开始,后跟零个或多个字母、下划线和数字(0-9)。

C++ 标识符内不允许出现标点字符,比如 @、& 和 %。C++ 是区分大小写的编程语言。因此,在 C++ 中,Manpowermanpower 是两个不同的标识符。

下面列出几个有效的标识符:

mohd       zara    abc   move_name  a_123
myname50   _temp   j     a23b9      retVal

五、C++ 关键字

下表列出了 C++ 中的保留字。这些保留字不能作为常量名、变量名或其他标识符名称。

六、C++ 中的空格

只包含空格的行,被称为空白行,可能带有注释,C++ 编译器会完全忽略它。

在 C++ 中,空格用于描述空白符、制表符、换行符和注释。空格分隔语句的各个部分,让编译器能识别语句中的某个元素(比如 int)在哪里结束,下一个元素在哪里开始。因此,在下面的语句中:

int age;

在这里,int 和 age 之间必须至少有一个空格字符(通常是一个空白符),这样编译器才能够区分它们。另一方面,在下面的语句中:

fruit = apples + oranges;   // 获取水果的总数

fruit 和 =,或者 = 和 apples 之间的空格字符不是必需的,但是为了增强可读性,您可以根据需要适当增加一些空格。

七、答疑区

在 C++ 中 main 函数前面为什么要加上数据类型,比如: int void ?

main 函数的返回值是返回给主调进程,使主调进程得知被调用程序的运行结果。

标准规范中规定 main 函数的返回值为 int,一般约定返回 0 值时代表程序运行无错误,其它值均为错误号,但该约定并非强制。

如果程序的运行结果不需要返回给主调进程,或程序开发人员确认该状态并不重要,比如所有出错信息均在程序中有明确提示的情况下,可以不写 main 函数的返回值。在一些检查不是很严格的编译器中,比如 VC, VS 等,void 类型的 main 是允许的。不过在一些检查严格的编译器下,比如 g++, 则要求 main 函数的返回值必须为 int 型。

所以在编程时,区分程序运行结果并以 int 型返回,是一个良好的编程习惯。

为什么要使用 using namespace std; ?

有些名字容易冲突,所以会使用命名空间的方式进行区分,具体来说就是加个前缀。比如 C++ 标准库里面定义了 vector 容器,你自己也写了个 vector 类,这样名字就冲突了。于是标准库里的名字都加上 std:: 的前缀,你必须用 std::vector 来引用。同理,你自己的类也可以加个自定义的前缀。

但是经常写全名会很繁琐,所以在没有冲突的情况下你可以偷懒,写一句 using namespace std;,接下去的代码就可以不用写前缀直接写 vector 了。

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