【黑马程序员 C++教程从0到1入门编程】【笔记1】数据类型、运算符、程序流程结构、数组、函数、指针、结构体
2024-05-20 06:10:12
黑马程序员匠心之作|C++教程从0到1入门编程,学习编程不再难
文章目录
- 1、C++初识
- 1.1 第一个c++程序
- 1.2 注释
- 1.3 变量
- 1.4 常量
- 1.5 关键字
- 1.6 标识符命名规则
- 2 数据类型
- 2.1 整型
- 2.2 sizeof关键字
- 2.3 实型（浮点型）（科学计数法）（定义float数字后加个f）
- 2.4 字符型
- 2.5 转义字符
- 2.6 字符串型
- 2.7 布尔类型 bool
- 2.8 数据的输入（键盘输入cin）
- 3 运算符
- 3.1 算术运算符
- 3.2 赋值运算符
- 3.3 比较运算符
- 3.4 逻辑运算符
- 4 程序流程结构
- 4.1 选择结构
- 4.1.1 if语句
- 4.1.2 三目运算符（略）
- 4.1.3 switch语句（略）
- 4.2 循环结构（略）
- 4.2.1 while循环语句
- 4.2.2 do...while循环语句
- 4.2.3 for循环语句（略）
- 4.2.4 嵌套循环（略）
- 4.3 跳转语句（略）
- 4.3.1 break语句
- 4.3.2 continue语句
- 4.3.3 goto语句
- 5 数组
- 5.1 概述
- 5.2 一维数组
- 5.2.1 一维数组定义方式
- 5.2.2 一维数组数组名
- 5.2.3 冒泡排序（略）
- 5.3 二维数组
- 5.3.1 二维数组定义方式
- 5.3.2 二维数组数组名
- 6 函数
- 6.1 概述
- 6.2 函数的定义
- 6.3 函数的调用
- 6.4 值传递
- **6.5 函数的常见样式**
- 6.6 函数的声明
- 6.7 函数的分文件编写
- 7 指针
- 7.1 指针的基本概念
- 7.2 指针变量的定义和使用
- 7.3 指针所占内存空间
- 7.4 空指针和野指针
- 7.5 const修饰指针
- 7.6 指针和数组
- 7.7 指针和函数
- 7.8 指针、数组、函数（略）
- 8 结构体
- 8.1 结构体基本概念
- 8.2 结构体定义和使用
- 8.3 结构体数组
- 8.4 结构体指针
- 8.5 结构体嵌套结构体
- 8.6 结构体做函数参数 （传结构体和传结构体指针的比较）
- 8.7 结构体中 const使用场景
- 8.8 结构体案例（注意，数组名作为函数参数传递时，传的是首元素地址）（设置随机数种子srand、rand()）
- 8.8.1 案例1
1、C++初识
1.1 第一个c++程序
#include <iostream>
using namespace std;int main() {cout << "hello" << endl;system("pause");return 0;
}
结果：
hello
1.2 注释
单行注释与多行注释
1.3 变量
语法：数据类型 变量名 = 初始值;
注意：C++在创建变量时，必须给变量一个初始值，否则会报错
1.4 常量
#define 宏常量：
#define 常量名 常量值
通常在文件上方定义，表示一个常量const修饰的变量
const 数据类型 常量名 = 常量值
通常在变量定义前加关键字const，修饰该变量为常量，不可修改
示例：
//1、宏常量
#define day 7int main() {cout << "一周里总共有 " << day << " 天" << endl;//day = 8; //报错，宏常量不可以修改//2、const修饰变量const int month = 12;cout << "一年里总共有 " << month << " 个月份" << endl;//month = 24; //报错，常量是不可以修改的system("pause");return 0;
}
1.5 关键字
提示：在给变量或者常量起名称时候，不要用C++得关键字，否则会产生歧义。
| asm | do | if | return | typedef |
|---|---|---|---|---|
| auto | double | inline | short | typeid |
| bool | dynamic_cast | int | signed | typename |
| break | else | long | sizeof | union |
| case | enum | mutable | static | unsigned |
| catch | explicit | namespace | static_cast | using |
| char | export | new | struct | virtual |
| class | extern | operator | switch | void |
| const | false | private | template | volatile |
| const_cast | float | protected | this | wchar_t |
| continue | for | public | throw | while |
| default | friend | register | true | |
| delete | goto | reinterpret_cast | try |
1.6 标识符命名规则
作用：C++规定给标识符（变量、常量）命名时，有一套自己的规则
- 标识符不能是关键字
- 标识符只能由字母、数字、下划线组成
- 第一个字符必须为字母或下划线
- 标识符中字母区分大小写
建议：给标识符命名时，争取做到见名知意的效果，方便自己和他人的阅读
2 数据类型
C++规定在创建一个变量或者常量时，必须要指定出相应的数据类型，否则无法给变量分配内存
2.1 整型
作用：整型变量表示的是整数类型的数据
C++中能够表示整型的类型有以下几种方式，区别在于所占内存空间不同：
| 数据类型 | 占用空间 | 取值范围 |
|---|---|---|
| short(短整型) | 2字节 | (-2^15 ~ 2^15-1) |
| int(整型) | 4字节 | (-2^31 ~ 2^31-1) |
| long(长整形) | Windows为4字节，Linux为4字节(32位)，8字节(64位) | (-2^31 ~ 2^31-1) |
| long long(长长整形) | 8字节 | (-2^63 ~ 2^63-1) |
2.2 sizeof关键字
作用：利用sizeof关键字可以统计数据类型所占内存大小
语法： sizeof( 数据类型 / 变量)
示例：
#include <iostream>
using namespace std;int main() {cout << "short 类型所占内存空间为： " << sizeof(short) << endl;cout << "int 类型所占内存空间为： " << sizeof(int) << endl;cout << "long 类型所占内存空间为： " << sizeof(long) << endl;cout << "long long 类型所占内存空间为： " << sizeof(long long) << endl;system("pause");return 0;
}
结果：
short 类型所占内存空间为： 2
int 类型所占内存空间为： 4
long 类型所占内存空间为： 4
long long 类型所占内存空间为： 8
2.3 实型（浮点型）（科学计数法）（定义float数字后加个f）
作用：用于表示小数
浮点型变量分为两种：
- 单精度float
- 双精度double
两者的区别在于表示的有效数字范围不同。
| 数据类型 | 占用空间 | 有效数字范围 |
