C++基础入门讲义

从输入输出、变量和数据类型开始，建立阅读 C++ 程序的基础

本节目标：看懂基本程序框架，正确区分字符和字符串，理解赋值与比较，知道常见整数类型的范围，并能在写题前检查下标、类型和溢出问题。

一、输入与输出

`cin`：把数据输入程序

int a; cin >> a;

>> 可以理解为“把输入的数据送进变量”。输入多个数据时可以连续写：

int a, b; cin >> a >> b;

`cout`：把结果输出

cout << a; cout << endl;

<< 可以理解为“把数据送到输出流”。也可以一次输出多个内容：

cout << "answer = " << a << endl;

工具库：cin 和 cout 属于 C++ 标准输入输出工具。竞赛中常写 #include <bits/stdc++.h>，它会导入常用的标准库。

二、C++程序基本框架

#include <bits/stdc++.h> using namespace std; int main() { // 程序从 main 函数开始执行 return 0; }

代码	作用
`#include <bits/stdc++.h>`	导入常用工具库
`using namespace std;`	使用标准命名空间，省去反复书写 `std::`
`int main()`	主函数，程序从这里开始运行
`{ }`	表示一段代码的范围
`;`	大多数 C++ 语句的结束标志

易错点：int a = 1; 末尾要有分号；函数、循环和判断的代码块使用花括号。

三、变量与基本数据类型

变量可以理解为一块有名字的存储空间。声明变量时，必须说明它准备保存什么类型的数据。

类型	常见大小	保存内容	例子
`int`	4字节	普通整数	`int a = 1;`
`long long`	8字节	较大的整数	`long long sum;`
`float`	4字节	小数，精度较低	`float x = 1.3;`
`double`	8字节	小数，精度较高	`double y = 1.3;`
`char`	1字节	单个字符	`char c = 'a';`
`bool`	通常1字节	真或假	`bool ok = true;`
`string`	不固定	字符串	`string s = "abc";`

赋值：把右边的值放入左边

int a; a = 1; a = a + 2; // a 变成 3

等号 = 在这里表示赋值，不是“判断相等”。

比较：判断两个值是否相等

if (a == 3) { cout << "a 等于 3"; }

两个等号 == 才表示比较相等。

四、字符、字符串与数字

单引号：一个字符

char c1 = 'a'; char c2 = ' '; char c3 = '0'; char c4 = '\n';

字符可以是字母、数字字符、空格或换行符。

双引号：字符串

string s1 = "abc"; string s2 = ""; string s3 = "123";

字符串可以包含多个字符，也可以是空字符串。

写法	含义
`0`	整数 0
`'0'`	字符“0”
`"0"`	只包含一个字符的字符串

0 == '0' // false '0' - '0' // 0 string s = "0";

常见错误：char c = "a"; 错误，因为 "a" 是字符串；string s = 'a'; 不符合初学阶段的常规写法，应写成 string s = "a";。

五、常用运算符

类别	运算符	作用	示例
算术运算符	`+ - * / %`	加、减、乘、整除、取余	`a % 2` 判断奇偶
赋值运算符	`= += -= *= /= %=`	给变量赋值或更新变量	`sum += x;`
关系运算符	`== != > < >= <=`	比较两个值的关系	`a >= b`
逻辑运算符	`&& \|\| !`	连接或取反多个条件	`x > 0 && x < 10`

整数除法与取余

7 / 2 // 3 7 % 2 // 1

两个整数相除时，结果仍是整数；取余常用于判断奇偶、周期和数字拆分。

条件组合

if (age >= 18 && hasCard) { cout << "可以进入"; }

&& 表示同时满足，|| 表示满足其一，! 表示取反。

六、类型转换

不同类型的数据参与运算时，C++ 可能自动转换类型；也可以使用强制类型转换明确指定结果类型。

隐式转换

int a = 3; double b = 2.5; double c = a + b; // a 自动转换为 double

表达式中较小范围的类型通常会转换为较大范围的类型。

显式转换

int a = 7, b = 2; double x = (double)a / b; double y = static_cast<double>(a) / b;

显式转换可以避免整数除法，并让代码意图更清楚。

注意：把小数转换成整数时，小数部分会被舍去；大范围类型转换成小范围类型时，可能发生精度丢失或溢出。

七、布尔值与分支结构

bool 主要有两种取值：true 表示真，false 表示假。

表达式→得到 true / false→if 决定是否执行

单分支

if (score >= 60) { cout << "及格"; }

双分支

if (score >= 60) { cout << "及格"; } else { cout << "不及格"; }

多分支

if (score >= 90) grade = 'A'; else if (score >= 60) grade = 'B'; else grade = 'C';

