软件编程及算法
C++语法

C++语法速查

# Hello world!

hello.cpp

#include <iostream>

int main() {
    std::cout << "Hello world! \n";
    return 0;
}

编译和运行

$ g++ hello.cpp -o hello
$ ./hello
Hello world!

# 用户输入输出

int num;

std::cout << "Type a number: ";
std::cin >> num;

std::cout << "You entered " << num;

# 变量

int number = 5;       // Integer
float f = 0.95;       // Floating number
double PI = 3.14159;  // Floating number
char yes = 'Y';       // Character
std::string s = "ME"; // String (text)
bool isRight = true;  // Boolean

// Constants
const float RATE = 0.8;

int age {25};         // Since C++11
std::cout << age;     // Print 25

# 注释

// A single one line comment in C++

/* This is a multiple line comment
   in C++ */

# for 循环

for (int i = 0; i < 10; i++) {
    std::cout << i << "\n";
}

# C++ 条件

# if 语句

if (a == 10) {
    // do something
}

int number = 16;

if (number % 2 == 0)
{
    std::cout << "even";
}
else
{
    std::cout << "odd";
}

// Outputs: even

# Else if 语句

int score = 99;
if (score == 100) {
    std::cout << "Superb";
}
else if (score >= 90) {
    std::cout << "Excellent";
}
else if (score >= 80) {
    std::cout << "Very Good";
}
else if (score >= 70) {
    std::cout << "Good";
}
else if (score >= 60)
    std::cout << "OK";
else
    std::cout << "What?";

# Switch 语句

int num = 2;
switch (num) {
    case 0:
        std::cout << "Zero";
        break;
    case 1:
        std::cout << "One";
        break;
    case 2:
        std::cout << "Two";
        break;
    case 3:
        std::cout << "Three";
        break;
    default:
        std::cout << "What?";
        break;
}

# C++ 循环

# While

int i = 0;
while (i < 6) {
    std::cout << i++;
}

// Outputs: 012345

# Do-while

int i = 1;
do {
    std::cout << i++;
} while (i <= 5);

// Outputs: 12345

# Continue 语句

for (int i = 0; i < 10; i++) {
    if (i % 2 == 0) {
        continue;
    }
    std::cout << i;
} // Outputs: 13579

# 无限循环

while (true) { // true or 1
    std::cout << "infinite loop";
}

for (;;) {
    std::cout << "infinite loop";
}

for(int i = 1; i > 0; i++) {
    std::cout << "infinite loop";
}

# for_each (从 C++11 版本开始)

#include <iostream>

void print(int num)
{
    std::cout << num << std::endl;
}

int main()
{
    int arr[4] = {1, 2, 3, 4 };
    std::for_each(arr, arr + 4, print);
    return 0;
}

# Range-based (从 C++11 版本开始)

int num_array[] = {1, 2, 3, 4, 5};
for (int n : num_array) {
    std::cout << n << " ";
}
// Outputs: 1 2 3 4 5

std::string hello = "QuickRef.ME";
for (char c: hello)
{
    std::cout << c << " ";
}
// Outputs: Q u i c k R e f . M E

# Break 语句

int password, times = 0;
while (password != 1234) {
    if (times++ >= 3) {
        std::cout << "Locked!\n";
        break;
    }
    std::cout << "Password: ";
    std::cin >> password; // input
}

# 几种变体

for (int i = 0, j = 2; i < 3; i++, j--){
    std::cout << "i=" << i << ",";
    std::cout << "j=" << j << ";";
}
// Outputs: i=0,j=2;i=1,j=1;i=2,j=0;

# 数组

数组包含一维数组和多维数组，数组的操作是通过指针在开辟的连续内存空间移动实现的

# 声明

int marks[3]; // Declaration
marks[0] = 92;
marks[1] = 97;
marks[2] = 98;

// Declare and initialize
int marks[3] = {92, 97, 98};
int marks[]  = {92, 97, 98};

// With empty members
int marks[3] = {92, 97};
std::cout << marks[2]; // Outputs: 0

# 操作

┌─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┐
| 92  | 97  | 98  | 99  | 98  | 94  |
└─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┘
   0     1     2     3     4     5

int marks[6] = {92, 97, 98, 99, 98, 94};

// Print first element
std::cout << marks[0];

// Change 2th element to 99
marks[1] = 99;

// Take input from the user
std::cin >> marks[2];

# 显示

char ref[5] = {'R', 'e', 'f'};

// Range based for loop
for (const int &n : ref) {
    std::cout << std::string(1, n);
}

// Traditional for loop
for (int i = 0; i < sizeof(ref); ++i) {
    std::cout << ref[i];
}

# 多维数组

     j0   j1   j2   j3   j4   j5
   ┌────┬────┬────┬────┬────┬────┐
i0 | 1  | 2  | 3  | 4  | 5  | 6  |
   ├────┼────┼────┼────┼────┼────┤
i1 | 6  | 5  | 4  | 3  | 2  | 1  |
   └────┴────┴────┴────┴────┴────┘

int x[2][6] = {
    {1,2,3,4,5,6}, {6,5,4,3,2,1}
};
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
    for (int j = 0; j < 6; ++j) {
        std::cout << x[i][j] << " ";
    }
}
// Outputs: 1 2 3 4 5 6 6 5 4 3 2 1

