【C++程序设计入门】第一章|初入C++

欢迎大家关注我，获取后续更新哦，本系列文章旨在大家顺利入门C++，体会到编程的魅力。

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第一章 初入 C++

1.什么是编程

对于初学者而言，可能甚至都对编程不甚理解。

人类有人类的语言，计算机有计算机的语言，计算机是无法理解人类的语言的。

为了让计算机能够正确高效地执行人类所发出的指令，人类需要将期望让计算机执行的指令转化成计算机能够理解的语言。

但是，计算机的各种操作，都是基于“0”“1”的各种组合，对于人类的理解和输入而言是十分抽象的。

于是我们需要常见的一些编程语言，比如C/C++,Java,Python等等来辅助我们完成指令的输入。

也就是说，我们需要根据编程语言的语法规则，在需求的驱使下，敲出一行行代码，最终通过某些方式转换成计算机理解的语言，从而让计算机能够顺利执行这些指令。

我们通过这样的过程，能够将很多生活当中的实际问题转化成计算机能够执行的一系列操作，让计算机为我们求解问题的答案。

既然咱们选择了这篇文章阅读，那相信大家是想来学习C++的，所以我们接下来会对C++有比较详细的阐述，希望大家能够初步建立对C++的理解，以及能够设计一些简单的程序。

2.一个C++程序的开发过程

首先，我们来具体地看一看开发一个C++程序的过程。

Step 1 编写源代码

首先我们需要根据需求，在相应语言的语法规范下，编写出一行行代码，并将之保存到文件中，这个文件就是程序的源代码。

分析需求这一步相当重要，如果需求分析有误，后面的编程可能完全没有意义，就好比你在一次数学考试中理解错了题意，你对此做出的解析是基本上没有任何意义的。

设计编程，即根据需求设计解决方案，然后将解决方案实现为C++程序，再利用C++集成环境将设计好的源程序输入到计算机文件中。源程序的扩展名为cpp，也可能是扩展名为h的头文件。如果设计方案错误将导致程序不能满足需求。

Step 2 编译源代码

编译和编写虽仅有一字之差，但其内容却是千差万别的。

编译，意味着将源代码翻译为主机使用的内部语言——机器语言。包含了翻译后程序的文件就是程序的目标代码，这样的目标程序文件的扩展名一般为obj。完成编译的工具叫做编译器。

但是，如果源代码有语法或者语义错误，就无法完成编译，需要根据提示信息返回到上一步骤修改源程序文件，直到消除所有的编译错误。

Step 3 链接程序

C++程序中通常需要使用库文件。C++的库文件中包含一系列函数的目标代码。这些函数可以执行在屏幕上显示信息、计算平方根等任务。

链接是指将一个或多个目标程序与程序所调用的这些库函数连接后，生成一个可执行的文件。如果多个文件之间函数调用有错误，这时候将给出连接错误的信息。PC机上，可执行文件的扩展名为exe，完成连接的工具叫做连接器。

Step 4 执行程序

即运行可执行程序文件，输入测试数据，并分析输出结果。

如果输出结果不满足需求或者与预期不同，就要返回Step 1去寻找错误，直到得到正确结果。

可执行文件有两个版本，一个是用于调试程序的Debug版本，文件较大，包含了源代码的调试信息；另一个版本是用来发布软件产品的Release版本，文件比较小，没有调试信息，并往往优化了编码。

3.一个简单的C++程序

接下来来看一看一段简单的C++程序代码，通过这个例子，我们来说明C++程序的基本结构框架及其特点，同时也会说明简单的输入输出流函数的特点和调用方式，然后大家可以通过这个框架来自行探索更多的东西。

下面的代码包含一些供大家阅读的注释，这些注释都以//打头，编译器将忽略它们。

例：输出"Hello,World!"

(1)包含文件

第1行是#include，称为包含指令，指定一个文件，是标准输入输出流文件，用于调用cin,cout类对象。

(2)主函数main

main函数称为主函数，每个C++程序中都有且仅有一个主函数，程序从主函数开始执行。

int main()叫做函数头(function heading)，花括号及其内部的语句叫做函数体，这两部分构成了函数的定义。

(3)花括号对“{}”

函数体以{开头，以}结束。函数中可嵌套花括号，表示复合语句或作用域。花括号须配对使用。

(4)语句

一个函数体（包括主函数）中包含有多条语句，每条语句都有一个终止符“;”，即每条语句都以分号“;”结束，注意是以英文输入法输入的“;”而不是“；”。

程序中所有名称都是严格区分大小写的。

(5)注释

注释是一段文本信息，用来说明程序功能或者方法。

单行注释：用"//"开头到本行结束为止的一行文本

多行注释：用"/*"和"*/"把一行或多行文本括起来

于是一个C++程序的基本框架可以被归纳为

根据需要可以补充库文件，return 0前面的部分是程序的主体部分。

(6)输出

现在我们来看一下如何显示消息。

双括号括起的部分是要打印的消息。在C++中，用双括号括起的一系列字符叫做字符串，它是由若干字符组合而成的。

<<符号表示该语句将把这个字符串发送给cout，该符号指出了信息流动的路径。

cout是一个预定义的对象，用于在计算机屏幕中显示信息。

此外，printf函数（C语言标准库函数）也能够实现打印信息。如果用printf语句，也就是：

我们将在后续更深入的讨论数据的输入和输出。

4.C++的学习方法

建议初学者去网上自行下载Dev C++来进行代码的实践，其他工具使用可能对初学者不太友好，如果有兴趣的可以自行去了解更多的内容，本篇不涵盖具体软件的下载方法。

对于C++的入门学习，大家需要做到勤动手

对于初学者而言没有捷径可走，对于一段冗长的代码可能不甚理解，大家可以将它抄下来（不一定用笔，个人以为用笔没必要），然后逐行进行理解（写注释），去理解这一行代码的作用是什么，这一个循环的作用又是什么等等。这个关键字背后的语法如果不清楚，把书当成我们的词典去翻阅查找相关的知识，这也可同时训练在当前互联网时代我们所必备的信息检索能力【分析代码的能力 熟悉语法】

然后要自己去做习题。在合理分析问题后，设计出合理的算法程序。在发现一个个编译不通过的问题中熟悉C++的语法规范，在一遍遍的程序调试过程中发现算法设计的缺陷漏洞，在解决一个个实际问题过程中体会到编程的魅力。【设计算法解决问题的能力】

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参考书籍：

新标准C++程序设计

C++ Primer Plus(第六版）