|---|---|---|
| float | 4字节 | 7位有效数字 |
| double | 8字节 | 15～16位有效数字 |
示例：
#include <iostream>
using namespace std;int main() {float f1 = 3.1456756743f;double d1 = 3.1454545555;cout << f1 << endl;cout << d1 << endl;cout << "float sizeof = " << sizeof(f1) << endl;cout << "double sizeof = " << sizeof(d1) << endl;//科学计数法float f2 = 3e2; // 3 * 10 ^ 2 cout << "f2 = " << f2 << endl;float f3 = 3e-2; // 3 * 0.1 ^ 2cout << "f3 = " << f3 << endl;system("pause");return 0;
}
运行结果：
3.14568
3.14545
float sizeof = 4
double sizeof = 8
f2 = 300
f3 = 0.03
float数字后加个f的原因是减少一步转换，因为不加的话，系统会识别成double型
VS默认最多输出六位小数
2.4 字符型
作用：字符型变量用于显示单个字符
语法：char ch = 'a';
注意1：在显示字符型变量时，用单引号将字符括起来，不要用双引号
注意2：单引号内只能有一个字符，不可以是字符串
- C和C++中字符型变量只占用1个字节。
- 字符型变量并不是把字符本身放到内存中存储，而是将对应的ASCII编码放入到存储单元
示例：
#include <iostream>
using namespace std;int main() {char ch = 'a';cout << ch << endl;cout << sizeof(char) << endl;//ch = "abcde"; //错误，不可以用双引号//ch = 'abcde'; //错误，单引号内只能引用一个字符cout << (int)ch << endl; //查看字符a对应的ASCII码ch = 97; //可以直接用ASCII给字符型变量赋值cout << ch << endl;system("pause");return 0;
}
运行结果：
a
1
97
a
2.5 转义字符
作用：用于表示一些不能显示出来的ASCII字符
现阶段我们常用的转义字符有：\n \\ \t
| 转义字符 | 含义 | ASCII码值（十进制） |
|---|---|---|
| \a | 警报 | 007 |
| \b | 退格(BS) ，将当前位置移到前一列 | 008 |
| \f | 换页(FF)，将当前位置移到下页开头 | 012 |
| \n | 换行(LF) ，将当前位置移到下一行开头 | 010 |
| \r | 回车(CR) ，将当前位置移到本行开头 | 013 |
| \t | 水平制表(HT) （跳到下一个TAB位置） | 009 |
| \v | 垂直制表(VT) | 011 |
| \\ | 代表一个反斜线字符"" | 092 |
| ’ | 代表一个单引号（撇号）字符 | 039 |
| " | 代表一个双引号字符 | 034 |
| ? | 代表一个问号 | 063 |
| \0 | 数字0 | 000 |
| \ddd | 8进制转义字符，d范围0~7 | 3位8进制 |
| \xhh | 16进制转义字符，h范围09，af，A~F | 3位16进制 |
示例：
#include <iostream>
using namespace std;int main() {cout << "\\" << endl;cout << "\tHello" << endl;cout << "\n" << endl;system("pause");return 0;
}
结果：
\Hello2.6 字符串型
作用：用于表示一串字符
两种风格
C风格字符串：
char 变量名[] = "字符串值"示例：
int main() {char str1[] = "hello world";cout << str1 << endl;system("pause");return 0;
}
注意：C风格的字符串要用双引号括起来
- C++风格字符串：
string 变量名 = "字符串值"
示例：
int main() {string str = "hello world";cout << str << endl;system("pause");return 0;
}
注意：C++风格字符串，需要加入头文件==#include<string>==
2.7 布尔类型 bool
作用：布尔数据类型代表真或假的值
bool类型只有两个值：
- true — 真（本质是1）
- false — 假（本质是0）
bool类型占1个字节大小
示例：
#include <iostream>
using namespace std;int main() {bool flag = true;cout << flag << endl; // 1flag = false;cout << flag << endl; // 0cout << "size of bool = " << sizeof(bool) << endl; //1system("pause");return 0;
}
2.8 数据的输入（键盘输入cin）
作用：用于从键盘获取数据
关键字：cin
语法： cin >> 变量
示例：
#include <iostream>
using namespace std;int main() {//整型输入int a = 0;cout << "请输入整型变量：" << endl;cin >> a;cout << a << endl;//浮点型输入double d = 0;cout << "请输入浮点型变量：" << endl;cin >> d;cout << d << endl;//字符型输入char ch = 0;cout << "请输入字符型变量：" << endl;cin >> ch;cout << ch << endl;//字符串型输入string str;cout << "请输入字符串型变量：" << endl;cin >> str;cout << str << endl;//布尔类型输入bool flag = true;cout << "请输入布尔型变量：" << endl;cin >> flag;cout << flag << endl;system("pause");return EXIT_SUCCESS;
}
3 运算符
作用：用于执行代码的运算
本章我们主要讲解以下几类运算符：
| 运算符类型 | 作用 |
|---|---|
| 算术运算符 | 用于处理四则运算 |
| 赋值运算符 | 用于将表达式的值赋给变量 |
| 比较运算符 | 用于表达式的比较，并返回一个真值或假值 |
| 逻辑运算符 | 用于根据表达式的值返回真值或假值 |
3.1 算术运算符
作用：用于处理四则运算
算术运算符包括以下符号：
| 运算符 | 术语 | 示例 | 结果 |
|---|---|---|---|
| + | 正号 | +3 | 3 |
| - | 负号 | -3 | -3 |
| + | 加 | 10 + 5 | 15 |
| - | 减 | 10 - 5 | 5 |
| * | 乘 | 10 * 5 | 50 |
| / | 除 | 10 / 5 | 2 |
| % | 取模(取余) | 10 % 3 | 1 |
| ++ | 前置递增 | a=2; b=++a; | a=3; b=3; |
| ++ | 后置递增 | a=2; b=a++; | a=3; b=2; |