# 函数

#include <iostream>
 
int max(int num1, int num2);
 
int main() {  // main function
    int ret = max(a, b);
    cout << "Max value is : " << ret << endl;
}

int max(int num1, int num2){
    // 局部变量声明
    int result;
    if (num1 > num2)
        result = num1;
    else
        result = num2;
    return result; 
}

# Overloading 超载

void fun(string a, string b) {
    std::cout << a + " " + b;
}
void fun(string a) {
    std::cout << a;
}
void fun(int a) {
    std::cout << a;
}

# 内置函数

#include <iostream>
#include <cmath> // import library
 
int main() {
    // sqrt() is from cmath
    std::cout << sqrt(9);
}

# 数据类型

数据类型	尺寸	范围
`int`	4字节	-2 31 ~ 2 31 -1
`float`	4字节	不适用
`double`	8 字节	不适用
`char`	1 字节	-128 ~ 127
`bool`	1 字节	true / false
`void`	不适用	不适用
`wchar_t`	2 或 4 个字节	1 个宽字符

# 常量

整数常量：

85         // 十进制
0213       // 八进制 
0x4b       // 十六进制 
30         // 整数 
30u        // 无符号整数 
30l        // 长整数 
30ul       // 无符号长整数

浮点常量：

3.14159       // 合法的 
314159E-5L    // 合法的 
510E          // 非法的：不完整的指数
210f          // 非法的：没有小数或指数
.e55          // 非法的：缺少整数或分数

布尔常量

true 值代表条件真
false 值代表条件假

# 运算符

# 关系运算符

`a == b`	a 等于 b
`a != b`	a 不等于 b
`a < b`	a 小于 b
`a > b`	a 更大 b
`a <= b`	a 小于或等于 b
`a >= b`	a 大于或等于 b

# 赋值运算符

`a += b`	又名 a = a + b
`a -= b`	又名 a = a - b
`a *= b`	又名 a = a * b
`a /= b`	又名 a = a / b
`a %= b`	又名 a = a % b

# 逻辑运算符

`exp1 && exp2`	两者都是真的（AND）
`exp1 \|\| exp2`	要么为真（或）
`!exp`	`exp`是假的（不是）

# 位运算符

`a & b`	二进制与
`a \| b`	二进制或
`a ^ b`	二进制异或
`a ~ b`	二进制补码
`a << b`	二进制左移
`a >> b`	二进制右移

# 三元运算符

           ┌── True ──┐
Result = Condition ? Exp1 : Exp2;
           └───── False ─────┘

int x = 3, y = 5, max;
max = (x > y) ? x : y;

// Outputs: 5
std::cout << max << std::endl;

int x = 3, y = 5, max;
if (x > y) {
    max = x;
} else {
    max = y;
}
// Outputs: 5
std::cout << max << std::endl;

#

# 命名空间

#include <iostream>
namespace ns1 {int val(){return 5;}}
int main()
{
    std::cout << ns1::val();
}

#include <iostream>
namespace ns1 {int val(){return 5;}}
using namespace ns1;
using namespace std;
int main()
{
    cout << val(); 
}

命名空间允许名称下的全局标识符

# 对象引用

int i = 1;
int& ri = i; // ri is a reference to i

ri = 2; // i is now changed to 2
std::cout << "i=" << i;

i = 3;   // i is now changed to 3
std::cout << "ri=" << ri;

ri并i引用相同的内存位置。

# 变量作用域

全局变量和局部变量：

#include <iostream>
using namespace std;
 
// 全局变量声明
int g;
 
int main ()
{
    // 局部变量声明
    int a, b;
 
    // 实际初始化
    a = 10;
    b = 20;
    g = a + b;
 
    cout << g;
    return 0;
 }

# 预处理器

if (opens new window) 、elif (opens new window)、 else (opens new window)、 endif (opens new window)、 ifdef (opens new window)、 ifndef (opens new window)、 define (opens new window)、 undef (opens new window)、 include (opens new window)、 line (opens new window)、 error (opens new window)、 pragma (opens new window)、 defined (opens new window)、 __has_include (opens new window)、 __has_cpp_attribute (opens new window)、 export (opens new window)、 import (opens new window)、 module (opens new window)

# Includes 包括

#include "iostream"
#include <iostream>

# Defines 定义

#define FOO
#define FOO "hello"

#undef FOO

# If 如果

#ifdef DEBUG
  console.log('hi');
#elif defined VERBOSE
  ...
#else
  ...
#endif

# Error 错误

#if VERSION == 2.0
  #error Unsupported
  #warning Not really supported
#endif

# Macro 宏

#define DEG(x) ((x) * 57.29)

# Token concat 令牌连接

#define DST(name) name##_s name##_t
DST(object);   #=> object_s object_t;

# Stringification 字符串化

#define STR(name) #name
char * a = STR(object);   #=> char * a = "object";

# file and line 文件和行

#define LOG(msg) console.log(__FILE__, __LINE__, msg)
#=> console.log("file.txt", 3, "hey")

# 其他

# 转义序列

`\b`	退格
`\f`	换页
`\n`	换行
`\r`	返回
`\t`	水平标签
`\v`	垂直标签
`\\`	反斜杠
`\'`	单引号
`\"`	双引号
`\?`	问号
`\0`	空字符

# 关键词

← C++基础概念(下) C++面向对象(上)→

`exp1 && exp2`	两者都是真的（AND）
`exp1 \|\| exp2`	要么为真（或）
`!exp`	`exp`是假的（不是）