C++篇：启航——初识C++（下篇）
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引言
在前篇中，我们对C++语言的起源、基本概念及其重要性有了初步的了解。本篇将深入探索C++的基本语法、函数、面向对象编程等核心内容，并通过实际案例进一步巩固这些知识点。
C++基本语法
数据类型
C++提供了丰富的数据类型，主要可以分为以下几类：
-
基本数据类型
- 整数类型：
int,short,long,long long - 浮点类型：
float,double,long double - 字符型：
char - 布尔型：
bool
- 整数类型：
-
复合数据类型
- 数组：用于存储相同类型的多个元素。
- 结构体：用于组合不同类型的数据。
- 联合体：用于节省内存，可以存储不同类型的数据，但每次只能用一个。
示例代码
cppCopy Code#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int age = 25;
float height = 5.9;
char initial = 'A';
bool isStudent = true;
cout << "Age: " << age << endl;
cout << "Height: " << height << endl;
cout << "Initial: " << initial << endl;
cout << "Is Student: " << (isStudent ? "Yes" : "No") << endl;
return 0;
}
控制结构
C++的控制结构包括条件语句和循环语句。
- 条件语句：
if,else if,else,switch - 循环语句：
for,while,do...while
示例代码
cppCopy Code#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int number;
cout << "Enter a number: ";
cin >> number;
// 使用if语句判断
if (number > 0) {
cout << "The number is positive." << endl;
} else if (number < 0) {
cout << "The number is negative." << endl;
} else {
cout << "The number is zero." << endl;
}
// 使用for循环
cout << "Counting from 1 to 5:" << endl;
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
cout << i << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}
函数
函数的定义与调用
函数是C++的基本构建块，它允许我们将代码组织成可重用的模块。函数的定义包括返回类型、函数名、参数列表和函数体。
示例代码
cppCopy Code#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);
cout << "Sum: " << sum << endl;
return 0;
}
// 函数定义
int add(int a, int b) {
return a + b;
}
递归函数
递归函数是直接或间接调用自身的函数，适用于解决某些特定问题，如阶乘计算、斐波那契数列等。
示例代码
cppCopy Code#include <iostream>
using namespace std;
// 递归函数定义
int factorial(int n) {
if (n <= 1) return 1;
return n * factorial(n - 1);
}
int main() {
int number;
cout << "Enter a number to calculate factorial: ";
cin >> number;
cout << "Factorial of " << number << " is " << factorial(number) << endl;
return 0;
}
面向对象编程基础
类与对象
C++是一种面向对象的编程语言，类是对象的蓝图，对象是类的实例。
示例代码
cppCopy Code#include <iostream>
using namespace std;
class Dog {
public:
string name;
int age;
void bark() {
cout << name << " says Woof!" << endl;
}
};
int main() {
Dog myDog;
myDog.name = "Buddy";
myDog.age = 3;
myDog.bark();
return 0;
}
构造函数与析构函数
构造函数是在创建对象时自动调用的特殊成员函数，析构函数在对象销毁时调用。
示例代码
cppCopy Code#include <iostream>
using namespace std;
class Car {
public:
string model;
// 构造函数
Car(string m) {
model = m;
cout << "Car " << model << " created." << endl;
}
// 析构函数
~Car() {
cout << "Car " << model << " destroyed." << endl;
}
};
int main() {
Car myCar("Toyota");
return 0;
}
继承与多态
继承的概念
继承是面向对象编程的一个重要特性，允许一个类派生出另一个类，获得其属性和方法。
示例代码
cppCopy Code#include <iostream>
using namespace std;
class Animal {
public:
void eat() {
cout << "Eating..." << endl;
}
};
class Cat : public Animal {
public:
void meow() {
cout << "Meow!" << endl;
}
};
int main() {
Cat myCat;
myCat.eat(); // 继承自Animal
myCat.meow(); // Cat自己的方法
return 0;
}
多态的实现
多态是指同一操作作用于不同的对象上，可以产生不同的结果。C++支持运行时多态（通过虚函数）。
示例代码
cppCopy Code#include <iostream>
using namespace std;
class Base {
public:
virtual void show() {
cout << "Base class show function called." << endl;
}
};
class Derived : public Base {
public:
void show() override {
cout << "Derived class show function called." << endl;
}
};
void display(Base* b) {
b->show();
}
int main() {
Base base;
Derived derived;
display(&base); // 调用Base类的show函数
display(&derived); // 调用Derived类的show函数
return 0;
}
标准模板库（STL）
容器
STL提供了一组通用的容器，包括向量（vector）、列表（list）、集合（set）、映射（map）等。
示例代码
cppCopy Code#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main() {
vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
cout << "Vector elements: ";
for (int num : numbers) {
cout << num << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}
算法
STL还提供了各种算法，如排序、查找等，可以直接应用于容器。
示例代码
cppCopy Code#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
int main() {
vector<int> numbers = {5, 3, 2, 4, 1};
sort(numbers.begin(), numbers.end()); // 排序
cout << "Sorted elements: ";
for (int num : numbers) {
cout << num << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}
案例分析
简单银行管理系统
本案例展示了如何使用C++创建一个简单的银行管理系统，支持账户的创建、存款、取款和查询余额等基本功能。
示例代码
cppCopy Code#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
using namespace std;
class Account {
private:
string owner;
double balance;
public:
Account(string owner) : owner(owner), balance(0.0) {}
void deposit(double amount) {
balance += amount;
cout << "Deposited: " << amount << ", New balance: " << balance << endl;
}
void withdraw(double amount) {
if (amount > balance) {
cout << "Insufficient funds!" << endl;
} else {
balance -= amount;
cout << "Withdrew: " << amount << ", New balance: " << balance << endl;
}
}
void displayBalance() const {
cout << "Account Owner: " << owner << ", Balance: " << balance << endl;
}
};
int main() {
vector<Account> accounts;
string name;
cout << "Enter account owner name: ";
cin >> name;
Account newAccount(name);
accounts.push_back(newAccount);
newAccount.deposit(1000);
newAccount.withdraw(500);
newAccount.displayBalance();
return 0;
}
图书管理系统
本案例演示了一个简单的图书管理系统，支持添加图书、借书和还书等功能。
示例代码
cppCopy Code#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
using namespace std;
class Book {
private:
string title;
bool isAvailable;
public:
Book(string title) : title(title), isAvailable(true) {}
void borrow() {
if (isAvailable) {
isAvailable = false;
cout << title << " has been borrowed." << endl;
} else {
cout << title << " is currently not available." << endl;
}
}
void returnBook() {
isAvailable = true;
cout << title << " has been returned." << endl;
}
void displayStatus() const {
cout << title << (isAvailable ? " is available." : " is not available.") << endl;
}
};
int main() {
vector<Book> library;
library.push_back(Book("C++ Programming"));
library.push_back(Book("Data Structures"));
// 借书
library[0].borrow();
library[0].displayStatus();
// 还书
library[0].returnBook();
library[0].displayStatus();
return 0;
}
总结
通过本篇文章，我们深入学习了C++的基本语法、函数、面向对象编程、继承与多态、标准模板库等核心概念，并通过实际案例进一步理解这些知识点。C++作为一种强大的编程语言，广泛应用于软件开发、游戏开发、系统编程等领域。希望通过这篇文章，能够为读者在C++学习的道路上奠定坚实的基础，为以后的进阶学习打下良好的基础。
以上内容为初步框架与部分示例，完整的5000字详细内容需要扩展每个部分的解释，增加更多的代码示例与详细的注释。
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