第一部分 C++编程知识
第一章 C++入门 —— 第一个C++程序
一、第一个C++程序代码展示
//写一个C++程序，实现在屏幕上打印 “hello world”
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{cout << "hello world" << endl;return 0;
}二、main函数
main函数是程序的入口，C++的程序不管有多少行代码，都是从main函数开始执行的，main函数也被叫做：主函数。main前面的int表示main函数执行结束的时候返回一个整型类型的值，而在main函数的最后写return 0;正好前后呼应。
· main函数是程序的入口
· main函数有且仅有一个
· 一个项目中可以有多个.cpp文件，但是只能有一个main函数（因为程序的入口只能有一个）。
关于函数，这里不做过多描述，我们后面有专门的函数章节来讲解。在这里需要知道的是，编写一个C++程序，必须包含一个main函数，并且记住main函数的格式（与C语言的main函数完全相同）。
三、字符串
在C语言中（C++语言是完全兼容C语言的），使用单引号括起来一个字符，表示字符字面值，例如'A'、'1'、'@'等，它们在内存中以ASCII码的形式存储。例如，字符'A'的ASCII码值是65，字符'a'的ASCII码值是97。字符类型在C++语言中是char类型，它通常占用1个字节的内存空间。
使用双引号括起来多个字符表示一个字符串，比如："abcdef" , "hello world"，字符串中可以有一个或者多个字符，也可以没有任何字符，""表示空字符串。
上面代码中的"hello world!"就是一个字符串。在C语言中往往用字符数组来表示一个字符串；在C++的STL中又引入了string类来表示字符串（C语言不支持），提供了一种更高效、更安全的办法处理字符串，同时也支持更多对于字符串的操作，后期会详细介绍。上述的代码中字符串的内容可以根据需要变换成任意内容，可以自行尝试。
四、头文件
前面的代码中，写的#include <iostream>，就是在包含头文件，头文件的名字叫：iostream，使用#include< >的形式进行包含。iostream文件中的io指的是输入（进入程序的信息，简单理解就是可以给程序输入数据——input）和输出（从程序中输出的信息，简单理解就是程序会打印数据在屏幕上——output）。因此iostream即一个表示输入输出流的头文件。
在C++程序中要完成输入和输出的操作会涉及到iostream文件中的多个定义，所以就要包含这个头文件。比如：代码中的cout是输出流对象，就是用来完成数据输出的，就需要包含头文件。
我们可以把一个头文件理解为一个工具箱，想要使用里面的工具，就需要包含这个头文件。当然除了iostream这个头文件之外，C++还有大量的头文件。
C++的编译器自带了很多头文件，每个头文件都支持一组特定的工具。在代码中如果使用了某个头文件中的定义，也就是使用了对应的工具，就得包含对应的头文件。
C++库函数相关头文件：https://zh.cppreference.com/w/cpp/header
关于C++语言中的头文件，有以下需要注意的地方：
1、在C语言中头文件的扩展名是 .h，但是C++中的用法发生了一些变化，对老式C语言的头文件保留了扩展名 .h，但是C++自己的头文件没有扩展名。
C语言头文件：https://zh.cppreference.com/w/c/header
2、有些C的头文件被转换成C++头文件，这些文件名被重命名，去掉了 .h扩展名，并在文件名的前面加上了前缀c（表示来自C语言）；例如：C语言中有关数学的头文件名字是math.h，在C++中就是cmath。当然还得注意，有时头文件的C语言版本和C++版本相同，而有时候，新版本做了一些修改。
C++语言中的头文件命名约定：
头文件类型 | 约定 | 实例 | 说明 |
C++语言旧式风格 | 以 .h结尾 | <iostream.h> | C++程序可以使用 但是一些新的IDE可能不再支持 |
C语言旧式风格 | 以 .h结尾 | <math.h> | C程序、C++程序均可使用 |
C++语言新式风格 | 没有扩展名 | <iosream> | C++程序可以使用，使用namespace std |
转换后的C | 加上前缀 但没有扩展名 | <cmath> | C++程序可以使用，可能包含的不是C的特性 |