| – | 前置递减 | a=2; b=–a; | a=1; b=1; |
| – | 后置递减 | a=2; b=a–; | a=1; b=2; |
示例1：
#include <iostream>
using namespace std;//加减乘除
int main() {int a1 = 10;int b1 = 3;cout << a1 + b1 << endl; //13cout << a1 - b1 << endl; //7cout << a1 * b1 << endl; //30cout << a1 / b1 << endl; //3 两个整数相除结果依然是整数int a2 = 10;int b2 = 20;cout << a2 / b2 << endl; //0int a3 = 10;int b3 = 0;//cout << a3 / b3 << endl; //报错，除数不可以为0//两个小数可以相除double d1 = 0.5; double d2 = 0.25;cout << d1 / d2 << endl; //2system("pause");return 0;
}
示例2：
#include <iostream>
using namespace std;//取模
int main() {int a1 = 10;int b1 = 3;cout << 10 % 3 << endl; //1int a2 = 10;int b2 = 20;cout << a2 % b2 << endl; //10int a3 = 10;int b3 = 0;//cout << a3 % b3 << endl; //取模运算时，除数也不能为0//两个小数不可以取模double d1 = 3.14;double d2 = 1.1;//cout << d1 % d2 << endl;system("pause");return 0;
}示例3：
#include <iostream>
using namespace std;//递增
int main() {//后置递增int a = 10;a++; //等价于a = a + 1cout << a << endl; // 11//前置递增int b = 10;++b;cout << b << endl; // 11//区别//前置递增先对变量进行++，再计算表达式int a2 = 10;int b2 = ++a2 * 10;cout << b2 << endl; //110//后置递增先计算表达式，后对变量进行++int a3 = 10;int b3 = a3++ * 10;cout << b3 << endl; //100system("pause");return 0;
}总结：前置递增先对变量进行++，再计算表达式，后置递增相反
3.2 赋值运算符
**作用：**用于将表达式的值赋给变量
赋值运算符包括以下几个符号：
| 运算符 | 术语 | 示例 | 结果 |
|---|---|---|---|
| = | 赋值 | a=2; b=3; | a=2; b=3; |
| += | 加等于 | a=0; a+=2; | a=2; |
| -= | 减等于 | a=5; a-=3; | a=2; |
| *= | 乘等于 | a=2; a*=2; | a=4; |
| /= | 除等于 | a=4; a/=2; | a=2; |
| %= | 模等于 | a=3; a%2; | a=1; |
示例：
#include <iostream>
using namespace std;int main() {//赋值运算符// =int a = 10;a = 100;cout << "a = " << a << endl; //100// +=a = 10;a += 2; // a = a + 2;cout << "a = " << a << endl; //12// -=a = 10;a -= 2; // a = a - 2cout << "a = " << a << endl; //8// *=a = 10;a *= 2; // a = a * 2cout << "a = " << a << endl; //20// /=a = 10;a /= 2; // a = a / 2;cout << "a = " << a << endl; //5// %=a = 10;a %= 2; // a = a % 2;cout << "a = " << a << endl; //0system("pause");return 0;
}
3.3 比较运算符
作用：用于表达式的比较，并返回一个真值或假值
比较运算符有以下符号：
| 运算符 | 术语 | 示例 | 结果 |
|---|---|---|---|
| == | 相等于 | 4 == 3 | 0 |
| != | 不等于 | 4 != 3 | 1 |
| < | 小于 | 4 < 3 | 0 |
| > | 大于 | 4 > 3 | 1 |
| <= | 小于等于 | 4 <= 3 | 0 |
| >= | 大于等于 | 4 >= 1 | 1 |
示例：
#include <iostream>
using namespace std;int main() {int a = 10;int b = 20;cout << (a == b) << endl; // 0 cout << (a != b) << endl; // 1cout << (a > b) << endl; // 0cout << (a < b) << endl; // 1cout << (a >= b) << endl; // 0cout << (a <= b) << endl; // 1system("pause");return 0;
}
注意：C和C++ 语言的比较运算中， “真”用数字“1”来表示， “假”用数字“0”来表示。
3.4 逻辑运算符
**作用：**用于根据表达式的值返回真值或假值
逻辑运算符有以下符号：
| 运算符 | 术语 | 示例 | 结果 |
|---|---|---|---|
| ! | 非 | !a | 如果a为假，则!a为真； 如果a为真，则!a为假。 |
| && | 与 | a && b | 如果a和b都为真，则结果为真，否则为假。 |
| || | 或 | a || b | 如果a和b有一个为真，则结果为真，二者都为假时，结果为假。 |
示例1：逻辑非
#include <iostream>
using namespace std;//逻辑运算符 --- 非
int main() {int a = 10;cout << !a << endl; // 0cout << !!a << endl; // 1system("pause");return 0;
}
总结： 真变假，假变真（只要不是0就为真）
示例2：逻辑与
#include <iostream>
using namespace std;//逻辑运算符 --- 与
int main() {int a = 10;int b = 10;cout << (a && b) << endl;// 1a = 10;b = 0;cout << (a && b) << endl;// 0 a = 0;b = 0;cout << (a && b) << endl;// 0system("pause");return 0;
}
总结：逻辑与运算符总结： 同真为真，其余为假
示例3：逻辑或
#include <iostream>
using namespace std;//逻辑运算符 --- 或
int main() {int a = 10;int b = 10;cout << (a || b) << endl;// 1a = 10;b = 0;cout << (a || b) << endl;// 1 a = 0;b = 0;cout << (a || b) << endl;// 0system("pause");return 0;
