兩小時回顧c++基礎

回顧一下，容易忘記的c++的一些需要注意，而往往會忽視的點。
標識符
C++ 標識符內不允許出現標點字符，比如 @、$ 和 %。C++ 是區分大小寫的編程語言。
標識符以字母 A-Z 或 a-z 或下劃線 _ 開始，後跟零個或多個字母、下劃線和數字（0-9）。

下面代碼會輸出電腦上各種數據類型的大小。

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
   cout << "Size of char : " << sizeof(char) << endl;
   cout << "Size of int : " << sizeof(int) << endl;
   cout << "Size of short int : " << sizeof(short int) << endl;
   cout << "Size of long int : " << sizeof(long int) << endl;
   cout << "Size of float : " << sizeof(float) << endl;
   cout << "Size of double : " << sizeof(double) << endl;
   cout << "Size of wchar_t : " << sizeof(wchar_t) << endl;
   return 0;
}

我的計算機上面輸出的結果如下，不同計算機結果可能不同。
Size of char : 1
Size of int : 4
Size of short int : 2
Size of long int : 8
Size of float : 4
Size of double : 8
Size of wchar_t : 4

枚舉類型
枚舉類型(enumeration)是C++中的一種派生數據類型，它是由用戶定義的若干枚舉常量的集合。
如果一個變量只有幾種可能的值，可以定義爲枚舉(enumeration)類型。所謂”枚舉”是指將變量的值一一列舉出來，變量的值只能在列舉出來的值的範圍內。
例如，下面的代碼定義了一個顏色枚舉，變量 c 的類型爲 color。最後，c 被賦值爲 “blue”。

enum color { red, green=5, blue } c;
c = blue;

默認情況下，第一個名稱的值爲 0，第二個名稱的值爲 1，第三個名稱的值爲 2，以此類推。也可以給名稱賦予一個特殊的值，只需要添加一個初始值即可，如上面blue=6，默認情況下，每個名稱都會比它前面一個名稱大 1。

變量
在程序中，局部變量和全局變量的名稱可以相同，但是在函數內，局部變量的值會覆蓋全局變量的值。
當局部變量被定義時，系統不會對其初始化，須自行對其初始化。定義全局變量時，系統會自動初始化。

常量

如果常量以 L（僅當大寫時）開頭，則表示它是一個寬字符常量（例如 L’x’），此時它必須存儲在 wchar_t
類型的變量中。否則，它就是一個窄字符常量（例如 ‘x’），此時它可以存儲在 char 類型的簡單變量中。
定義成 const 後的常量，程序對其中只能讀不能修改。

C++ 允許使用速記符號來聲明無符號短整數或無符號長整數。可以不寫 int，只寫單詞 unsigned、short 或 unsigned、long，int 是隱含的。

存儲類定義
1. auto ：從 C++ 11 開始，auto 關鍵字不再是 C++ 存儲類說明符，且 register 關鍵字被棄用。自 C++ 11 以來，auto 關鍵字用於兩種情況：聲明變量時根據初始化表達式自動推斷該變量的類型、聲明函數時函數返回值的佔位符。
2. register 存儲類用於定義存儲在寄存器中而不是 RAM 中的局部變量。這意味着變量的最大尺寸等於寄存器的大小（通常是一個詞），且不能對它應用一元的 ‘&’ 運算符（因爲它沒有內存位置）。寄存器只用於需要快速訪問的變量，比如計數器。還應注意的是，定義 ‘register’ 並不意味着變量將被存儲在寄存器中，它意味着變量可能存儲在寄存器中，這取決於硬件和實現的限制。
3. static 存儲類指示編譯器在程序的生命週期內保持局部變量的存在，（局部->函數內，全局->文件內）
4. extern 是用來在另一個文件中聲明一個全局變量或函數
5. mutable 說明符僅適用於類的對象，允許對象的成員替代常量。也就是說，mutable 成員可以通過 const 成員函數修改
6. thread_local 說明符聲明的變量僅可在它在其上創建的線程上訪問，可以與 static 或 extern 合併。 thread_local 僅應用於數據聲明和定義，thread_local 不能用於函數聲明或定義。

