CPP学习笔记

发表于 2025-12-24 更新于 2025-12-28 分类于 Tech 阅读次数：

课程参考：

【尚硅谷】C++实战项目教程，清华武老师带你零基础一套快速学会c++_哔哩哔哩_bilibili

1. 基础篇

导学-应用领域
- 桌面应用： Windows桌面应用
- 系统级软件：操作系统，驱动程序，数据库，网络协议
- 底层架构：Java虚拟机、python解释器、AI核心库
- 游戏开发：游戏引擎、服务器端、客户端
- 嵌入式开发：工业控制、智能家电、航空航天、电子通讯
编译与解释：
- 编译型：由编译器把整个源代码翻译成机器码，最终生成二进制文件，一次性提交给计算机执行。代表：c, c++
- 解释型：由解释器将代码逐行解释成机器码，并交给计算机执行。代表：python，JavaScript
- .cpp ==compile==> .obj ==link==>.exe
C++标准
- 98/03: v1.0 (重点)
- 11: v2.0 (重点)
- 14
- 17
- 20: v3.0

1.1 基础语法

1.1.1 HelloWorld

#include<iostream>
using namespace std;
// 主函数
int main() {
	// std::cout 标准的输出流对象
	// << 输出运算符
	// std 命名空间
	// :: 作用域解析运算符
	// cout 控制台输出
	// endl 换行符
	std::cout << "Hello, World!" << std::endl;
	
	// 使用using namespace std;后可以省略std::
	cout << "Hello, World!" << endl;

	string name;
	cin >> name; // 从标准输入流读取数据到变量name中

	// << name << "!" << endl; 链式输出: 中间的<<连接多个输出项, 不能使用 "+", 因为cout不是字符串类型
	

	cout << "Hello, "  << name << "!" << endl;

	//system("pause"); // 暂停程序运行，等待用户按键. 直接调用系统命令，不建议使用
	cin.get(); // 等待用户按键，更加安全和可移植

	welcome(); // 调用自定义函数
	return 0;
}

static void welcome() {
	cout << "Welcome to C++ programming!" << endl;
}

1.1.2 注释

// 单行注释
/** 多行注释
 *  和Java相同
 */

1.2 数据类型

1.2.1 变量

变量定义

1 2	int a = 0, b; b = 10;

注意：变量最好初始化，以避免发生未初始化错误

作用域

在C++中，有“作用域（scope）“的概念，就是指程序中的某一段，某一部分，一般使用{}作为分隔。

定义在所有花括号外的名字具有”全局作用域“，而在某个花括号内是”块作用域“（局部作用域）

#include<iostream>
using namespace std;

int number = 100; // 全局变量

int getNumber() {
	return number;
}

int main() {

	cout << "number全局变量number的值为: " << number << endl; 
    
	int number = 200; // 局部变量，屏蔽全局变量
	cout << "number局部变量number的值为: " << number << endl;

	cout << ::number << endl; // 访问全局变量，使用作用域解析运算符
	cout << getNumber() << endl; // 访问全局变量，通过函数
}

1.2.2 常量

使用#define

1	#define ZERO 0 // 宏定义常量, C语言的特性，在C++中不推荐使用

使用const限定符

#include<iostream>
using namespace std;
#define ZERO 0 // 宏定义常量, C语言的特性，在C++中不推荐使用（因为没有数据类型定义，无法进行类型的安全检查）

const int MAX_SIZE = 1000; // 全局常量

int main() {
	const int CON = 100; // 局部常量
}

1.2.3 基本数据类型

(1) 整数与浮点数

short: 16 bit
int: 16~32 bit
long: 32 bit
long long: 64 bit
char: 8 bit
- unsigned char
- signed char (default)
bool: 1 bit
float: 32 bit
double: 64 bit
long double: 64 bit ~ 16 Byte
无符号整型：
- unsigned int
- unsigned short
- unsigned long
- unsigned long long
wchar_t
- wcout <<

(2) 数值表示

十进制：普通表达 123
八进制：0开头 0123
十六进制：0x开头0x123
默认什么都不加，是int类型
l或者L, 表示long类型
ll或LL, 表示long long类型
u或U, 表示unsigned类型

(3) 字符串

本质是char数组

(4) 赋值时的类型转换

bool btrans = 12; // 实际 btrans = 1;
short strans = false; // 实际strans = 0;
float ftrans = true; // 实际ftrans = 1;
int iftrans = 3.22f; // 实际保留整数, iftrans = 3; 浮点数赋值给整数类型，只会保留整数
无符号数溢出会取模
有符号数溢出

1.2.4 运算符

优先级和结合率： 3 - 5 * 2 / (3 % 4)
算术运算符: *, /, %, +, -
关系运算符: <, >, ==, >=, <=, !=
逻辑运算符: &&, ||, &, |, !
条件运算： a == b ? true : false
位运算符
- 位求反: ~
- 左移：<<
- 右移: >>
- 与：&
- 或：|
- 异或：^ 相同为0，相异为1

