# C/C++基础知识

由于在准备考研专业课，感觉最近十分需要补习一下算法，就先回顾一下面向ACM算法题的 C/C++ 的基础知识（主要是C++），顺便记录一下。

00 / C++基础认知

C++是一种通用程序设计语言，支持多重编程模式，例如“过程化程序设计”、“数据抽象”、“面向对象程序设计”、“泛型程序设计”和“设计模式”等。

01 / 从 helloworld.cpp 分析C++基本语法

#include <iostream>
using namespace std;

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

第1行的代码#include <iostream>表示的意思为包含输入输出流的头文件，因为我们需要在屏幕上输出显示一段话，而这需要”借力“编程语言标准库（人话就是，这些标准库像是工具箱，里面装了一些工具，而我们就是使用这些工具，拿首先需要拿到这个工具箱）。语法层次：其中#是预处理命令的开头，include代表包含，而iostream是标准库的名字，<>是包含系统提供的库。

第2行代码using namespace std;代表使用命名空间std，命名空间包含变量名、函数方法名。为了区别某些同名对象和统一化管理，就把他们都定义在一个命名空间当中，方便使用的时候调用，解决不同工程的变量函数等命名冲突的问题。（人话就是，上面有了工具箱的概念了，就像刀这个工具，有手术刀，菜刀，指甲刀等等，它们会按照用途放在不同工具仓库中，仓库中可能有一个工具箱也可能有很多工具箱，而这个用途就是区分它们的关键）。语法层次：using就是使用，namespace就是说明是命名空间，std就是一个叫做标准的命名空间，即C++标准库所在的命名空间，其中需要用到的是cout、cin、endl、string等。

第4行代码int main()表示是一个叫做main函数的定义整体。main函数也是C-like函数的程序入口，是必不可少的部分（人话就是，要做手术，你得在手术室里使用，函数可以理解为是一个个的工具操作间）。int代表程序的返回值，是整数类型，main是函数的名称，()是参数列表

第5行和第8行的{}代表函数体的起止

第6行代码cout << "hello world!" << endl;表示在屏幕上输出双引号里面的这句话。cout和endl就是在iostream当中定义的，cout表示标准输出接口，endl就是end line，也就是换行。<<是表示左移操作符（可以简单的理解为是将右边的内容给左边）

第7行的return 0;就是匹配第4行的int返回值的，表示函数运行到这里结束，并且返回需要的内容(人话就是，这台手术完成了，总得告诉结果吧)

using namespace std; cout << "Hello This fxxking World!" << endl; return 0; 这些语句结束的时候都带有一个分号，这是因为对于C程序来说，分号代表一个语句的完结（也就是这件事我说完了）。而且，这三句话是不是都带有一种”操作“的含义呢？所以以后设计C代码的时候一定要记得在需要加分号的地方加上分号。

int return using namespace 这些我们称为是保留字或者关键字，也就是C++语言自行需要保留的单词，我们不能随意乱用的。

C的库在C++中只需将后缀.h变成前缀c

例如：

#include <stdlib.h>
//变成
#include <cstdlib>

02 / 基本数据类型

int number = 1;
char character = 'a';
bool bollean = true; //相比C新增布尔类型 true(1) or false(0)
char* cString = "Hello";
string cppString = "World"; // 相比C的字符数组，新增字符串类型，多了更多操作函数。

C++中的结构体类型

struct node
{
	int number;
	node* next;
};
// C++使用结构体类型时，不需要在前面加一个struct，直接使用结构体的名字。
node* head;

#include <iostream>
using namespace std;
struct st{
    int a,b;
    // 下面是构造函数，与结构体同名，在创建对应结构体时自动调用。
    st(int _a,int _b) // 结构体名(参数列表)
    {
        // 赋值语句
        a = _a;
        b = _b;
    }
};
int main()
{
    st newSt = st(1,2); // 等价于 st = newSt(1,2);
    // 注意，若有构造函数则在创建结构体变量时就必须构造，例：st newSt;会报错
    printf("%d %d",newSt.a,newSt.b);
    return 0;
}

03 / 输入输出

C++的输入输出

• 流输入cin

输入用cin，相当于C里面的scanf。所有标准数据类型都可以用cin输入。

格式：

cin >> 变量名;

例:

cin >> number; // scanf("%d", &number);
cin >> character; // scanf("%c", &character);
cin >> cString; // scanf("%s", cString);

• 流输出cout

将字符串或变量的值压进缓存区然后输出，endl相当于’\n’，同时会清空缓存区。

cout << number << endl;
cout << character << endl;
cout << boolean << endl;
cout << cString << endl;
cout << cppString << endl;

