365算法特训营笔记1：C++基础1

什么是C++

C++是在C语言基础上开发的一种集面向对象编程、泛型编程和过程化编程于一体的编程语言。

不同于C语言，C++是一种面向对象的语言，在C语言的基础上，C++扩充了一些自己的特有的知识，如bool类型、重载函数、模板、STL等。

程序设计入门

第一个C++程序

#include<iostream>

using namespace std;
int main()
{
	cout << "hello world!" << endl ;
	return 0;
}

头文件

C++中的输入、输出头文件iostream

i ——input输入

o ——output输出

stream———流

C语言中的头文件以.h后缀，C++中头文件不加后缀。C语言中的string.h头文件，C++用cstring，C语言中的math头文件，C++用cmath头文件。这不只是形式上的改变，其实现也有所不同。

命名空间

C++标准库中所有标识符并定义于一个名为std的命名空间中，std称为标准命名空间(standard，标准的)。

引入标准命名空间方法：

using namespace std; //语句末尾的分号不能少。

主函数

主函数main()是程序的入口，每个程序都需要一个主函数。主函数返回值为int 型。

int main()
{
	cout << "hello world!" << endl;
	return 0;
}

输入输出、格式

标准输入输出流的对象和操作方法都是由istream和ostream两个类提供的，这两个类继承自ios基类，他们预定义了标准输入输出流对象，并且提供了多种形式的输入输出功能。

C++在进行输入时需要从流中提取数据，在输入时需要向流中插入数据，提取和插入是通过在流类库中重载”>>”和”<<”运算符来实现的。

四个预定义的标准流对象

cin、cout 、cerr 、 clog

其中cin是istream类的对象，用于处理标准输入(即键盘输入) ；cout是ostream类的对象，用于处理标准输出(即屏幕输出)，cerr和clog也都是ostream类的对象，用于处理标准出错信息，并将信息显示到屏幕上。

在这四个标准流对象中，除了cerr不支持缓冲外，其余3个都带有缓冲区。

对象名	所属类	对应设备	含义
cin	istream	键盘	标准输入，有缓冲
cout	ostream	屏幕	标准输出，有缓冲
cerr	ostream	屏幕	标准错误输出，无缓冲
clog	ostream	屏幕	标准错误输出，有缓冲

cin与提取运算符“>>”结合使用，cout、cerr与clog与插入运算符“<<”结合使用，完成了C++中所有的输入输出操作。

cin

cin是istream类的对象，它从标准输入设备（键盘）获取数据，程序中的变量通过提取运算符“>>”从流中提取数据，然后送给cin对象，由cin将对象送到指定地方。

cin是带缓冲区的输入流对象，只有在输入完数据按下回车键后，该行数据才被送入键盘缓冲区，形成输入流，提取运算符“>>”才能从中提取数据。

int a
cin >> a ;

此时若从键盘上输入10，则10只是存入缓冲区而并不能为“>>”运算符提取，当按下回车键后，相当于执行endl语句，则缓冲区中内容才被刷新形成输入流，被“>>”运算符提取，然后传递给cin对象，由cin对象送到变量a中存储。

从流中读取数据要保证能正常进行。例如，如果针对上述代码从键盘输入“abc”，则提取操作会失败，此时，cin流被置为出错状态。只有在正常状态时才能从输入流中提取数据，这也是C++I/O的安全性体现。

除了单个变量读取，cin对象也可以一次读入多个变量的值，因为“>>”运算符返回的是istream的引用，可连续提取数据。

char c1,c2;
cin >> c1 >> c2;

若从键盘输入’a’、’b’两个字符，上面的cin语句把输入的’a’字符送给变量c1，把输入的’b’字符送给c2。当输入多个数值时，要在数值之间加空格以示区分，cin读到空格时，就能够区别输入中的各个数值。

除了在输入的数据之间加空格，也可以在每输入一个数据后按回车键，这样完全可以正确的读入数据。

采用cin对象也可以对不同类型的变量读入数据。

string s;
float f;
cin >> s >> f;

当从键盘正确输入字符串和float类型的值时，cin将它们分别存储到对应变量中。字符串的读入也可以采用字符数组存储，例如：

char str[10];
cin >> str;

如果用一个字符数组存储字符串，要确保输入的字符串不超出字符数组的大小，否则会发生溢出，破坏内存中的其他数据。

cout

cout是ostream类预定义的对象，对应的标准设备为屏幕，称作标准输出对象或屏幕输出对象，但也可以重定向输出到磁盘文件。用户可以通过cout对象调用ostream类的插入运算符和成员函数来输出信息。

利用cout对象可以直接输出常量值，代码如下所示：

cout << 10 << endl;
cout << 'a' << endl;
cout << "C++" <<endl;

