c++学习笔记（Day1）-- 数据类型
一.认识 C++
C++的特点
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C++ 是一种静态类型的、编译式的、通用的、大小写敏感的、不规则的编程语言，支持过程化 编程、面向对象编程和泛型编程。
动态类型：变量名绑定一种类型的对象后，在运行过程中可以随时改变。 静态类型：变量名在程序运行前就检查绑定类型，在运行期间类型不能改变（也可以理解为变量内存分配的动静态关系）。Java、C/C++、C# 等属于静态类型编程语言，而 Python、PHP、Perl 等属于动态类型语言。
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面向对象（OOP）开发的三大特性：
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封装 、继承 、多态（有时候加上抽象称为四大特性）
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封装：黑盒特性，不关注内在属性和具体实现细节，只关注输入和输出。
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继承：在原有代码上增加少量变化修改，提高代码复用性。
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多态：多态性往往表现为"一个接口，多个功能"，基于面向对象，提升代码的可扩展性。
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类、对象，属性、方法、即时变量：
- 类：一些具有共同特征的事物的抽象模型。
- 对象：对象是类的实例，即具有共同特征的某一具体实例。
- 属性：对象的静态特征。
- 方法：对象的动态行为。
- 即时变量：对象的时间状态。
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C++ 是 C 的一个超集，事实上，任何合法的 C 程序都是合法的 C++ 程序。
命名空间
命名空间：为了区分相同的变量或者函数，人为划分的范围标识符，也可以理解为调用的作用域。
C++从源码到可执行文件所经历的过程
过程：
- 预处理阶段：对源代码文件中文件包含关系（头文件）、预编译语句（宏定义）进行分析和替换，生成预编译文件。
- 编译阶段：将经过预处理后的预编译文件转换成特定汇编代码，生成汇编文件
- 汇编阶段：将编译阶段生成的汇编文件转化成机器码，生成可重定位目标文件
- 链接阶段：将多个目标文件及所需要的库连接成最终的可执行目标文件
C++ 标识符规则
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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）。
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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，Manpower 和 manpower 是两个不同的标识符。
关键字:
关键字（保留字）
二.C++ 数据类型
- 数值型
- 预定义类型（#define），整型、字符型、布尔型、浮点型、空类型，指针类型
| 类型 | 位 | 范围 |
|---|---|---|
| char | 1 个字节 | -128 到 127 或者 0 到 255 |
| unsigned char | 1 个字节 | 0 到 255 |
| signed char | 1 个字节 | -128 到 127 |
| int | 4 个字节 | -2147483648 到 2147483647 |
| unsigned int | 4 个字节 | 0 到 4294967295 |
| signed int | 4 个字节 | -2147483648 到 2147483647 |
| short int | 2 个字节 | -32768 到 32767 |
| unsigned short int | 2 个字节 | 0 到 65,535 |
| signed short int | 2 个字节 | -32768 到 32767 |
| long int | 8 个字节 | -9,223,372,036,854,775,808 到 9,223,372,036,854,775,807 |
| signed long int | 8 个字节 | -9,223,372,036,854,775,808 到 9,223,372,036,854,775,807 |
| unsigned long int | 8 个字节 | 0 到 18,446,744,073,709,551,615 |
| float | 4 个字节 | 精度型占4个字节（32位）内存空间，+/- 3.4e +/- 38 (~7 个数字) |
| double | 8 个字节 | 双精度型占8 个字节（64位）内存空间，+/- 1.7e +/- 308 (~15 个数字) |
| long double | 16 个字节 | 长双精度型 16 个字节（128位）内存空间，可提供18-19位有效数字。 |
| wchar_t | 2 或 4 个字节 | 1 个宽字符 |
| 变量的大小会根据编译器和所使用的电脑而有所不同。 |
- 自定义数据类型
- 包含数组、结构体struct、联合体union、枚举enum、类；
- typedef
为一个已有的类型取一个新的名字（别名）。
大部分都和c语言相同，这里简要记录一下。
三.C++ 变量常量
变量
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声明和定义