}
4 程序流程结构
C/C++支持最基本的三种程序运行结构：顺序结构、选择结构、循环结构
- 顺序结构：程序按顺序执行，不发生跳转
- 选择结构：依据条件是否满足，有选择的执行相应功能
- 循环结构：依据条件是否满足，循环多次执行某段代码
4.1 选择结构
4.1.1 if语句
作用：执行满足条件的语句
if语句的三种形式
单行格式if语句
多行格式if语句
多条件的if语句
单行格式if语句：
if(条件){ 条件满足执行的语句 }
示例：
#include <iostream>
using namespace std;int main() {//选择结构-单行if语句//输入一个分数，如果分数大于600分，视为考上一本大学，并在屏幕上打印int score = 0;cout << "请输入一个分数：" << endl;cin >> score;cout << "您输入的分数为： " << score << endl;//if语句//注意事项，在if判断语句后面，不要加分号if (score > 600){cout << "我考上了一本大学！！！" << endl;}system("pause");return 0;
}
注意：if条件表达式后不要加分号
- 多行格式if语句：
if(条件){ 条件满足执行的语句 }else{ 条件不满足执行的语句 };
示例：
#include <iostream>
using namespace std;int main() {int score = 0;cout << "请输入考试分数：" << endl;cin >> score;if (score > 600){cout << "我考上了一本大学" << endl;}else{cout << "我未考上一本大学" << endl;}system("pause");return 0;
}
- 多条件的if语句：
if(条件1){ 条件1满足执行的语句 }else if(条件2){条件2满足执行的语句}... else{ 都不满足执行的语句}
示例：
#include <iostream>
using namespace std;int main() {int score = 0;cout << "请输入考试分数：" << endl;cin >> score;if (score > 600){cout << "我考上了一本大学" << endl;}else if (score > 500){cout << "我考上了二本大学" << endl;}else if (score > 400){cout << "我考上了三本大学" << endl;}else{cout << "我未考上本科" << endl;}system("pause");return 0;
}
嵌套if语句：在if语句中，可以嵌套使用if语句，达到更精确的条件判断
案例：略
4.1.2 三目运算符（略）
作用： 通过三目运算符实现简单的判断
语法：表达式1 ? 表达式2 ：表达式3
解释：
如果表达式1的值为真，执行表达式2，并返回表达式2的结果；
如果表达式1的值为假，执行表达式3，并返回表达式3的结果。
总结：和if语句比较，三目运算符优点是短小整洁，缺点是如果用嵌套，结构不清晰
4.1.3 switch语句（略）
作用：执行多条件分支语句
语法：
switch(表达式){case 结果1：执行语句;break;case 结果2：执行语句;break;...default:执行语句;break;}
注意1：switch语句中表达式类型只能是整型或者字符型
注意2：case里如果没有break，那么程序会一直向下执行
总结：与if语句比，对于多条件判断时，switch的结构清晰，执行效率高，缺点是switch不可以判断区间
4.2 循环结构（略）
4.2.1 while循环语句
**作用：**满足循环条件，执行循环语句
语法：while(循环条件){ 循环语句 }
解释：只要循环条件的结果为真，就执行循环语句
注意：在执行循环语句时候，程序必须提供跳出循环的出口，否则出现死循环
4.2.2 do…while循环语句
作用： 满足循环条件，执行循环语句
语法： do{ 循环语句 } while(循环条件);
注意：与while的区别在于do…while会先执行一次循环语句，再判断循环条件
总结：与while循环区别在于，do…while先执行一次循环语句，再判断循环条件
4.2.3 for循环语句（略）
作用： 满足循环条件，执行循环语句
语法：for(起始表达式;条件表达式;末尾循环体) { 循环语句; }
注意：for循环中的表达式，要用分号进行分隔
总结：while , do…while, for都是开发中常用的循环语句，for循环结构比较清晰，比较常用
4.2.4 嵌套循环（略）
作用： 在循环体中再嵌套一层循环，解决一些实际问题
例如我们想在屏幕中打印如下图片，就需要利用嵌套循环
4.3 跳转语句（略）
4.3.1 break语句
作用: 用于跳出选择结构或者循环结构
break使用的时机：
- 出现在switch条件语句中，作用是终止case并跳出switch
- 出现在循环语句中，作用是跳出当前的循环语句
- 出现在嵌套循环中，跳出最近的内层循环语句
4.3.2 continue语句
**作用：**在循环语句中，跳过本次循环中余下尚未执行的语句，继续执行下一次循环
注意：continue并没有使整个循环终止，而break会跳出循环
4.3.3 goto语句
作用：可以无条件跳转语句
语法： goto 标记;
解释：如果标记的名称存在，执行到goto语句时，会跳转到标记的位置
注意：在程序中不建议使用goto语句，以免造成程序流程混乱
5 数组
5.1 概述
所谓数组，就是一个集合，里面存放了相同类型的数据元素
特点1：数组中的每个数据元素都是相同的数据类型
特点2：数组是由连续的内存位置组成的
5.2 一维数组
5.2.1 一维数组定义方式
一维数组定义的三种方式：
数据类型 数组名[ 数组长度 ];数据类型 数组名[ 数组长度 ] = { 值1，值2 ...};数据类型 数组名[ ] = { 值1，值2 ...};
示例
#include <iostream>
using namespace std;int main() {//定义方式1//数据类型 数组名[元素个数];int score[10];//利用下标赋值score[0] = 100;score[1] = 99;score[2] = 85;//利用下标输出cout << score[0] << endl;cout << score[1] << endl;cout << score[2] << endl;//第二种定义方式//数据类型 数组名[元素个数] = {值1，值2 ，值3 ...};//如果{}内不足10个数据，剩余数据用0补全int score2[10] = { 100, 90,80,70,60,50,40,30,20,10 };//逐个输出//cout << score2[0] << endl;//cout << score2[1] << endl;//一个一个输出太麻烦，因此可以利用循环进行输出for (int i = 0; i < 10; i++){cout << score2[i] << endl;}//定义方式3//数据类型 数组名[] = {值1，值2 ，值3 ...};int score3[] = { 100,90,80,70,60,50,40,30,20,10 };for (int i = 0; i < 10; i++){cout << score3[i] << endl;}system("pause");return 0;
}
总结1：数组名的命名规范与变量名命名规范一致，不要和变量重名
总结2：数组中下标是从0开始索引
5.2.2 一维数组数组名
一维数组名称的用途：
- 可以统计整个数组在内存中的长度