C的输入输出

• C格式化输入scanf

scanf("%[flag]type",&…);

flag	含义	flag	含义
*	跳过	l	long, double
数字	最大字符数	ll	long long
hh	char	L	long double
h	short

type	用于	type	用于
d	int	s	字符串（单词）
i	整数，可能为十六进制或八进制 则转为十进制int	[…]	所允许的字符
u	unsigned int	p	指针
o	八进制	a,e,f,g	float
x	十六进制	c	char

• C格式化输出printf

printf("%[flags][width][width][.prec][hIL]type",…);

// flags不填则默认右对齐

Flag	含义	width或prec	含义	类型修饰	含义
-	左对齐	number	最小字符数	hh	单个字节
+	在前面放+或-	*	下一个参数是字符数	h	short
(space)	正数留空	.number	小数点后的位数	l	long
0	0填充	.*	下一个参数是小数点后的位数	ll	long long
				L	long double

type	用于	type	用于
i或d	int有符号整数型（digit 和 integer）	g或G	实数(不显示无意义0)float
u	无符号整数型（unsigned int）	a或A	十六进制浮点
f或F	浮点数（float）,6	x	十六进制
e或E	科学计数法浮点数，指数（exponent）	X	字母大写的十六进制
c	char字符型（character）	o	八进制
s	字符串（string）	p	指针（pointer）内存地址
n	读入/写出的…个数	%n用法	ptf("%…%n",…,&num);

常用输入方式

• 读入一行字符串：getline()

格式：

getline(cin,字符串变量名);

或

cin.getline(字符串变量名,1000); // 1000为读入的字符数上限

相当于C里的gets(cstring);

• 循环读入直至文件结束（判断EOF结束循环）

int n,m;
while(cin >> n >> m)
{
    //Do something.
}

• 注意事项

  cin方便但速度比scanf慢很多，数据量大（1e5以上）时用scanf;

  输出小数需要控制位数时用printf比cout方便，cout要用<iomanip>头文件;

  输出double时，在G++中要用%f而非%lf;

  使用getline()之前如果有其他输入操作，那么应该在getline()前写一个getchar()来吞掉上一步输入操作留下的换行符’\n’;

04 / 动态内存分配

int* number = new int; // C++中用new来动态开辟内存

int* arr = new int[100]; // C++不支持变长数组，[]里一定是一个常量

int* carr = (int*)malloc(100 * sizeof(int));

写题时动态内存的分配一般用在新建一个结构体上，可以不用手动释放内存。

05 / 引用类型

不像C里需要取址再用指针取值修改，C++直接引用就可以修改值。

例如：

void swap(int &a,int &b){
	int tmp = a;
	a = b;
	b = tmp;
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
	int x = 1, y = -1;
	printf("swap前：x=%i,y=%i\n", x, y);
	swap(x, y);
	printf("swap后：x=%i,y=%i\n", x, y);
	return 0;
}

输出：

swap前：x=1,y=-1
swap后：x=-1,y=1

06 / 函数重载

C++中，两函数名可以相同，但参数值和返回值不同。

至少满足下列一种情况：

• 函数名不同
• 形参类型不同
• 形参个数据不同
• 有缺省值不引起调用时歧义

07 / 运算符重载

重载运算符往往用于重载结构体的运算符，使得结构体也拥有和标准数据类型一样的运算符（一般只需要重载<，重载太多不太好）

格式如下：

bool operator 运算符 (const 结构体名称 b)
{
    return(运算符对该结构体成立);
}

例如：

struct student
{
	int A_score;
	int B_score;
	student(int a, int b) : A_score(a), B_score(b){} //构造函数
	//在结构体内的运算符重载
	bool operator < (const student b){
		if(this->A_score!=b.A_score) //优先比较 A_score
			return (this->A_score < b.A_score); //如果分数不同，则判断 student1.A_score 小于 student2.A_score时，student1 < student2 为真；
		return (this->B_score < b.B_score); // 如果 A_score 相同则比较 B_score；
	}
};

using namespace std;
int main(int argc, char const *argv[])
{
	student s1(100, 90);
	student s2(90, 90);
	student s3(90, 99);
	
	cout << "s1<s2?:" << (s1 < s2) << endl;
	cout << "s2<s3?:" << (s2 < s3) << endl;
	cout << "s1<s3?:" << (s1 < s3) << endl;
	return 0;
}

输出：

s1<s2?:0
s2<s3?:1
s1<s3?:0

基础知识先到这里，若有不足之处后续再修改补充，后面回顾STL。