C++基礎語法

C++

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安裝開發環境

Code::Block

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第一個程式

一個C++程式的空殼

#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
	
    return 0;
}

#include<iostream>

引入函式庫

using namespace std;

使用std命名空間

int main()

程式進入的地方

#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
	
    cout << "hello, world";
    
    return 0;
}

Hello, world!

d483

分號

  • 分號是一行程式的結尾
  • 換行和縮排不影響程式的執行
    （但會影響人的閱讀）
cout << "hello" << endl << "world" << endl;

可以把多個輸出用<<串起來

endl是換行

cout << (2 + 4) * 10 << endl;

也可以直接輸出數字運算結果

變數

變數

一個存放資料的空間

int

整數變數

宣告變數

初始化

int x;
int y, z;
int x = 27, y = 10;

int

整數變數

宣告變數

int x;
int y, z;

初始化

int x = 27, y = 10;

指定運算子

x = 1;
x = x + 1

int

整數變數

整數變數可以把它當成數字去做計算

也可以用cout輸出

int x = 5;
int y = 10;
int z = x + y;
cout << x + y - 10 << '\n';

輸入

int x;
cin >> x;
int x, y;
cin >> x >> y;

將輸入存入變數中

也可以連續輸入

a002

d049

變數命名規則

  • 只能使用英文大小寫、數字、和底線(_)
  • 大小寫視為不同字
  • 不能以數字開頭 e.g. int 1x
  • 不能與c++ 保留字相同 e.g. int int

更大範圍的整數變數

int

可儲存整數

範圍：\(-2^{31}\) ~ \(2^{31}-1\)

long long int

可儲存更大的整數

範圍：\(-2^{63}\) ~ \(2^{63}-1\)

有小數點的變數

float

可儲存有小數點的數字

精度：6~7位數

double

可儲存更多位數

精度：14~15位數

有小數點的變數

float

可儲存有小數點的數字

精度：6~7位數

double

可儲存更多位數

精度：14~15位數

更多不同種類的變數

char

可儲存字元

一個字元的表示方式：'a'

string

可儲存字串

字串表示方式："abc"

bool

只儲存真假值

true or false

a001

怎麼交換兩個數

錯誤作法

int x = 5, y = 7;
x = y;
y = x;

要開一個暫存空間

int x = 5, y = 7;
int tmp = x;
x = y;
y = tmp;

也有一些其他做法

int x = 5, y = 7;
y = x + y;
x = y - x;
y = y - x;

運算子

+-*/

指定運算子

  • =
  • 把等號右邊的運算結果存到左邊的變數
int x;
x = 10 + (2 + 5) * 2;
x = x + 1;

算術運算子

  • +,-,*,/,%
  • %是取餘數
  • 13 % 4會得到1
cout << 13 % 4 << endl;

判斷奇數偶數

判斷奇數偶數

x % 2

算術運算子

++ 遞增

x = x + 1

int x = 1;
x++;
cout << x << endl;
cout << x++ << endl;
cout << ++x << endl;

-- 遞減

x = x - 1

括號

  • C++中可以使用小括號進行優先計算
cout << ((5 + 2) * 2 + 3) / 3 << endl;

d050

比較運算子

  • >, >=, ==, <=, <, !=
  • ==用來比較相等
  • 運算結果為布林值
cout << (13 < 4) << endl;

邏輯運算子

  • &&, ||, !
  • and, or, not
  • 判斷5 < x < 13
cout << (5 < x && x < 13) << endl;

型別轉換

  • 以下程式的計算結果?
cout << 5 / 2 << endl;

2

隱含型別轉換

  • 運算式中有float
cout << 5.0 / 2 << endl;

2.5

隱含型別轉換

  • 指定運算子=，以左邊變數的型別為準
int x = 5.0 / 2;
cout << x << endl;

強制型別轉換

  • 直接告訴他要轉成什麼型別
  • (型別)變數
int x = 5;
cout << (double)5 / 2 << endl;
cout << (double)x / 2 << endl;

b757

註解

  • 註解是給人看的，電腦會忽略
  • // 代表單行註解
  • /*註解內容*/ 會把中間的都當成註解
int x = 5; //我是註解
/*
我是註解
*/

選擇結構

if, else if, else

選擇結構

看情況決定要不要執行

if(判斷條件){
	要執行的程式碼;
}

範例

int x;
cin >> x;
if(x >= 90){
    cout << x << ">= 90" << endl;
}

用邏輯運算子做多個條件的判斷

int x;
cin >> x;
if(x >= 90 && x <= 95){
    cout << "90 <= " << x << " <= 95" << endl;
}

else

int x;
cin >> x;
if(x >= 90){
    cout << x << " >= 90" << endl;
}else{
	cout << x << " < 90" << endl;
}

