C++基础系列【2】C++基本语法

本文作为入门文档，简要介绍C++的非常基本的语法，后面章节会详细介绍C++的各个语法。

`C++` 程序结构

C++程序的基本结构包括头文件、命名空间、类和函数等。

下面我们通过Hello，World来展示这些元素。

#include <iostream> // 包含标准输入输出流库
using namespace std; // 使用标准命名空间，避免每次调用标准库时都要加std::前缀int main() {cout << "Hello, World!" << endl; // 输出Hello, World!到控制台return 0; // 返回0表示程序正常结束
}

详解：

头文件：#include <iostream> 指令包含了标准输入输出流库，通过它，程序可以使用 cout 和 cin 等对象。
命名空间：using namespace std; 使得在程序中可以直接使用 std 命名空间中的名字函数，而不需要每次都加上 std:: 前缀。这是为了方便，但在大型项目中，为了避免命名冲突，通常会显式地使用命名空间前缀。
主函数：int main() 是程序的入口点，程序从这里开始执行。main 函数可以返回一个整数，通常返回 0 表示程序正常结束，返回非零值表示出现错误或异常情况。
输出语句：cout << "Hello, World!" << endl; 使用 cout 对象向控制台输出字符串，endl 用于插入换行符并刷新输出缓冲区。

类与对象

我们都知道，C++是一种支持面向对象的编程语言，类（class）是C++中最重要的概念之一，通过类可以定义对象的属性和行为。

示例代码：

#include <iostream>
using namespace std;class Dog {
private:string name;int age;public:// 构造函数Dog(string dogName, int dogAge) : name(dogName), age(dogAge) {}// 成员函数，用于输出狗的信息void printInfo() {cout << "Dog name: " << name << ", Age: " << age << endl;}
};int main() {Dog myDog("Buddy", 5); // 创建一个Dog对象myDog.printInfo(); // 调用成员函数输出信息return 0;
}

详解：

类定义：class Dog 定义了一个名为 Dog 的类。
私有成员：private: 部分定义了类的私有成员变量 name 和 age。这些变量只能在类内部访问和修改。
公有成员：public: 部分定义了类的公有成员函数 printInfo() 和构造函数 Dog(string dogName, int dogAge)。构造函数用于初始化对象的状态，创建类对象时，会自动调用对应的构造函数。
对象创建：Dog myDog("Buddy", 5); 创建了一个 Dog 类的对象 myDog，并使用构造函数初始化了它的 name 和 age 属性。
成员函数调用：myDog.printInfo(); 调用了 myDog 对象的 printInfo() 成员函数，输出对象的信息。

函数与变量

函数封装代码块，它可以接收参数并返回结果。变量用于存储数据，可以是基本数据类型（如 int、float、char 等），也可以是我们自定义的类型（如类）。

示例代码：

#include <iostream>
using namespace std;// 函数声明
int add(int a, int b);int main() {int x = 10, y = 20;int sum = add(x, y); // 调用函数并存储结果cout << "Sum: " << sum << endl; // 输出结果return 0;
}// 函数定义
int add(int a, int b) {return a + b; // 返回两个整数的和
}

详解：

函数声明：在 main 函数之前声明了 add 函数，这告诉编译器 add 函数的存在，以便在 main 函数中调用它。
变量声明与初始化：在 main 函数中声明并初始化了两个整数变量 x 和 y。
函数调用：int sum = add(x, y); 调用了 add 函数，并将返回值赋给变量 sum。
函数定义：在 main 函数之后定义了 add 函数，它接收两个整数参数并返回它们的和。

高级特性

C++ 提供了许多高级特性，如模板、异常处理、STL（标准库）等，这些特性极大地增强了 C++ 的灵活性。

通过模板，程序员可以编写与类型无关的代码。通过模板，可以创建泛型函数和类，这些函数和类可以处理任意类型的数据。

示例代码：

#include <iostream>
using namespace std;// 泛型函数模板
template <typename T>
T max(T a, T b) {return (a > b) ? a : b;
}int main() {int intMax = max(10, 20); // 调用泛型函数模板处理整数double doubleMax = max(10.5, 20.3); // 调用泛型函数模板处理浮点数cout << "Int max: " << intMax << endl;cout << "Double max: " << doubleMax << endl;return 0;
}

异常处理：C++ 提供了异常处理机制，程序可以在运行时检测和处理错误情况。通过使用 try、catch 和 throw 关键字，可以操作异常相关能力。

STL（标准模板库）：STL 是一组高效的、通用的模板类和函数，用于执行常见的编程任务，如sort、map、find、set等。STL 提供了容器（如 vector、map、set 等）、迭代器、算法和函数对象等组件。

代码规范

这里简单介绍几个C++的编码规范：

使用 const 关键字：在函数参数和返回值前使用 const 关键字可以表明这些参数或返回值不会被修改，有助于提高代码的可读性和安全性。
避免使用全局变量：全局变量会导致代码难以维护和调试。尽量使用局部变量或类的成员变量来封装数据。
使用 RAII（资源获取即初始化）：RAII 是一种管理资源（如内存、文件句柄、套接字等）的技术。通过将对象的生命周期与资源的生命周期绑定在一起，可以确保资源在不再需要时自动释放（非常有用）。
编写清晰的代码：使用有意义的变量名、函数名和注释来提高代码的可读性。避免使用过于复杂的代码结构，尽量保持代码简洁直观。