#include< iostream.h> 和 #include< iostream>的區別
#include< iostream.h> 中不存在類 std，但是他有 cin,out 的相關函數，不需要使用命名空間了。
而第二種標準 #include< iostream>,它包含了一個類，在類的使用之前要預處理一下，using namespace std; 然後你就可以使用 cin,cout 這兩個成員函數了，假設你不使用預處理 using namespace std;,就要加上 std::cin 或者 std::cout再去使用它的成員函數（頭文件中存在這個類）

運算符

在函數聲明中，參數的名稱並不重要，只有參數的類型是必需的。

數學中的常用函數

C++ 隨機數
在許多情況下，需要生成隨機數。關於隨機數生成器，有兩個相關的函數。一個是 rand()，該函數只返回一個僞隨機數。生成隨機數之前必須先調用 srand() 函數。
下面是一個關於生成隨機數的簡單實例。實例中使用了 time() 函數來獲取系統時間的秒數，通過調用 rand() 函數來生成隨機數：

#include <iostream>
#include <ctime>
#include <cstdlib>

using namespace std;

int main ()
{
   int i,j;

   // 設置種子
   srand( (unsigned)time( NULL ) );

   /* 生成 10 個隨機數 */
   for( i = 0; i < 10; i++ )
   {
      // 生成實際的隨機數
      j= rand();
      cout <<"隨機數： " << j << endl;
   }

   return 0;
}

思考：rand()生成的隨機數，大小和位數能不設定？

數組

#include <iostream>
using namespace std;

#include <iomanip>
using std::setw;

int main ()
{
   int n[ 10 ]; // n 是一個包含 10 個整數的數組

   // 初始化數組元素          
   for ( int i = 0; i < 10; i++ )
   {
      n[ i ] = i + 100; // 設置元素 i 爲 i + 100
   }
   cout << "Element" << setw( 13 ) << "Value" << endl;   //setw() 函數來格式化輸出

   // 輸出數組中每個元素的值                     
   for ( int j = 0; j < 10; j++ )
   {
      cout << setw( 7 )<< j << setw( 13 ) << n[ j ] << endl;
   }

   return 0;
}

結果：

Element        Value
      0          100
      1          101
      2          102
      3          103
      4          104
      5          105
      6          106
      7          107
      8          108
      9          109

Array 是固定大小的，不能額外增加元素.當我們想定義不固定大小的字符時,可以使用 vector(向量) 標準庫。

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int main() {
   // 創建向量用於存儲整型數據
   vector<int> vec; 
   int i;

   // 顯示 vec 初始大小
   cout << "vector size = " << vec.size() << endl;

   // 向向量 vec 追加 5 個整數值
   for(i = 0; i < 5; i++){
      vec.push_back(i);
   }

   // 顯示追加後 vec 的大小
   cout << "extended vector size = " << vec.size() << endl;

   return 0;
}

vec的大小隨着 for 循環的輸入而增大。
執行以上代碼，輸出結果：

vector size = 0
extended vector size = 5

C++ 中有大量的字符串函數：（這些字符串是以 null 結尾的）

C++ 標準庫也提供了 string 類類型（面向對象），可以不用char str[]來初始化,而是用 string str。如下所示：

#include <iostream>
#include <cstring>

using namespace std;

int main ()
{
   char str1[11] = "Hello";
   char str2[11] = "World";
   char str3[11];
   int  len ;

   // 複製 str1 到 str3
   strcpy( str3, str1);
   cout << "strcpy( str3, str1) : " << str3 << endl;

   // 連接 str1 和 str2
   strcat( str1, str2);
   cout << "strcat( str1, str2): " << str1 << endl;

   // 連接後，str1 的總長度
   len = strlen(str1);
   cout << "strlen(str1) : " << len << endl;

   return 0;
}

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

int main ()
{
   string str1 = "Hello";
   string str2 = "World";
   string str3;
   int  len ;

   // 複製 str1 到 str3
   str3 = str1;
   cout << "str3 : " << str3 << endl;

   // 連接 str1 和 str2
   str3 = str1 + str2;
   cout << "str1 + str2 : " << str3 << endl;

   // 連接後，str3 的總長度
   len = str3.size();
   cout << "str3.size() :  " << len << endl;

   return 0;
}

c++輸入輸出流
除了cin和cout，我們來認識一下cerr和clog.

