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第二章：进入C++

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第二章：进入 C++

内容包括：

  • C++ 程序的一般格式；
  • #include 指令；
  • main() 函数；
  • 使用cout对象进行输出；
  • 在C++程序中加入注释；
  • 何时以及如何使用endl；
  • 声明和使用变量；
  • 使用cin对象进行输入；
  • 定义和使用简单函数。

2.1 进入 C++

C++对大小写敏感，对拼写也是敏感的，所以不能使用如COUT和Kout等单词

*cpp*是一种表示 C++ 程序的方式

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// myfirst.cpp -- display a message

#include <iostream>                      // a PREPROCESSOR directive
int main()                          // function header
{                                // start of function body
   using namespace std;               // make definitions visible
   cout << "Come up and C++ me some time"; // message
   cout << endl;                    // start a new line.
   cout << "You won't regret it!" << endl;    // more output
   return 0;
}

2.1.1 main() 函数

去掉修饰后，程序 2.1 的基本结构会是这样

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int main()
{
	statements;
	return 0;
}
这几行表明有一个 main 函数，并描述了该函数的行为。

这几行代码构成了函数定义（function definition）。

该定义有两部分组成：
  1. 第一行 int main() 叫函数头。
  2. 花括号（{和}）中包括的部分叫做函数体。

函数体是指出函数因该做什么的计算机指令、在C++中，每一条完整的指令都被称为语句，语句以;结尾。

main()中最后一条语句为结束语句（return statements），它用来结束函数。

语句和分号

语句是要执行的操作，C++ 和 C 不像 Python 或 Pascal 一样使用回车做语句的结尾，终止符是一个分号，它是语句结束的标记，

是语句的组成部分，而不是语句之间的标记。结论是在 C++ 中不能省略分号。

1.作为接口的函数头
	下面的函数头表明`main()`函数可以调用他的函数返回一个整数值，

且不从调用他的函数那里获得任何东西：

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int main()
	有很多现有的程序使用经典的C语言函数头：

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main()
	在C语言中，省略返回类型则默认为 int ，当然可以使用下列变体：

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int main(void)
	括号中的`void`指出函数不接受任何的参数，在C++中，让括号空着等效于在括号中使用`void`

	当然也可以使用下面的函数头，并省略返回语句：

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void main()
	如果不在`main()`函数后增加返回语句，编译器将默认为：

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return 0;
	**这条隐式语句只适用于*`main()`函数***
2. 为什么 main()不能使用其他名称
	是因为必须这么做，通常C++程序必须包含一个`main()`函数（不是`Main()`、`MAIN()`或`mane()`）

	存在一些列外情况，比如在Windows编程中可以编写一个动态链接库（DLL）模块，

这是其他Windows程序可以使用的代码。由于DLL不是独立的程序，所以不需要`main()`，

亦或是一些框架程序或机器人中的控制芯片。

2.1.2 C++ 注释

C++注释以`//`打头，使用时编译器会自动跳过，它可以位于新的一行，也可以和代码在同一行。

C++也能识别C语言注释 C 注释包括在 /* 和 */ 之间，由于它以*/结尾，所以可以跨越多行。

2.1.3 C++预处理器和 iostream 文件

如果要是程序能够进行输入和输出，则会使用如下代码：

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#include <iostream>
using namespace std;
当然可以使用其他代码替换掉第二行，第一行的`#include <iostream>`编译指令使预处理器将`iostream`文件的添加到程序中。

这是一种典型的预处理器做法：在源代码被编译之前，替换或添加文本。

这提出了一个问题，为什么要将`iostream`文件的内容添加到程序中呢？

答案涉及到程序与外部的通信。iostream中的io是指输入（进入程序的信息）和输出（从程序中发出的信息）。C++的输入和输出方案涉及iostream 文件中的多个定义。为了使用cout来显示消息，第一个程序需要这些定义。为了使用cout 来显示消息，第一个程序需要这些定义。