不符合條件要做的事

d064

這會輸出什麼

int x = 95;
if(x >= 90){
	cout << "A+" << endl;
}
if(x >= 80){
	cout << "A" << endl;
}

else if

int x = 95;
if(x >= 90){
	cout << "A+" << endl;
}else if(x >= 80){
	cout << "A" << endl;
}

​前一個情況不符合，再做判斷

else if

int x = 95;
if(x >= 90){
	cout << "A+" << endl;
}else if(x >= 80){
	cout << "A" << endl;
}else if{x >= 70}{
	cout << "B" << endl;
}else{
	cout << "C" << endl;
}

​可以接很多個else if

a003

迴圈

把重複的工作交給電腦

for迴圈

for(int i = 0; i < 執行次數; i++){
	cout << i << ' ';
}
cout << endl;

for迴圈

for(int i = 0; i < 5; i++){
	cout << i << ' ';
}
cout << endl;

0 1 2 3 4

d498

int n;
cin >> n;
int x;
for(int i = 0; i < n; i++){
	cin >> x;
    cout << x * 2 << '\n';
}

for迴圈

for(迴圈一開始要做的事; 每一次迴圈執行條件; 每次迴圈結束時要做的事){
	cout << i << ' ';
}
cout << endl;
int n;
cin >> n;
for(int i = 1; i <= n; i = i + 2){
	cout << i << ' ';
}
cout << endl;

這個程式的執行結果是什麼

int n;
cin >> n;
for(int i = 1; i <= n; i = i + 2){
	cout << i << ' ';
}
cout << endl;

這個程式的執行結果是什麼

輸出1~n之間的奇數

int n;
cin >> n;
for(int i = 1; i * i <= n; i++){
	cout << i << ' ';
}
cout << endl;

這個程式的執行結果是什麼

int n;
cin >> n;
for(int i = 1; i * i <= n; i++){
	cout << i << ' ';
}
cout << endl;

這個程式的執行結果是什麼

輸出1~\(\sqrt{n}\)

變數作用範圍

  • 一個變數只在當前這個程式區塊內有效
if(5 > 0){
	int x = 5;
}
cout << x << '\n';

Compile Error

變數作用範圍

  • 一個變數只在當前這個程式區塊內有效
for(int i = 0; i < n; i++){
	int x;
    cin >> x;
}
cout << i << '\n';

Compile Error

巢狀迴圈

在迴圈裡面放迴圈

例題：矩形

輸入 \(n, m\) 兩個正整數

用*輸出一個 \(n\times m\) 的正方形

範例輸入

3 5

範例輸出

*****

*****

*****

c418

迴圈常見使用方式

  • 總和
  • 記數
  • 最大值

總和

輸入一個n，接著輸入n個整數，輸出這n個數的總和

總和

輸入一個n，接著輸入n個整數，輸出這n個數的總和

int n, x;
cin >> n;
int sum = 0;

for(int i = 0; i < n; i++){
	cin >> x;
    sum += x;
}

b294

記數

輸入一個n代表學生數量

接著輸入n個整數，代表每個人的成績

輸出這n個數中有幾個人不及格(小於60)

int n, x;
cin >> n;
int cnt = 0;
for(int i = 0; i < n; i++){
	cin >> x;
    if(x < 60){
    	cnt++;
    }
}
cout << cnt << '\n';

記數

輸入一個n代表學生數量

接著輸入n個整數，代表每個人的成績

輸出這n個數中有幾個人不及格(小於60)

a058

最大值

d074

最大值

用一個變數儲存目前的最大值

d074

while迴圈

  • while(判斷式)
  • 通常用於不確定執行次數的迴圈
int x;
cin >> x;
int i = 0;
while(i < x){
	cout << i << ' ';
    i++;
}

3n+1猜想

  • 對於任意n
  • 若 n 是奇數，則將n 改為 3n+1
  • 若 n 是偶數，則將n改為 n / 2

3n+1猜想

int x;
cin >> x;
while(x > 1){
	if(x % 2 == 1){
    	x = 3 * x + 1;
    }else{
    	x = x / 2;
    }
}
cout << x << '\n';
  • 對於任意n
  • 若 n 是奇數，則將n 改為 3n+1
  • 若 n 是偶數，則將n改為 n / 2

while迴圈

  • 得到十進位的每個位數
  • 怎麼得到目前的個位數
  • 怎麼讓把現在的個位數刪掉
  • 什麼時候停止

a038

迴圈的中斷和跳過

break; 直接結束目前這層迴圈

 

continue; 跳回迴圈開頭繼續執行

break

int n;
while(true){
	cin >> n;
    if(n == 0){
    	cout << "stop the loop\n";
        break;
    }
    cout << n << '\n';
}

d070

continue

for(int i = x; i < y; i++){
	if(i % 2)
    	continue;
    cout << i << '\n';
}

讀入到EOF(檔案結尾)

a004

int year;
while(cin >> year){
	//你的程式
}

陣列

一次宣告很多個變數

一次宣告很多個變數

宣告陣列

int a[5];