預定義的對象 cerr 是 ostream 類的一個實例。cerr 對象附屬到標準錯誤設備，通常也是顯示屏，但是 cerr
對象是非緩衝的，且每個流插入到 cerr 都會立即輸出。cerr 也是與流插入運算符 << 結合使用的，如下所示：

#include <iostream>

using namespace std;

int main( )
{
   char str[] = "Unable to read....";

   cerr << "Error message : " << str << endl;
}

當上面的代碼被編譯和執行時，它會產生下列結果：

Error message : Unable to read....

2.預定義的對象 clog 是 ostream 類的一個實例。clog 對象附屬到標準錯誤設備，通常也是顯示屏，但是 clog 對象是緩衝的。這意味着每個流插入到 clog 都會先存儲在緩衝區，直到緩衝填滿或者緩衝區刷新時纔會輸出。
clog 也是與流插入運算符 << 結合使用的，如下所示：

#include <iostream>

using namespace std;

int main( )
{
   char str[] = "Unable to read....";

   clog << "Error message : " << str << endl;
}

當上面的代碼被編譯和執行時，它會產生下列結果：

Error message : Unable to read....

訪問結構成員，我們使用成員訪問運算符（.），如：

cout << "第一本書標題 : " << Book1.title <<endl;

指針—指向結構的指針
定義指向結構的指針，方式與定義指向其他類型變量的指針相似，如下所示：

struct Books *struct_pointer;

現在，可以在上述定義的指針變量中存儲結構變量的地址。爲了查找結構變量的地址，請把 & 運算符放在結構名稱的前面，如下所示：

struct_pointer = &Book1;

爲了使用指向該結構的指針訪問結構的成員，您必須使用 -> 運算符，如下所示：

struct_pointer->title;

如下結構體和指向結構體的指針兩個實例所示：

#include <iostream>
#include <cstring>

using namespace std;
void printBook( struct Books book );

// 聲明一個結構體類型 Books 
struct Books
{
   char  title[50];
   char  author[50];
   char  subject[100];
   int   book_id;
};

int main( )
{
   Books Book1;        // 定義結構體類型 Books 的變量 Book1
   Books Book2;        // 定義結構體類型 Books 的變量 Book2

    // Book1 詳述
   strcpy( Book1.title, "C++ 教程");
   strcpy( Book1.author, "ABC"); 
   strcpy( Book1.subject, "編程語言");
   Book1.book_id = 12345;

   // Book2 詳述
   strcpy( Book2.title, "C 教程");
   strcpy( Book2.author, "ABC");
   strcpy( Book2.subject, "後臺語言");
   Book2.book_id = 12346;

   // 輸出 Book1 信息
   printBook( Book1 );

   // 輸出 Book2 信息
   printBook( Book2 );

   return 0;
}
void printBook( struct Books book )
{
   cout << "書標題 : " << book.title <<endl;
   cout << "書作者 : " << book.author <<endl;
   cout << "書類目 : " << book.subject <<endl;
   cout << "書 ID : " << book.book_id <<endl;
}

#include <iostream>
#include <cstring>

using namespace std;
void printBook( struct Books *book );

struct Books
{
   char  title[50];
   char  author[50];
   char  subject[100];
   int   book_id;
};

int main( )
{
   Books Book1;        // 定義結構體類型 Books 的變量 Book1
   Books Book2;        // 定義結構體類型 Books 的變量 Book2

    // Book1 詳述
   strcpy( Book1.title, "C++ 教程");
   strcpy( Book1.author, "ABC"); 
   strcpy( Book1.subject, "編程語言");
   Book1.book_id = 12345;

   // Book2 詳述
   strcpy( Book2.title, "C 教程");
   strcpy( Book2.author, "ABC");
   strcpy( Book2.subject, "後臺語言");
   Book2.book_id = 12346;

   // 通過傳 Book1 的地址來輸出 Book1 信息
   printBook( &Book1 );

   // 通過傳 Book2 的地址來輸出 Book2 信息
   printBook( &Book2 );

   return 0;
}
// 該函數以結構指針作爲參數
void printBook( struct Books *book )
{
   cout << "書標題  : " << book->title <<endl;
   cout << "書作者 : " << book->author <<endl;
   cout << "書類目 : " << book->subject <<endl;
   cout << "書 ID : " << book->book_id <<endl;
}

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