- 可以获取数组在内存中的首地址
示例：
#include <iostream>
using namespace std;int main() {//数组名用途//1、可以获取整个数组占用内存空间大小int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };cout << "整个数组所占内存空间为： " << sizeof(arr) << endl; //40cout << "每个元素所占内存空间为： " << sizeof(arr[0]) << endl; //4cout << "数组的元素个数为： " << sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) << endl; //10//2、可以通过数组名获取到数组首地址（打印的是地址的十进制表示）cout << "数组首地址为： " << (int)arr << endl; //13629676cout << "数组中第一个元素地址为： " << (int)&arr[0] << endl; //13629676cout << "数组中第二个元素地址为： " << (int)&arr[1] << endl; //13629680//arr = 100; 错误，数组名是常量，因此不可以赋值system("pause");return 0;
}
注意：数组名是常量，不可以赋值
总结1：直接打印数组名，可以查看数组所占内存的首地址
总结2：对数组名进行sizeof，可以获取整个数组占内存空间的大小
5.2.3 冒泡排序（略）
作用： 最常用的排序算法，对数组内元素进行排序
- 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。
- 对每一对相邻元素做同样的工作，执行完毕后，找到第一个最大值。
- 重复以上的步骤，每次比较次数-1，直到不需要比较
5.3 二维数组
二维数组就是在一维数组上，多加一个维度。
5.3.1 二维数组定义方式
二维数组定义的四种方式：
数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ];数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ] = { {数据1，数据2 } ，{数据3，数据4 } };数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ] = { 数据1，数据2，数据3，数据4};数据类型 数组名[ ][ 列数 ] = { 数据1，数据2，数据3，数据4};
建议：以上4种定义方式，利用第二种更加直观，提高代码的可读性
示例：
#include <iostream>
using namespace std;int main() {//方式1 //数组类型 数组名 [行数][列数]int arr[2][3];arr[0][0] = 1;arr[0][1] = 2;arr[0][2] = 3;arr[1][0] = 4;arr[1][1] = 5;arr[1][2] = 6;for (int i = 0; i < 2; i++){for (int j = 0; j < 3; j++){cout << arr[i][j] << " ";}cout << endl; //endl相当于换行符？\n，貌似是的}//方式2 //数据类型 数组名[行数][列数] = { {数据1，数据2 } ，{数据3，数据4 } };int arr2[2][3] ={{1,2,3},{4,5,6}};//方式3//数据类型 数组名[行数][列数] = { 数据1，数据2 ,数据3，数据4 };int arr3[2][3] = { 1,2,3,4,5,6 };//方式4 //数据类型 数组名[][列数] = { 数据1，数据2 ,数据3，数据4 };int arr4[][3] = { 1,2,3,4,5,6 };system("pause");return 0;
}
运行结果：
1 2 3
4 5 6
总结：在定义二维数组时，如果初始化了数据，可以省略行数
5.3.2 二维数组数组名
- 查看二维数组所占内存空间
- 获取二维数组首地址
#include <iostream>
using namespace std;int main() {//二维数组数组名int arr[2][3] ={{1,2,3},{4,5,6}};cout << "二维数组大小： " << sizeof(arr) << endl; //24cout << "二维数组一行大小： " << sizeof(arr[0]) << endl; //12cout << "二维数组元素大小： " << sizeof(arr[0][0]) << endl; //4cout << "二维数组行数： " << sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) << endl; //2cout << "二维数组列数： " << sizeof(arr[0]) / sizeof(arr[0][0]) << endl; //3//地址cout << "二维数组首地址：" << arr << endl; //00CFFB88cout << "二维数组第一行地址：" << arr[0] << endl; //00CFFB88cout << "二维数组第二行地址：" << arr[1] << endl; //00CFFB94（跟上面地址差12个字节）cout << "二维数组第一个元素地址：" << &arr[0][0] << endl; //00CFFB88cout << "二维数组第二个元素地址：" << &arr[0][1] << endl; //00CFFB8C（跟上面地址差4个字节）system("pause");return 0;
}
总结1：二维数组名就是这个数组的首地址
总结2：对二维数组名进行sizeof时，可以获取整个二维数组占用的内存空间大小
5.3.3 二维数组应用案例（略）
6 函数
6.1 概述
作用：将一段经常使用的代码封装起来，减少重复代码
一个较大的程序，一般分为若干个程序块，每个模块实现特定的功能。
6.2 函数的定义
函数的定义一般主要有5个步骤：
1、返回值类型
2、函数名
3、参数列表
4、函数体语句
5、return 表达式
语法：
返回值类型 函数名 （参数列表）
{函数体语句return表达式}
- 返回值类型 ：一个函数可以返回一个值。在函数定义中
- 函数名：给函数起个名称
- 参数列表：使用该函数时，传入的数据
- 函数体语句：花括号内的代码，函数内需要执行的语句
- return表达式： 和返回值类型挂钩，函数执行完后，返回相应的数据
示例：定义一个加法函数，实现两个数相加
//函数定义
int add(int num1, int num2)
{int sum = num1 + num2;return sum;
}
6.3 函数的调用
功能：使用定义好的函数
语法：函数名（参数）
示例：
#include <iostream>
using namespace std;//函数定义
int add(int num1, int num2) //定义中的num1,num2称为形式参数，简称形参
{int sum = num1 + num2;return sum;
}int main() {int a = 10;int b = 10;//调用add函数int sum = add(a, b);//调用时的a，b称为实际参数，简称实参cout << "sum = " << sum << endl; //20a = 100;b = 100;sum = add(a, b);cout << "sum = " << sum << endl; //200system("pause");return 0;
