C++ 速查教程

1. 基础语法

1.1 Hello World

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    cout << "Hello, World!" << endl;
    return 0;
}

1.2 注释

// 单行注释

/*
多行注释
第二行
*/

2. 数据类型

2.1 基本数据类型

int age = 25;           // 整数
float price = 19.99f;   // 单精度浮点数
double pi = 3.14159;    // 双精度浮点数
char grade = 'A';       // 字符
bool isActive = true;   // 布尔值

2.2 类型修饰符

short smallNumber;      // 短整型
long bigNumber;         // 长整型
unsigned int positive;  // 无符号整数

3. 变量和常量

3.1 变量声明

int x = 10;
int y(20);     // 构造函数初始化
int z{30};     // 统一初始化（C++11）

3.2 常量

const double PI = 3.14159;
constexpr int SIZE = 100;  // 编译时常量（C++11）

4. 运算符

4.1 算术运算符

int a = 10, b = 3;
int sum = a + b;    // 13
int diff = a - b;   // 7
int prod = a * b;   // 30
int quot = a / b;   // 3
int mod = a % b;    // 1

4.2 比较运算符

bool result;
result = (a == b);  // 等于
result = (a != b);  // 不等于
result = (a > b);   // 大于
result = (a < b);   // 小于
result = (a >= b);  // 大于等于
result = (a <= b);  // 小于等于

4.3 逻辑运算符

bool x = true, y = false;
bool andResult = x && y;  // AND
bool orResult = x || y;   // OR
bool notResult = !x;      // NOT

5. 控制流

5.1 条件语句

// if-else
if (score >= 90) {
    grade = 'A';
} else if (score >= 80) {
    grade = 'B';
} else {
    grade = 'C';
}

// switch
switch (day) {
    case 1:
        cout << "Monday";
        break;
    case 2:
        cout << "Tuesday";
        break;
    default:
        cout << "Other day";
}

5.2 循环

// for 循环
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    cout << i << " ";
}

// while 循环
int i = 0;
while (i < 10) {
    cout << i << " ";
    i++;
}

// do-while 循环
int j = 0;
do {
    cout << j << " ";
    j++;
} while (j < 10);

6. 函数

6.1 函数定义

// 函数声明
int add(int a, int b);

// 函数定义
int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

// 默认参数
void printMessage(string msg = "Hello") {
    cout << msg << endl;
}

6.2 函数重载

int multiply(int a, int b) {
    return a * b;
}

double multiply(double a, double b) {
    return a * b;
}

7. 数组和字符串

7.1 数组

int numbers[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
int matrix[2][3] = {{1,2,3}, {4,5,6}};

// 遍历数组
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    cout << numbers[i] << " ";
}

7.2 字符串

#include <string>

string str1 = "Hello";
string str2 = "World";
string result = str1 + " " + str2;  // 字符串连接

// 字符串操作
int length = str1.length();
bool isEmpty = str1.empty();
string sub = str1.substr(1, 3);  // 从位置1开始取3个字符

8. 指针和引用

8.1 指针

int x = 10;
int *ptr = &x;      // ptr指向x的地址
cout << *ptr;       // 解引用，输出10

// 动态内存分配
int *arr = new int[10];
delete[] arr;       // 释放内存

8.2 引用

int x = 10;
int &ref = x;       // ref是x的引用
ref = 20;           // 现在x也是20

9. 面向对象编程

9.1 类定义

class Rectangle {
private:
    double width, height;
    
public:
    // 构造函数
    Rectangle(double w, double h) : width(w), height(h) {}
    
    // 成员函数
    double area() {
        return width * height;
    }
    
    // getter 和 setter
    double getWidth() { return width; }
    void setWidth(double w) { width = w; }
};

// 使用类
Rectangle rect(5.0, 3.0);
cout << "Area: " << rect.area();

9.2 继承

class Shape {
public:
    virtual double area() = 0;  // 纯虚函数
};

class Circle : public Shape {
private:
    double radius;
public:
    Circle(double r) : radius(r) {}
    double area() override {
        return 3.14159 * radius * radius;
    }
};

10. 标准模板库（STL）

10.1 Vector

#include <vector>

vector<int> numbers = {1, 2, 3};
numbers.push_back(4);           // 添加元素
numbers.pop_back();             // 删除最后一个元素

for (int num : numbers) {       // 范围for循环
    cout << num << " ";
}

10.2 Map

#include <map>

map<string, int> ages;
ages["Alice"] = 25;
ages["Bob"] = 30;

for (auto &pair : ages) {
    cout << pair.first << ": " << pair.second << endl;
}

10.3 Algorithm

#include <algorithm>
#include <vector>

vector<int> numbers = {3, 1, 4, 1, 5, 9};

sort(numbers.begin(), numbers.end());           // 排序
auto it = find(numbers.begin(), numbers.end(), 4);  // 查找
if (it != numbers.end()) {
    cout << "Found at position: " << it - numbers.begin();
}

11. 异常处理

#include <stdexcept>

try {
    int age = -5;
    if (age < 0) {
        throw invalid_argument("Age cannot be negative");
    }
} catch (const invalid_argument& e) {
    cout << "Error: " << e.what() << endl;
} catch (...) {
    cout << "Unknown error occurred" << endl;
}

12. 文件操作

#include <fstream>

// 写入文件
ofstream outFile("data.txt");
outFile << "Hello, File!" << endl;
outFile.close();

// 读取文件
ifstream inFile("data.txt");
string line;
while (getline(inFile, line)) {
    cout << line << endl;
}
inFile.close();

13. 现代C++特性（C++11及以上）

13.1 Auto 关键字

auto x = 10;           // x 是 int
auto y = 3.14;         // y 是 double
auto z = "hello";      // z 是 const char*

vector<int> numbers = {1, 2, 3};
for (auto num : numbers) {  // 自动类型推断
    cout << num << " ";
}

13.2 Lambda 表达式

// 简单的lambda
auto square = [](int x) { return x * x; };
cout << square(5);  // 输出 25

// 带捕获的lambda
int multiplier = 3;
auto times = [multiplier](int x) { return x * multiplier; };
cout << times(4);   // 输出 12

13.3 智能指针

#include <memory>

// 独占所有权
unique_ptr<int> ptr1 = make_unique<int>(10);

// 共享所有权
shared_ptr<int> ptr2 = make_shared<int>(20);

// 弱引用
weak_ptr<int> weakPtr = ptr2;