在输出常量值时，直接将要输出的内容放在“<<”运算符后面即可。

利用cout对象输出变量的值，代码如下所示：

int a = 10 ;
string s = "C++";
float f = 1.2;
cout << a << endl;       //输出int 类型的变量
cout << s << endl;       //输出string类型的变量
cout << f << endl;       //输出float类型的变量

在用cout输出变量值时，不必设置以什么格式输出，“<<”运算符会根据变量的数据类型自动调用相匹配的重载函数，而正确输出。这比C语言中的printf()函数用法更简便。

利用cout对象输出变量的值，代码如下所示：

int a = 10 , *p ;
int& b = a ;
p = &a;
string s = "C++";
string* ps = &s;
cout << p << endl;    //输出结果是指针p的值，a变量的地址
cout << b << endl;    //输出结果是b的值10
cout << *p << endl;   //输出结果是指针p指向的变量的值，即a的值10
cout << ps << endl;   //输出结果是指针ps的值，s变量的地址
cout << *ps << endl;  //输出结果是指针ps指向的变量的值，即s的值"C++"

当输出数据类型为指针或引用时，与printf()函数的用法一致，不加“”符号是输出指针的值，即变量的地址，带有“”符号输出的是指针指向的变量的值，它比printf()的简便之处在于不必设置数据的输出格式。

利用cout对象可以连续输出数据，代码如下所示：

int a = 10 ;
char c = 'a';
cout << a << "," << c << endl;

当用户在程序中包含了头文件iostream时，编译器调用相应的构造函数产生这4个标准流对象，用户在程序中就可以直接使用它们了。

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    const double pi = 3.14159;
    double r , c , s ;
    cout << "输入圆的半径：" ;
    cin >> r ;
    c = 2.0 * pi * r ;
    s = pi * r * r ;
    cout << "圆的周长为：" << c << endl;
    cout << "圆的面积为：" << s << endl;
    return 0;
}

精度、域宽、填充字符的设置

浮点数精度设置

#include <iomanip>

操作符	功能
setfill(char c)	设置以c表示的填充字符
setprecision(int n)	设置以n表示的数值精度
setw(int n)	设置以n表示的域宽

#include <iostream> 
#include <iomanip>
#include <cmath>
using namespace std;
int main ()
{
    double d = sqrt(2,0);
    cout << "精度设置：" << endl;
    for(int i = 0 ; i < 5 ; i ++ )
    {
        cout << setprecision(i) << d << endl;  //设置不同的精度
    }
    cout << "当前精度为：" << cout.precision() << endl;
    cout << "当前域宽：" << cout.width() <<endl;
    cout << setw(6) << d << endl;   //默认是右对齐
    cout << "当前填充字符：" <<endl;
    cout <<setfill('*') << setw(10) << d << endl;   //setfill()函数可以直接插入流中
    return 0;
}

操作符	功能
oct	以八进制格式输出数据
dec	以十进制格式输出数据
hex	以十六进制格式输出数据
endl	插入换行符并刷新输出缓冲流
uppercase	十六进制输出时字母大写
skipws	输出时跳过空白
flush	刷新流

基本运算

+加法、-减法、*乘法、/除法、%取余

#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;
int main()
{
    int n ;
    int ge , shi , bai ;
    cin >> n ;
    ge = n % 10 ;
    shi = (n/10) % 10;
    bai = (n/100) % 10;
    cout << ge << setw(2) << shi << setw(2) << bai << endl;
    return 0 ;
}

算术运算符

运算符	运算	范例	结果
+	正号	+3	3
-	负号	b=4;-b;	-4
+	加	5+5	10
-	减	6-4	2
*	乘	3*4	12
/	除	5/5	1
%	取模	7%5	2
++	自增（前）	a=2;b=++a;	a=3;b=3;
++	自增（后）	a=2;b=a++;	a=3;b=2;
—	自减（前）	a=2;b=—a;	a=1;b=1;
—	自减（后）	a=2;b=a—;	a=1;b=2;

赋值运算符

运算符	运算	范例	结果
=	赋值	a=3;b=2;	a=3;b=2;
+=	加等于	a=3;b=2;a+=b;	a=5;b=2;
-=	减等于	a=3;b=2;a-=b;	a=1;b=2;
*=	乘等于	a=3;b=2;a*=b;	a=6;b=2;
/=	除等于	a=3;b=2;a/=b;	a=1;b=2;
%=	模等于	a=3;b=2;a%=b;	a=1;b=2;

#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;
int main()
{
    int n , a , b , c ;
    cin >> n ;
    a = n ++ ;
    b *= 10 ;
    c /= 10 ;
    cout << a << setw(2) << b << setw(2) << c << endl;
    return 0 ;
}