我们现在学习的编程风格便是C++语言新式风格，可能还会结合C语言中的头文件，但是不推荐使用C++语言旧式风格了。
五、cin和cout的初识
cout << "hello world!" << endl;这句代码在上面的程序中是最重要的代码，其他所有的代码都是为了编写这句代码。
代码中的cout是标准输出流对象（针对控制台，也就是屏幕），其实还有标准输入流对象（针对的是键盘）cin。
cout是告诉程序把后面双引号中的内容打印到标准输出设备（屏幕）上，双引号中的内容是可以替换的。
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{int num = 0;//num其实是一块空间，可以存放一个整数cin >> num; //输入操作，输入一个整数存放在num中cout << num << endl; // 输出操作，将num中的数值打印在屏幕上 return 0;
}上面这段代码实现了由键盘输入一个整数，再在屏幕上打印出来，接下来对cin和cout进行几点说明：
1、cin和cout是全局的流对象，cin负责输入数据，cout负责输出数据。它们是C++标准输入输出库的核心部分，通过这些流对象，可以很方便地实现数据的输入和输出操作。
2、endl是C++中一个特殊的操作符，效果是换行和刷新缓冲区，使用时必须包含iostream头
文件。
3、<< 是流插入运算符，和cout配合使用，>> 是流提取运算符，和cin配合使用，两者容易混淆，一定要仔细区分，不可混用。
4、使用C++输入输出更方便，不需要像C语言中的printf / scanf输入输出时那样，需要手动控制格式。C++的输入输出可以自动识别变量类型。
接下来我们再使用一段代码来展示在C++语言中输入输出一个浮点型（小数）:
#include <iostream>
using namespace std;
int main(){float num = 0.0;cin >> num; cout << num << endl; return 0;
}六、名字空间
using namespace std;这句代码的意思是：使用名字空间std（名字空间也叫命名空间）。
为了理解什么是名字空间，名字空间要解决什么问题，先来看下面的一个例子：一个学校里学生可能有重名，假设这个学校有3个叫张三的同学，那么每次老师喊张三的时候，其他两个张三就会误会，是不是在喊自己，这就是因为这三个张三其实在同一个范围（空间）内的，就会有名字的冲突。
但是如果这个学校的学生分为三个班，分别是1班、2班、3班，把三个张三分别安排在不同的班级，那么老师以后喊：1班的张三，那么2班、3班的张三就不会误会了，这就很好的解决了名字冲突的问题。
其实这里的本质就是：将名字进行了隔离同时在使用名字之前先交待使用哪个班级的名字。
在C++中，变量、函数和类都是大量存在的，这些变量、函数和类的名称如果都存在于全局作用域中，可能会导致很多冲突。比如，你定义了一个名为sort的函数，而标准库中也有一个sort函数，如果没有名字空间，编译器就不知道你到底要调用哪一个。使用名字空间的目的是对标识符的名称进行隔离，以避免命名冲突或名字污染，namespace关键字的出现就是针对这种问题的。
std是C++标准库的名字空间名，C++将标准库的定义实现都放到这个命名空间中，当我们需要使用标准库中的内容时，就需要加上：using namespace std；当有了这句代码的时候，表示名字空间std中信息都是可见和可用的，比如：cin、cout、endl等。
名字空间也是根据需要自己定义的，但是在算法竞赛当中基本使用不到，这里就不加详细介绍，大家可以自行拓展学习。
当然直接使用using namespace std;是一种简单粗暴的做法，直接这样使用，就意味着后续在std这个名字空间中的各种定义都可以直接使用，但是我们往往只是使用部分。所以名字空间其实也可以这样使用：
#include <iostream>
int main()
{int num = 5;std::cout << num << std::endl;return 0;
}上面代码中的std::cout的意思就是使用std名字空间中的cout。采用std::cout这种写法，如果频繁使用，在算法竞赛中比较麻烦，耽搁时间。因此在蓝桥杯这样的竞赛中，我们还是建议直接使用using namespace std;的形式。
但是在企业中做软件开发基本上都使用类似std::cout的写法，这样写可以更好的避免名字冲突的问题，当然在通过后期更深入的技术学习中可以体会得到。
七、注释