三目运算符

string result = score >= 60 ? "及格" : "不及格";

适合简单的二选一赋值，复杂逻辑仍建议使用 if...else。

`switch`：按固定值分情况

switch (day) { case 1: cout << "星期一"; break; case 2: cout << "星期二"; break; default: cout << "其他"; }

易错点：switch 中通常需要写 break，否则程序会继续执行后面的分支。

int age = 18; bool ok = (age >= 18); if (ok) { cout << "可以进入"; }

常见比较运算符：

运算符	含义	例子
`==`	等于	`a == b`
`!=`	不等于	`a != b`
`>`、`<`	大于、小于	`a > b`
`>=`、`<=`	大于等于、小于等于	`a >= 18`

八、循环结构

循环可以把重复执行的代码集中写一次。例如：

print(1); print(2); ... print(n);

如果每次只改变一个数字，就不需要重复写 n 行代码，只需要一个循环。

`for` 循环格式

for (1.起点; 2.条件; 4.增量) { 3.循环执行的内容; }

for (int i = 1; i <= n; i++) { cout << i << " "; }

`while` 循环格式

while (条件) { 循环执行的内容; }

当循环次数明确时常用 for；当重复次数取决于条件是否满足时常用 while。

循环检查：起点是否正确？条件是否会结束？每轮是否更新变量？循环体是否可能越界？

九、一维数组

一维数组用于保存一组类型相同的数据，适合处理成绩、序列、计数和批量输入。

int a[100]; for (int i = 0; i < n; i++) { cin >> a[i]; }

写法	含义
`int a[100];`	定义最多保存 100 个整数的数组
`a[i]`	访问下标为 `i` 的元素
`i = 0...n-1`	常见的数组遍历范围

使用场景包括：保存一批输入数据、求最大值最小值、统计总和、逆序输出、查找满足条件的元素。

易错点：长度为 n 的数组通常使用下标 0 到 n-1；访问 a[n] 会越界。

十、二进制与存储单位

计算机底层使用二进制，只能识别 0 和 1。

bit：一个二进制位

1 个 bit 只能保存一个二进制位，因此有 2 种可能。

2 个 bit 有 2 × 2 = 4 种组合；8 个 bit 有：

2^8 = 256 种组合

Byte：字节

8 个二进制位组成 1 个字节：

01010101

1 Byte = 8 bit

大写 B 表示 Byte，小写 b 通常表示 bit。

单位	换算
KB	`1 KB = 1024 B`
MB	`1 MB = 1024 KB`
GB	`1 GB = 1024 MB`
TB	`1 TB = 1024 GB`

十一、整数范围与溢出

常见的 32 位 int 使用 32 个二进制位，共有：

2^32 = 4,294,967,296 种编码

有符号整数还要表示正数、负数和 0，因此常见 int 范围是：

int 范围：-2,147,483,648 到 2,147,483,647。

当结果可能很大时，应使用 long long：

long long sum = 0; for (int i = 1; i <= n; i++) { sum += i; }

例如阶乘、组合数、总路程、很大的前缀和，都要先考虑是否会超出 int。

十二、写题前的四步检查

检查1类型

这是整数、小数、字符、字符串还是布尔值？

检查2符号

这是赋值 =，还是比较 ==？

检查3范围

计算结果会不会超出 int？需要不需要 long long？

检查4下标

数组从 0 开始还是从 1 开始？循环会不会越界？

十三、课堂小测

1. 下列写法正确的是：

A. char c = "a";　B. char c = 'a';　C. string s = 'a';　D. string s = "a";

答案：B、D。单个字符用单引号，字符串用双引号。

2. 判断变量 a 是否等于 5，应写：

A. a = 5　B. a == 5　C. a === 5　D. a => 5

答案：B。== 表示比较相等，= 表示赋值。

3. 下列说法正确的是：

A. 0、'0'、"0" 完全相同　B. 1 Byte 等于 8 bit　C. int 永远能保存任意大的整数　D. 可能溢出时应考虑 long long

答案：B、D。三种“0”的类型不同，整数类型有范围限制。

最后记忆：字符用单引号，字符串用双引号；输入用 cin >>，输出用 cout <<；比较用 ==，赋值用 =；可能超范围就考虑 long long。