#include编译指令导致iostream文件的内容随源代码的内容一起被发送给编译器。实际上，iostream 文件的内容将会取代程序中的代码行

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#include <iostream>

原始文件没有被修改，而是将源代码文件和iostream组成一个复合文件，编译的下一阶段将要使用到该文件。

注意：使用cin和cout进行输入和输出的程序时必须包含文件iostream。

2.1.4 头文件名

想`iostream`这样的文件叫做包含文件（include file)——由于他们被包含在其他文件中；也叫做头文件（head file）——

由于它们是被包含在文件的起始处。C++编译器自带了许多头文件，每个头文件都支持一组特定的工具。C语言的传统是，头文件

使用扩展名 h，将其作为一种通用名称标识文件类型的基本方式

列如，头文件math.h支持c语言的数学运算函数，但是C++的用法变了。

现在，C++对老式的C语言扩展头.h做了保留，而C++则没有扩展名。

有些C头文件被转换成C++的头文件，并在文件名的最前面加上c来表明他原来是C的头文件，如cmath

总而言之

头文件类型 约定 示例 说明
C++旧式风格 以.h结尾 iostream C++
C旧式风格 以.h结尾 math.h C、C++
C++新式风格 没有扩展名 iostream C++（使用 namespace std）
转换后的C 加上前缀C，没有扩展名 cmath C++(可以使用不是C的特性) 
由于C使用不同的扩展名表示不同的文件类型，因此会出现一些不同寻常的扩展名（如`.hpp`和`.hxx`）来表示C++的的头文件是有道理的。

2.1.5 名称空间

如果使用`iostream`，而不是`iostream.h`，则使用如下指令

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using namespace std;

不要着急它是干嘛用的，在以后再了解

`namespace`是C++的特性，比如有两个封装好的代码`Microflop`和`Piscine`要想同时使用时该怎么办呢，

就不能使用using namespace std了，这时可以使用

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Microflop::wanda("Go dancing?")		//use Microflop namespace stdPiscine::wanda("A fish named Tom")	//use Piscine namespace std

这就可以区分两个wanda()的不同之处了

2.1.6 使用cout进行C++输出

现在来看看C++是如何输出信息的，在`myfirst.cpp`中是这样的

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cout << "Come up and C++ me some time";

双引号括起来的是字符串，也就是要打印的消息。<<把这个字符串发送给cout

而cout是一个预定义的对象，它知道如何显示字符

1.控制符endl

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cout << endl;

现在来看看这个例子，endl表达一个重要的概念：重起一行（）（输出一段后默认不换行）

在输入流中加入它会使光标移至下一行。诸如endl等对cout有意义的字符被称为***控制符（manipulator）***和cout一样，endl实在iostream中定义的，且位于命名空间std中

2.换行符

C++还提供了一种旧式用法：\n

它被视为一个字符换行符

换行符是一种被称为”转义序列“的按键组合

2.1.7 C++源码格式化

在C++中，;代表了语句的结束，通常，在能使用回车的地方也能使用空格，反之亦然

但是，不能把空格、制表符或回车放在元素（如名称），也不能把回车放在字符串中间

如下就是一个错误例子：

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int ma in()return 0;cout << "Behold the Beans of Beauty!";

1.源代码的标记和空白

一行代码中不可分割的一部分叫做标记（token）

通常必须用空格、制表符或回车将标记分开。有些字符如,或()是不需要用空白分开的标记

如下举例说明了何种情况需要分开，什么情况下可以省略

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return0;	//INVALLD, must be return 0;return(0);	//VALLD, white space omittedreturn (0);	//VALLD, white space useintmain();	//INVALLD, white space omittedint main()	//VALLD, white space omitted in ()int main ()	//VALLD, white space in  ()

2. C++源代码风格

  • 每条语句个占一行
  • 每个函数都有一个开始花括号和一个结束花括号，两个花括号个占一行
  • 函数中的语句都要相对于花括号进行缩进
  • 与函数名称相关的花括号周围没有空白