extern int d = 3, f = 5; // d 和 f 的声明 int d = 3, f = 5; // 定义并初始化 d 和 f byte z = 22; // 定义并初始化 z char x = 'x'; // 变量 x 的值为 'x'extern：在单个文件中或者多个文件中使用（通常多文件），改变变量的作用域。一个变量可以声明多次，但只能定义一次。
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左值（Lvalues）和右值（Rvalues）
- 左值（lvalue）：指向内存位置的表达式被称为左值（lvalue）表达式。左值可以出现在赋值号的左边或右边。
- 右值（rvalue）：术语右值（rvalue）指的是存储在内存中某些地址的数值。右值是不能对其进行赋值的表达式，也就是说，右值可以出现在赋值号的右边，但不能出现在赋值号的左边。
变量作用域
- 局部变量
在函数或一个代码块内部声明的变量，称为局部变量，它们只能被函数内部或者代码块内部的语句使用。 - 全局变量
在所有函数外部声明的变量，称为全局变量。全局变量可以被任何函数访问。也就是说，全局变量一旦声明，在整个程序中都是可用的。
注意：
在程序中，局部变量和全局变量的名称可以相同，但是在函数内，局部变量的值会覆盖全局变量的值。
当局部变量被定义时，系统不会对其初始化，您必须自行对其初始化。定义全局变量时，系统会自动初始化为下列值。
常量
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固有常量（常数值）
像10、3.14159、true 、\a、‘a’、"hello, dear"等值，无法改变。 -
定义常量
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使用 #define 预处理器。
#define LENGTH 10 #define WIDTH 5在预处理阶段进行替换，需要注意替换后的优先级顺序。
#define LENGTH a+b #define WIDTH c d=LENGTH*WIDTH；这里d=a+b*c，而不是想要的（a+b）*c。
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使用 const 关键字。
const int LENGTH = 10; const int WIDTH = 5;具有变量的属性，有数据类型，占用存储单元，有地址，可以用指针指向它。
常量变量名一般定义为大写字母形式。
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四.C++ 修饰符
数据类型修饰符
signed、unsigned、long 和 short 。
类型限定符
- const: 类型的对象在程序执行期间不能被修改改变。
- volatile: volatile提醒编译器它后面所定义的变量随时都有可能改变，因此编译后的程序每次需要存储或读取这个变量的时候，都会直接从变量地址中读取数据。
- restrict:用于告诉编译器，对象已经被指针所引用，不能通过除该指针外所有其他直接或间接的方式修改该对象的内容。
存储类修饰符
- auto：在C++11中已删除这一用法。
- register：定义存储在寄存器中而不是 RAM 中的局部变量。
- static：修饰局部变量时，保持局部变量的值，而不需要在每次它进入和离开作用域时进行创建和销毁；修饰全局变量时，会使变量的作用域限制在声明它的文件内，只能在单文件内访问，与extern作用相反。
- extern：用来在另一个文件中声明一个全局变量或函数。
- mutable：仅用于类的对象。
五.C++ 运算符
算术运算符
+、-、*、/、%、++、--
关系运算符
>、<、==、>=、<=、！=
逻辑运算符
&&、||、！
位运算符
！、|、&、^、~、>>、<<
赋值运算符
=、+=...(组合赋值)
杂项运算符
| 运算符 | 描述 |
|---|---|
| sizeof | sizeof 运算符返回变量的大小。例如，sizeof(a) 将返回 4，其中 a 是整数。 |
| Condition ? X : Y | 条件运算符（三目表达式）。如果 Condition 为真 ? 则值为 X : 否则值为 Y。 |
| , | 逗号运算符会顺序执行一系列运算。整个逗号表达式的值是以逗号分隔的列表中的最后一个表达式的值。 |
| .（点）和 ->（箭头） | 成员运算符用于引用类、结构和共用体的成员。 |
| Cast | 强制转换运算符把一种数据类型转换为另一种数据类型。例如，int(2.2000) 将返回 2。 |
| & | 指针（取址）运算符 & 返回变量的地址。例如 &a; 将给出变量的实际地址。 |
| * | 指针运算符 * 指向一个变量。例如，*var; 将指向变量 var。 |
六.C++ 三大结构
顺序结构
从前到后按顺序依次执行。
分支结构
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if
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switch
switch(expression){ case constant-expression : statement(s); break; // 可选的 case constant-expression : statement(s); break; // 可选的 // 您可以有任意数量的 case 语句 default : // 可选的 statement(s); }case 的 constant-expression 必须与 switch 中的变量具有相同的数据类型，且必须是一个常量或字面量。
不是每一个 case 都需要包含 break。如果 case 语句不包含 break，控制流将会 继续 后续的 case，直到遇到 break 为止。 -
? :
循环结构
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while
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for