C++语言中主要有两种注释形式：单行注释 // 和多行注释 /* */ 。
注释是对代码进行解释的文字（对代码进行解释或者对代码文档进行必要的说明），要放在代码中，但是又无需编译（编译器不会对注释进行编译）。注释是给程序员自己看的，在编写带代码的时候写必要的注释是非常好的习惯，方便自己理解的同时也方便别的程序员阅读你的代码，编译器会忽略注释，基于注释是被编译器忽略的这个特点，在代码中有些代码不再需要的时候也会使用注释的方式屏蔽。
单行注释：指的是当前行不参与编译和运行。比如下面这段代码中使用的均为单行注释。
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{int num = 0;//num其实是一块空间，可以存放一个整数cin >> num; //输入操作，输入一个整数存放在num中cout << num << endl; // 输出操作，将num中的数值打印在屏幕上 return 0;
}多行注释：指的是被包含在内的多行不参与编译和运行。比如下面这段代码就是一个多行注释。
/*
编写人：刘博实
编写时间：2025年08月01日
编写内容：C++语言的第一个程序
*/
#include <iostream>在DevC++中注释和取消注释的快捷键：Ctrl + /
【练习一】
编写一个能够输出Hello,World！的程序。
· 输出提示：使用英文标点符号，“Hello,World！”后面没有空格，H和W为大写字母。
【参考答案】
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{cout << "Hello,World!" << endl;return 0;
}【本题注意点】
1、仔细读题、审题。
2、注意语法细节：main函数的写法、大括号的匹配、中英文标点的使用、包含头文件以及命名空间的写法。
【练习二】
在屏幕输出信息，输出一架小飞机。请编写程序输出这架小飞机。
【参考答案】
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{cout << " ** " << endl;cout << " ** " << endl;cout << "************" << endl;cout << "************" << endl;cout << " * * " << endl;cout << " * * " << endl;return 0;
}【本题注意点】
OJ题目输出的结果有严格的检查，代码输出的结果必须和题目要求统一才是可以的。所以在接下来的习题中，如果有要求在特定情况下的输出，我们可以考虑将对应内容直接进行复制粘贴。
【练习三】
输入三个整数，整数之间由一个空格分隔。把第二个输入的整数输出。
· 输入格式：只有一行，共三个整数，整数之间由一个空格分隔。
· 输出格式：只有一行，一个整数，即输入的第二个整数。
【参考答案】
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{int num1 = 0;int num2 = 0;int num3 = 0;cin >> num1 >> num2 >> num3;cout << num2 << endl;return 0;
}【本题注意点】
1、这里的三个整数，可以分三次读入，也可以一次读入，要获取到第二个输入值时才能输出结果。
2、cin是支持连续读入几个数值的；cout也是支持连续输出几个数值的。
【练习四】
给定一个字符，用它构造一个底边长5个字符，高3个字符的等腰字符三角形。
· 输入格式：输入只有一行，包含一个字符。
· 输出格式：该字符构成的等腰三角形，底边长5个字符，高3个字符。
· 说明/提示：对于100%的数据，输入的字符是ASCII中的可见字符。
【参考答案】
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{char a = '0';cin >> a;cout << " " << a << endl;cout << " " << a << a << a << endl;cout << a << a << a << a << a << endl;return 0;
}【本题注意点】
在接下来进行“数据类型”的学习时，会了解到ASCII码表，ASCII码表前32位其实都是不可见字符。而ASCII码表总共包含的范围是0~127。
)
(KRaft 版本3.7.0))