前三条规则用来保证代码清晰可读，第四条用来帮助区分函数和一些也使用圆括号的C++内置结构（如循环）

2.2 C++语句

C++程序是一组函数，而每个函数又是有一组语句组成的

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#include <iostream>int main(){    using namespace std;    /*    using namespace std；    是一个神奇的东西，叫做 using 编译指令    亦可不使用该指令可在以后的语句中需使用：        iostream::fun();    */    int carrots;         // declare an interger variable    carrots = 25;        //assign a value to the variable    cout << "I have ";    cout << carrots;    cout << " carrots .";    cout << endl;    carrots = carrots - 1;    cout << "Crunch, Crunch. Now I have " << carrots << " carrots. " << endl;    return 0;}

空白部分将声明语句和其他语句分开，这是C的常用用法，但在C++中并不常见

2.2.1 申明语句和变量

例如，在2.2的程序中包含了这样一条声明语句

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int carrots;

这条语句提供了两个信息：需要的内存，以及该内存单元的名称，这条语句指出程序需要足够的储存来储存一个整数

，在C++中int表示整数——没有小数部分的数字。

C++的int类型可以为正，也可为负，但大小取决于实现

完成的第二项任务时给储存单元指定名称。在这里，该声明语句指出，此后程序使用名称carrots来标识储存在该内存单元的值。carrot被称为变量，因为它的值可以修改，在C++中，所有的变量必须声明（尽可能在首次使用时声明）

2.2.2 赋值语句

赋值语句将值赋给储存单元，例如，下列语句将25赋给表示变量carrots的内存单元

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carrots = 0;

符号=叫做赋值运算符。C++和C语言都有一个特性——可以使用连续赋值运算符。例如下面的例子：

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int steinway;int baldwin;yamaha = baldwin = steinway = 88

赋值是从右向左进行的

2.2.3 cout的新花样

cout可用于数字和字符串。但是别忘了，整数25和字符串“25"有天壤之别。

程序没有打印carrots，而是打印存储在carrots中的整数值。实际上，这两个操作和二为一了。首先，cout将carrots替换为其当前值25，然后把值转换为合适的输出字符。

2.3 其他C++语句

再来看几个C++语句的例子

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// getinfo.cpp -- input and output
#include <iostream>

int main()
{
    using namespace std;

    int carrots;

    cout << "How many carrots do you have?" << endl;
    cin >> carrots; // C++ input
    cout << "Here are two more.";
    carrots = carrots + 2;
    // the next line concatenates output
    cout << "Now you have" << carrots << " carrots .";
    return 0;
}

第一条cin语句在输入输入数字按下enter建时读取输入，第二个cin语句让程序暂停，直到摁下enter建。

2.3.1 使用cin

上面的输出表明，从键盘中输入的值（12）会被最终赋值给carrots。下面就是执行这项功能的语句：

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cin >> carrots;

从这条语句可知，信息从cin流向carrots

2.3.2 使用cout进行拼接

getinfo.cpp的一项新特性是将四条语句合并成一条。iostream定义了<<运算，以便可以像下面这样合并（拼接）输出

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cout << "a" << "b" << "c" << "d";

也可以这样写

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cout << "a";
cout << "b";
cout << "c";
cout << "d";

当然也可以这样

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cout << "a"
     << "b"
     << "c"
     << "d"

2.3.4 类简介

类是用户定义的一种数据类型。要定义类需要描述它能够表示什么东西和可对数据进行哪些操作。

类之于对象就像类型之于变量。

接下来更具体一些，前文中讲过下面的变量声明

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int carrots;

这句代码将创建一个类型为int的变量。也就是说carrots可以储存整数可以按特定的方法使用，比如说加或减。现在来看cout，它是一个ostream类对象。ostream类定义(iostream文件的另一个成员)

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