}
总结：函数定义里小括号内称为形参，函数调用时传入的参数称为实参
6.4 值传递
- 所谓值传递，就是函数调用时实参将数值传入给形参
- 值传递时，如果形参发生，并不会影响实参
示例：
#include <iostream>
using namespace std;void swap(int num1, int num2)
{cout << "交换前：" << endl;cout << "num1 = " << num1 << endl;cout << "num2 = " << num2 << endl;int temp = num1;num1 = num2;num2 = temp;cout << "交换后：" << endl;cout << "num1 = " << num1 << endl;cout << "num2 = " << num2 << endl;//return ; 当函数声明时候，不需要返回值，可以不写return
}int main() {int a = 10;int b = 20;swap(a, b);cout << "mian中的 a = " << a << endl;cout << "mian中的 b = " << b << endl;system("pause");return 0;
}
运行结果：
交换前：
num1 = 10
num2 = 20
交换后：
num1 = 20
num2 = 10
mian中的 a = 10
mian中的 b = 20
请按任意键继续. . .
6.5 函数的常见样式
常见的函数样式有4种
- 无参无返
- 有参无返
- 无参有返
- 有参有返
示例：
#include <iostream>
using namespace std;//函数常见样式
//1、 无参无返
void test01()
{//void a = 10; //无类型不可以创建变量,原因无法分配内存cout << "this is test01" << endl;//test01(); 函数调用
}//2、 有参无返
void test02(int a)
{cout << "this is test02" << endl;cout << "a = " << a << endl;
}//3、无参有返
int test03()
{cout << "this is test03 " << endl;return 10;
}//4、有参有返
int test04(int a, int b)
{cout << "this is test04 " << endl;int sum = a + b;return sum;
}
6.6 函数的声明
作用： 告诉编译器函数名称及如何调用函数。函数的实际主体可以单独定义。
- 函数的声明可以多次，但是函数的定义只能有一次
示例：
#include <iostream>
using namespace std;//声明可以多次，定义只能一次
//声明
int max(int a, int b);
int max(int a, int b);
//定义
int max(int a, int b)
{return a > b ? a : b;
}int main() {int a = 100;int b = 200;cout << max(a, b) << endl; //200system("pause");return 0;
}
6.7 函数的分文件编写
作用：让代码结构更加清晰
函数分文件编写一般有4个步骤
- 创建后缀名为.h的头文件
- 创建后缀名为.cpp的源文件
- 在头文件中写函数的声明
- 在源文件中写函数的定义
示例：
//swap.h文件
#include<iostream>
using namespace std;//实现两个数字交换的函数声明
void swap(int a, int b);
//swap.cpp文件
#include "swap.h"void swap(int a, int b)
{int temp = a;a = b;b = temp;cout << "a = " << a << endl;cout << "b = " << b << endl;
}
//main函数文件
#include "swap.h"
int main() {int a = 100;int b = 200;swap(a, b);system("pause");return 0;
}
- 特点：cpp文件包含自己的头文件
- 在头文件里包含内置头文件，以及声明函数等
7 指针
7.1 指针的基本概念
指针的作用： 可以通过指针间接访问内存
内存编号是从0开始记录的，一般用十六进制数字表示
可以利用指针变量保存地址
7.2 指针变量的定义和使用
指针变量定义语法： 数据类型 * 变量名；
示例：
#include <iostream>
using namespace std;int main() {//1、指针的定义int a = 10; //定义整型变量a//指针定义语法： 数据类型 * 变量名 ;int* p;//指针变量赋值p = &a; //指针指向变量a的地址cout << &a << endl; //打印数据a的地址 # 00B3FECCcout << p << endl; //打印指针变量p # 00B3FECC//2、指针的使用//通过*操作指针变量指向的内存cout << "*p = " << *p << endl; //*p = 10system("pause");return 0;
}
指针变量和普通变量的区别
- 普通变量存放的是数据,指针变量存放的是地址
- 指针变量可以通过" * "操作符，操作指针变量指向的内存空间，这个过程称为解引用
总结1： 我们可以通过 & 符号 获取变量的地址
总结2：利用指针可以记录地址
总结3：对指针变量解引用，可以操作指针指向的内存
7.3 指针所占内存空间
提问：指针也是种数据类型，那么这种数据类型占用多少内存空间？
示例：
#include <iostream>
using namespace std;int main() {int a = 10;int* p;p = &a; //指针指向数据a的地址cout << *p << endl; //* 解引用 10cout << sizeof(p) << endl; //4cout << sizeof(char*) << endl; //4cout << sizeof(float*) << endl; //4cout << sizeof(double*) << endl; //4system("pause");return 0;
}
总结：所有指针类型在32位操作系统下是4个字节（在64位操作系统下为8个字节）
7.4 空指针和野指针
空指针：指针变量指向内存中编号为0的空间
用途：初始化指针变量
注意：空指针指向的内存是不可以访问的
示例1：空指针
#include <iostream>
using namespace std;int main() {//指针变量p指向内存地址编号为0的空间int* p = NULL;//访问空指针报错 //内存编号0 ~255为系统占用内存，不允许用户访问cout << *p << endl; //报错system("pause");return 0;
}
野指针：指针变量指向非法的内存空间
示例2：野指针
#include <iostream>
using namespace std;int main() {//指针变量p指向内存地址编号为0x1100的空间int* p = (int*)0x1100;//访问野指针报错 cout << *p << endl;system("pause");return 0;
}
总结：空指针和野指针都不是我们申请的空间，因此不要访问。
7.5 const修饰指针
const修饰指针有三种情况
- const修饰指针 — 常量指针