for ( init; condition; increment ) { statement(s); }两个分号不可省略，三个表达式可以省略。
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do-while
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循环控制语句
- break：遇见则跳出当前循环。
- continue：遇见则略过本次循环的后续内容。
- goto：无条件跳转（不建议使用）。
七.C++ 数字、数组、字符串
数
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赋值
int a=10； -
数学计算
引用数学头文件 <cmath>
| 序号 | 函数 & 描述 |
|---|---|
| 1 | double cos(double);该函数返回弧度角（double 型）的余弦。 |
| 2 | double sin(double);该函数返回弧度角（double 型）的正弦。 |
| 3 | double tan(double);该函数返回弧度角（double 型）的正切。 |
| 4 | double log(double);该函数返回参数的自然对数。 |
| 5 | double pow(double, double);假设第一个参数为 x，第二个参数为 y，则该函数返回 x 的 y 次方。 |
| 6 | double hypot(double, double);该函数返回两个参数的平方总和的平方根，也就是说，参数为一个直角三角形的两个直角边，函数会返回斜边的长度。 |
| 7 | double sqrt(double);该函数返回参数的平方根。 |
| 8 | int abs(int);该函数返回整数的绝对值。 |
| 9 | double fabs(double);该函数返回任意一个浮点数的绝对值。 |
| 10 | double floor(double);该函数返回一个小于或等于传入参数的最大整数。 |
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生成随机数
关于随机数生成器，有两个相关的函数。一个是 rand()，该函数只返回一个伪随机数。生成随机数之前必须先调用 srand() 函数。#include <iostream> #include <ctime> #include <cstdlib> using namespace std; int main () { int i,j; // 设置种子 srand( (unsigned)time( NULL ) ); /* 生成 10 个随机数 */ for( i = 0; i < 10; i++ ) { // 生成实际的随机数 j= rand(); cout <<"随机数： " << j << endl; } return 0; }
数组
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一维数组
type arrayName [ arraySize ]; -
二维数组
type arrayName [ arraySize1][ arraySize 2]; -
数组初始化
指定长度 double balance[5] = {1000.0, 2.0, 3.4, 7.0, 50.0}; 不指定长度 double balance[] = {1000.0, 2.0, 3.4, 7.0, 50.0}; 多维数组赋值 int a[3][4] = { {0, 1, 2, 3} , /* 初始化索引号为 0 的行 */ {4, 5, 6, 7} , /* 初始化索引号为 1 的行 */ {8, 9, 10, 11} /* 初始化索引号为 2 的行 */ }; int a[3][4] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11}; -
数组元素赋值与访问
balance[4] = 50.0; double c=balance[4]；除了初始化时候可以整体赋值，之后只能一个元素一个元素的赋值。
数组元素的位置从0开始。
字符串
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C语言类型的字符串
char str[] = "string"; 字符串实际上是使用 null 字符 \0 终止的一维字符数组。实际长度比字符数多一。 只能初始化时整体赋值，之后不行，比如： char str[]; str = "string"; 这样是错误的。字符串操作函数：
strcpy(s1, s2)：复制字符串 s2 到字符串 s1。 strcat(s1, s2)：连接字符串 s2 到字符串 s1 的末尾。 strlen(s1):返回字符串 s1 的长度。 strcmp(s1, s2):如果 s1 和 s2 是相同的，则返回 0；如果 s1\<s2 则返回值小于 0；如果 s1>s2 则返回值大于 0。 strchr(s1, ch):返回一个指针，指向字符串 s1 中字符 ch 的第一次出现的位置。 strstr(s1, s2):返回一个指针，指向字符串 s1 中字符串 s2 的第一次出现的位置。 -
c++的string类
引用<string>,string类的特性：//变量声明 string str1 = "runoob"; string str2 = "google"; string str3; int len ; // 复制 str1 到 str3 str3 = str1; 可以相互赋值，C语言字符串数组不行。 赋值后长度可以发生变化，C语言字符则串必须先定义好长度。 // 连接 str1 和 str2 str3 = str1 + str2; // 求字符串长度 len = str3.size(); 字符串长度为字符个数，不包括\0。 //字符串比较 str1==str2；str1>=str2； 直接使用关系运算符比较字符串类。 //字符串数组 string strs[2]={"as","ssk"};