隐式类型转换

1	short s = 15.2 + 3; // 运算时隐式类型转化为double，赋值时double浮点型隐式转化为整型

强制类型转换

double d0 = 10 / 3.0; // 隐式类型转换
double d1 = (double)10 / 3; //c语言风格强转
double d2 = double(10) / 3; // cpp函数调用风格强转
double d3 = static_cast<double> (10) / 3; // cpp强制类型转换符，更严格
cout << "d0 = " << d0 << " d1 = " << d1 << " d2 = " << d2 << " d3 = " << d3 << endl;

1.2.5 复合数据类型

(1) 普通指针

无效指针：
- int* p没有进行初始化，那么它的内容是不确定的（内存中可能有值，那么解引用时*p可能读到内存中的任意地址，如果读到系统核心区域并进行了修改，可能导致系统异常）
空指针
- int* p = nullptr:空指针字面量 cpp
- int* p = NULL 预处理变量（在底层定义的变量（常量）#define NULL 0)
- int* p = 0 使用0, 0号地址在系统中必定不可分配，而在这里系统就会把其解析为nullptr
void*
- 指向的数据对象可以是任意的数据类型
  1
  2
  3
  4
  int a = 10;
  string n = "sss";
  void* p = &a;
  p = &n;
- 只能进行地址的存放和比较，不能对它进行数据访问，例如直接对void*类型的指针进行解引用*p是不被允许的

(2) 指向指针的指针（多级指针）

int a = 1;
int* pa = &a;
int** ppa = &pa;
int*** pppa = &ppa

(3) 指向常量的指针

const int a = 10; // 常量a, 无法再被修改
const int* p = &a; // 指向常量的指针，解引用*p无法被修改（即无法进行*p = xx的赋值），但是可以将指针指向别处常量
const int b = 11;
p = &b;

(4) 指针常量

int c = 12, d = 13; // 指针常量，只能指向普通变量地址，无法指向常量地址（指针常量中常量的含义是指这个指针的地址是个常量，无法被修改，但是地址所指的内存中存放的数据是可以被修改的。）
int* const p1 = &c;// 指针常量，无法再指向别处（即无法再进行p1 = &b操作), 但是可以将指针所指内容修改，例如
cout << *p1 << endl;
// p1 = &d; 无法进行
*p1 = 14;
cout << *p1 << endl;

(5) 常量指针常量

1	const int* const p = &a; // 指针地址和指针指向的的常量都不能被修改

(6) 指针数组

1 2	int* p = arr; // 普通指针，指向一个数组 int* p_arr[4]; // 指针数组，一个数组，数组中每个元素都是一个int类型指针

(7) 数组指针

1	int(* arr_p)[5]; // 数组指针，一个指针，指向一个int数组，数组包含5个元素

虽然p, arr_p打印出来指向的地址都相同, 但是p的指针移动的步长是一个int类型的长度，而arr_p的步长则是一个长度为5的int类型数组的长度。所以两者是不同的，知识他们的首地址相同。如果两者分别进行+1操作，其结果的地址将不同.

++p;
++arr_p;
cout << p << endl; //结果：0000007B29CFF59C
cout << arr_p << endl;//结果：0000007B29CFF5A4

1.3 流程控制

顺序
分支
循环

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
	int count = 0;
	if (count == 0) {
		cout << "Count is zero." << endl;
	} else {
		cout << "Count is not zero." << endl;
	}

	while (count < 5) {
		cout << "Count: " << count << endl;
		count++;
	}

	for (int i = 0; i < 5; i++) {
		cout << "For Loop Count: " << i << endl;
	}

	switch(count) {
		case 0:
			cout << "Count is zero in switch." << endl;
			break;
		case 5:
			cout << "Count is five in switch." << endl;
			break;
		default:
			cout << "Count is neither zero nor five in switch." << endl;
	}
}

return:

主函数中的return 0可以省略

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1. 基础篇

1.1 基础语法

1.1.1 HelloWorld

1.1.2 注释

1.2 数据类型

1.2.1 变量

1.2.2 常量

1.2.3 基本数据类型

(1) 整数与浮点数

(2) 数值表示

(3) 字符串

(4) 赋值时的类型转换

1.2.4 运算符

1.2.5 复合数据类型

(1) 普通指针

(2) 指向指针的指针（多级指针）

(3) 指向常量的指针

(4) 指针常量

(5) 常量指针常量

(6) 指针数组

1.3 流程控制

1.4 函数

2. 进阶篇

2.1 对象和类

2.2 动态内存

2.3 标准库

2.4 异常处理

3. 高级篇

3.1 运算符重载

3.2 拷贝控制

3.3 面向对象编程

3.4 泛型编程