- const修饰常量 — 指针常量
- const即修饰指针，又修饰常量
示例：
#include <iostream>
using namespace std;int main() {int a = 10;int b = 10;//const修饰的是指针，指针指向可以改，指针指向的值不可以更改const int* p1 = &a;p1 = &b; //正确//*p1 = 100; 报错//const修饰的是常量，指针指向不可以改，指针指向的值可以更改int* const p2 = &a;//p2 = &b; //错误*p2 = 100; //正确//const既修饰指针又修饰常量const int* const p3 = &a;//p3 = &b; //错误//*p3 = 100; //错误system("pause");return 0;
}
技巧：看const右侧紧跟着的是指针还是常量, 是指针就是常量指针，是常量就是指针常量
7.6 指针和数组
**作用：**利用指针访问数组中元素
示例：
#include <iostream>
using namespace std;int main() {int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };int* p = arr; //指向数组的指针cout << "第一个元素： " << arr[0] << endl;cout << "指针访问第一个元素： " << *p << endl;for (int i = 0; i < 10; i++){//利用指针遍历数组cout << *p << endl;p++;}system("pause");return 0;
}
结果：
第一个元素： 1
指针访问第一个元素： 1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
7.7 指针和函数
**作用：**利用指针作函数参数，可以修改实参的值
示例：
#include <iostream>
using namespace std;//值传递
void swap1(int a, int b)
{int temp = a;a = b;b = temp;
}
//地址传递
void swap2(int* p1, int* p2)
{int temp = *p1;*p1 = *p2;*p2 = temp;
}int main() {int a = 10;int b = 20;swap1(a, b); // 值传递不会改变实参cout << "a = " << a << endl; //10cout << "b = " << b << endl; //20swap2(&a, &b); //地址传递会改变实参cout << "a = " << a << endl; //20cout << "b = " << b << endl; //10system("pause");return 0;
}
总结：如果不想修改实参，就用值传递，如果想修改实参，就用地址传递
7.8 指针、数组、函数（略）
**案例描述：**封装一个函数，利用冒泡排序，实现对整型数组的升序排序
例如数组：int arr[10] = { 4,3,6,9,1,2,10,8,7,5 };
总结：当数组名传入到函数作为参数时，被退化为指向首元素的指针
8 结构体
8.1 结构体基本概念
结构体属于用户自定义的数据类型，允许用户存储不同的数据类型
8.2 结构体定义和使用
语法：struct 结构体名 { 结构体成员列表 }；
通过结构体创建变量的方式有三种：
- struct 结构体名 变量名
- struct 结构体名 变量名 = { 成员1值 ， 成员2值…}
- 定义结构体时顺便创建变量
示例：
#include <iostream>
using namespace std;//结构体定义
struct student
{//成员列表string name; //姓名int age; //年龄int score; //分数
}stu3; //结构体变量创建方式3 int main() {//结构体变量创建方式1struct student stu1; //struct 关键字可以省略stu1.name = "张三";stu1.age = 18;stu1.score = 100;cout << "姓名：" << stu1.name << " 年龄：" << stu1.age << " 分数：" << stu1.score << endl;//结构体变量创建方式2struct student stu2 = { "李四",19,60 };cout << "姓名：" << stu2.name << " 年龄：" << stu2.age << " 分数：" << stu2.score << endl;stu3.name = "王五";stu3.age = 18;stu3.score = 80;cout << "姓名：" << stu3.name << " 年龄：" << stu3.age << " 分数：" << stu3.score << endl;system("pause");return 0;
}
运行结果：
姓名：张三 年龄：18 分数：100
姓名：李四 年龄：19 分数：60
姓名：王五 年龄：18 分数：80
总结1：定义结构体时的关键字是struct，不可省略
总结2：创建结构体变量时，关键字struct可以省略
总结3：结构体变量利用操作符 ‘’.’’ 访问成员
8.3 结构体数组
作用：将自定义的结构体放入到数组中方便维护
语法：struct 结构体名 数组名[元素个数] = { {} , {} , ... {} }
示例：
#include <iostream>
using namespace std;//结构体定义
struct student
{//成员列表string name; //姓名int age; //年龄int score; //分数
};int main() {//结构体数组struct student arr[3] ={{"张三",18,80 },{"李四",19,60 },{"王五",20,70 }};for (int i = 0; i < 3; i++){cout << "姓名：" << arr[i].name << " 年龄：" << arr[i].age << " 分数：" << arr[i].score << endl;}system("pause");return 0;
}
运行结果：
姓名：张三 年龄：18 分数：80
姓名：李四 年龄：19 分数：60
姓名：王五 年龄：20 分数：70
8.4 结构体指针
**作用：**通过指针访问结构体中的成员
- 利用操作符
->可以通过结构体指针访问结构体属性
示例：
#include <iostream>
using namespace std;//结构体定义
struct student
{//成员列表string name; //姓名int age; //年龄int score; //分数
};int main() {struct student stu = { "张三",18,100, };struct student* p = &stu;p->score = 80; //指针通过 -> 操作符可以访问成员cout << "姓名：" << p->name << " 年龄：" << p->age << " 分数：" << p->score << endl;system("pause");return 0;
}
运行结果：
姓名：张三 年龄：18 分数：80
总结：结构体指针可以通过 -> 操作符 来访问结构体中的成员
8.5 结构体嵌套结构体
作用： 结构体中的成员可以是另一个结构体
例如：每个老师辅导一个学员，一个老师的结构体中，记录一个学生的结构体
示例：
#include <iostream>