一次宣告很多個變數

宣告陣列

int a[5];

陣列初始化

int a[5] = {1, 3, 5, 2, 4};

一次宣告很多個變數

宣告陣列

int a[5];

用索引值取變數

int a[5];
cin >> a[3];

陣列要注意的地方

  • 陣列是從0開始
  • 陣列到範圍減一結束
  • 陣列宣告要是固定大小

可以與迴圈一起使用

用for迴圈的變數當作索引值

int n;
int a[50];
cin >> n;
for(int i = 0; i < n; i++){
	cin >> a[i];
}

可以與迴圈一起使用

用for迴圈的變數當作索引值

int n;
int a[50];
cin >> n;
for(int i = 0; i < n; i++){
	cin >> a[i];
}

g595

字串也是一種陣列

  • s[i]代表第i+1個字元

a022

排序

把一堆數字照順序排好

選擇排序

泡沫排序

a104

二維陣列

宣告二維陣列

int a[2][4];

使用二維陣列

int a[2][4];
a[1][3] = 5;
int a[2][4]={
{1, 4, 2, 3},
{2, 3, 4, 1}
};

例題：矩陣翻轉

a015

b367

字串處理

string 的功能

  • 字串的長度可以用s.size() 來獲得
  • string是一種陣列 e.g. s[3]是s的第4個字串

ASCII

char變數是使用ASCII來儲存

特殊字元

跳脫字元

特殊字元

跳脫字元

以反斜線開始

特殊字元

跳脫字元

以反斜線開始

換行              \n

tab                \t

\                    \\

"                    \"

'                     \'

一些字元處理的技巧

  • 怎麼知道一個字元是不是小寫英文字母
  • 怎麼得到一個數字字元的數值

把一個字串的英文字母都改成小寫

#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
	string s;
    cin >> s;
   	int n = s.size();
    for(int i = 0; i < n; i++){
    	if(s[i] >= 'A' && s[i] <= 'Z'){
			s[i] = s[i] - 'A' + 'a';
        }
	}
    cout << s << '\n';
}

a224

short-circuit evaluation

(判斷式1) && (判斷式2)

當判斷式1的結果是false

那就不會執行判斷式2

因為 && 的結果一定是 false

short-circuit evaluation

(判斷式1) || (判斷式2)

當判斷式1的結果是 true

那就不會執行判斷式2

因為 || 的結果一定是 true

int a[10] = {1, 5, 2, 3, 6, 7, 1, 2, 3, 9};

cin >> x;
if(x >= 0 && a[x] < 5){
	cout << a[x] << endl;
}else{
	cout << 0 << endl;
}

函式

將不同功能的程式分開擺放

  • 函式宣告
  • 函式回傳型別
  • 函式名稱
  • 參數

宣告函式

回傳型別 函數名稱(參數型別 參數名稱){
	//程式

}
int f(int x){
	return 2 * x;
}
int f(int x){
	int a = 1;
    for(int i = 1; i <= x; i++){
    	a = a * i;
    }
    return a;
}

可以把重複的工作放到函式裡面

int add(int x, int y){
	return x + y;
}

可以傳入多個參數

void hello_world(){
	cout << "Hello, world!" << endl;
}

void型別代表不回傳值

傳入參數的方式

參數會整個複製一份到新的變數裡

b513

試著把判斷質數的地方寫成函式

指標

指標儲存的是變數存放的地方

指標變數宣告

變數型別 *指標變數名稱;
int *ptr;

取變數的位址

&變數;
int a = 10;
int *ptr = &a;

從記憶體位址得到原本的變數

*(指標);
int a = 10;
int *ptr = &a;
cout << ptr << endl;
cout << *ptr << endl;

從記憶體得到的是變數本身

不是複製品

*(指標);
int a = 10;
int *ptr = &a;
*ptr = *ptr + 5;
cout << *ptr << endl;

指標可以幹嘛

讓函式可以直接更改原本變數的值

void add(int *x){
	*x = *x + 1;
}

int main(){
	int x;
    cin >> x;
    int *ptr = &x;
    add(ptr);
    cout << x << '\n';
}

練習

寫一個可以將兩個變數交換的函式

提示：傳指標進去

struct

自己定義變數型別

我想要一個學生變數

  • 學生姓名
  • 學生年齡
  • 學生成績

struct 型別名稱{
     //想要包在裡面的變數

     int x;

     string s;

};

struct Student{
	string name;
    int age, score;
};
struct Student{
	string name;
    int age, score;
};

int main(){
	Student a;
    a.name = "Scott";
    a.age = 20;
    a.score = 30;
}

d550

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