using namespace std;//学生结构体定义
struct student
{//成员列表string name; //姓名int age; //年龄int score; //分数
};//教师结构体定义
struct teacher
{//成员列表int id; //职工编号string name; //教师姓名int age; //教师年龄struct student stu; //子结构体 学生
};int main() {struct teacher t1;t1.id = 10000;t1.name = "老王";t1.age = 40;t1.stu.name = "张三";t1.stu.age = 18;t1.stu.score = 100;cout << "教师 职工编号： " << t1.id << " 姓名： " << t1.name << " 年龄： " << t1.age << endl;cout << "辅导学员 姓名： " << t1.stu.name << " 年龄：" << t1.stu.age << " 考试分数： " << t1.stu.score << endl;system("pause");return 0;
}
教师 职工编号： 10000 姓名： 老王 年龄： 40
辅导学员 姓名： 张三 年龄：18 考试分数： 100
**总结：**在结构体中可以定义另一个结构体作为成员，用来解决实际问题
8.6 结构体做函数参数 （传结构体和传结构体指针的比较）
作用：将结构体作为参数向函数中传递
传递方式有两种：
- 值传递
- 地址传递
示例：
#include <iostream>
using namespace std;//学生结构体定义
struct student
{//成员列表string name; //姓名int age; //年龄int score; //分数
};//值传递
void printStudent(student stu)
{stu.age = 28;cout << "子函数中 姓名：" << stu.name << " 年龄： " << stu.age << " 分数：" << stu.score << endl;
}//地址传递
void printStudent2(student* stu)
{stu->age = 28;cout << "子函数中 姓名：" << stu->name << " 年龄： " << stu->age << " 分数：" << stu->score << endl;
}int main() {student stu = { "张三",18,100 };//值传递printStudent(stu);cout << "主函数中 姓名：" << stu.name << " 年龄： " << stu.age << " 分数：" << stu.score << endl;cout << endl;//地址传递printStudent2(&stu);cout << "主函数中 姓名：" << stu.name << " 年龄： " << stu.age << " 分数：" << stu.score << endl;system("pause");return 0;
}
子函数中 姓名：张三 年龄： 28 分数：100
主函数中 姓名：张三 年龄： 18 分数：100子函数中 姓名：张三 年龄： 28 分数：100
主函数中 姓名：张三 年龄： 28 分数：100
总结：如果不想修改主函数中的数据，用值传递，反之用地址传递
8.7 结构体中 const使用场景
作用：用const来防止误操作
示例：
#include <iostream>
using namespace std;//学生结构体定义
struct student
{//成员列表string name; //姓名int age; //年龄int score; //分数
};//const使用场景
void printStudent(const student* stu) //加const防止函数体中的误操作
{//stu->age = 100; //操作失败，因为加了const修饰cout << "姓名：" << stu->name << " 年龄：" << stu->age << " 分数：" << stu->score << endl;}int main() {student stu = { "张三",18,100 };printStudent(&stu);system("pause");return 0;
}
8.8 结构体案例（注意，数组名作为函数参数传递时，传的是首元素地址）（设置随机数种子srand、rand()）
8.8.1 案例1
案例描述：
学校正在做毕设项目，每名老师带领5个学生，总共有3名老师，需求如下
设计学生和老师的结构体，其中在老师的结构体中，有老师姓名和一个存放5名学生的数组作为成员
学生的成员有姓名、考试分数，创建数组存放3名老师，通过函数给每个老师及所带的学生赋值
最终打印出老师数据以及老师所带的学生数据。
示例：
#include <iostream>
using namespace std;struct Student
{string name;int score;
};
struct Teacher
{string name;Student sArray[5];
};void allocateSpace(Teacher tArray[], int len)
{string tName = "教师";string sName = "学生";string nameSeed = "ABCDE";for (int i = 0; i < len; i++){tArray[i].name = tName + nameSeed[i];for (int j = 0; j < 5; j++){tArray[i].sArray[j].name = sName + nameSeed[j];tArray[i].sArray[j].score = rand() % 61 + 40;}}
}void printTeachers(Teacher tArray[], int len)
{for (int i = 0; i < len; i++){cout << tArray[i].name << endl;for (int j = 0; j < 5; j++){cout << "\t姓名：" << tArray[i].sArray[j].name << " 分数：" << tArray[i].sArray[j].score << endl;}}
}int main() {srand((unsigned int)time(NULL)); //随机数种子 头文件 #include <ctime>Teacher tArray[3]; //老师数组int len = sizeof(tArray) / sizeof(Teacher);allocateSpace(tArray, len); //创建数据printTeachers(tArray, len); //打印数据system("pause");return 0;
}
运行结果：
教师A姓名：学生A 分数：75姓名：学生B 分数：58姓名：学生C 分数：79姓名：学生D 分数：44姓名：学生E 分数：56
教师B姓名：学生A 分数：46姓名：学生B 分数：42姓名：学生C 分数：75姓名：学生D 分数：97姓名：学生E 分数：40
教师C姓名：学生A 分数：62姓名：学生B 分数：63姓名：学生C 分数：42姓名：学生D 分数：92姓名：学生E 分数：99
关于srand((unsigned int)time(NULL))，可见：srand((unsigned int)time(NULL))引发的思考
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