C++11入门:轻松掌握现代C++编程基础
2024/12/9 23:03:00
本文主要是介绍C++11入门:轻松掌握现代C++编程基础,对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!
本文详细介绍了C++11的主要特性和环境搭建步骤,帮助读者快速掌握C++11入门知识。文章涵盖了C++11的新特性、开发环境配置及基础语法,旨在让读者能够轻松上手C++11编程。
C++11是C++标准之一,于2011年正式发布。它引入了许多新特性和改进,使得C++更加现代化和方便使用。C++11的主要目标是提高语言的安全性、简化语法、提供更好的并行编程支持以及增强对现代硬件的支持。
C++11带来了大量的新特性,具体如下:
- 类型推断:通过
auto
关键字自动推断变量类型。 - 范围for循环:简化数组和容器的遍历。
- 智能指针:
std::unique_ptr
、std::shared_ptr
和std::weak_ptr
提供了更安全的内存管理。 - 初始化列表:使用
{}
对变量进行初始化。 - 右值引用:改进了移动语义和完美转发。
- Lambda表达式:简化了匿名函数的定义。
- 模板推导:更好的模板参数推导。
- 新的库功能:如
<chrono>
、<thread>
、<regex>
等。 - 更好的类型安全:新的类型如
nullptr
和static_assert
。 - 更多元的数据类型:像
long long
和constexpr
等。
这些特性大大提高了C++代码的可读性和安全性,同时也简化了许多常见的编程任务。
搭建C++11开发环境的基本步骤如下:
- 安装编译器:确保你的编译器支持C++11。GCC和Clang都支持C++11,可以通过命令行编译器或集成开发环境(IDE)来使用。
- 设置环境变量:确保编译器路径已经添加到环境变量中。
- 使用IDE:可以选择Visual Studio、Code::Blocks、Eclipse CDT等。
- 编写代码:创建一个简单的C++11程序。
- 编译与运行:使用命令行或IDE编译并运行你的程序。
- 编译器:GCC、Clang
- IDE:Visual Studio、Code::Blocks、Eclipse CDT、VIM、Sublime Text
接下来,我们来设置一个简单的开发环境,并编写一个C++11程序来测试这些工具。
示例代码
#include <iostream> int main() { std::cout << "Hello, World!" << std::endl; return 0; }
编译并运行这个程序,确保你的环境配置正确。
在C++中,变量是用来存储数据的容器。在声明变量时,需要指定其类型。
示例代码
int main() { int age = 25; char grade = 'A'; double salary = 3500.50; bool isStudent = true; return 0; }
其他类型
- 整型:
int
、short
、long
、long long
- 浮点型:
float
、double
、long double
- 字符型:
char
、wchar_t
- 布尔型:
bool
- 无类型:
void
- 枚举型:
enum
常量是不可改变的数据。通常使用const
关键字来声明常量。
示例代码
int main() { const int maxAge = 100; const double pi = 3.14159; return 0; }
字面量
C++中的字面量可以是数字或字符串。它们用于直接赋予变量初始值。
int main() { int num = 42; double price = 9.99; char letter = 'A'; const char* str = "Hello, World!"; return 0; }
C++支持多种运算符,如算术运算符、关系运算符、逻辑运算符等。表达式是由运算符和操作数组成的。
示例代码
int main() { int a = 10; int b = 5; int sum = a + b; int difference = a - b; int product = a * b; int quotient = a / b; int remainder = a % b; bool isEqual = (a == b); bool isNotEqual = (a != b); return 0; }
使用<iostream>
库来处理输入输出操作。
示例代码
#include <iostream> int main() { int number; std::cout << "请输入一个数字: "; std::cin >> number; std::cout << "你输入的数字是: " << number << std::endl; return 0; }
文件操作
使用<fstream>
库来处理文件输入输出操作。
示例代码
#include <iostream> #include <fstream> int main() { std::ofstream file("output.txt"); file << "Hello, World!"; file.close(); std::ifstream inputFile("output.txt"); std::string content; inputFile >> content; std::cout << "文件内容: " << content << std::endl; return 0; }
条件语句用于根据条件执行不同的代码块。
示例代码
#include <iostream> int main() { int age = 20; if (age >= 18) { std::cout << "成年人" << std::endl; } else { std::cout << "未成年人" << std::endl; } return 0; }
循环语句用于重复执行一段代码。
示例代码
#include <iostream> int main() { for (int i = 0; i < 5; i++) { std::cout << "循环次数 " << i << std::endl; } int j = 0; while (j < 5) { std::cout << "循环次数 " << j << std::endl; j++; } int k = 0; do { std::cout << "循环次数 " << k << std::endl; k++; } while (k < 5); return 0; }
跳转语句用于改变程序执行的流程,包括break
、continue
和goto
。
示例代码
#include <iostream> int main() { for (int i = 0; i < 10; i++) { if (i == 5) { break; } std::cout << "i = " << i << std::endl; } for (int i = 0; i < 10; i++) { if (i % 2 == 0) { continue; } std::cout << "i = " << i << std::endl; } int x = 0; label: std::cout << "x = " << x << std::endl; if (x == 2) { goto label; } x++; return 0; }
更复杂的goto使用案例
#include <iostream> int main() { int x = 0; process: x++; if (x < 5) { goto process; } std::cout << "x = " << x << std::endl; return 0; }
代码块是一个由大括号{}
包围的代码块,作用域在代码块内有效。
示例代码
#include <iostream> int main() { { int x = 5; std::cout << "x 在代码块内: " << x << std::endl; } // x 在这里无法访问 return 0; }
函数是可重用的代码块,用于执行特定任务。
示例代码
#include <iostream> void displayMessage() { std::cout << "Hello, World!" << std::endl; } int main() { displayMessage(); return 0; }
可以将参数传递给函数。
示例代码
#include <iostream> void displayNumber(int num) { std::cout << "数字是: " << num << std::endl; } int main() { displayNumber(42); return 0; }
函数可以返回值,使用return
关键字。
示例代码
#include <iostream> int addNumbers(int a, int b) { return a + b; } int main() { int result = addNumbers(10, 20); std::cout << "结果是: " << result << std::endl; return 0; }
递归函数是调用自身的函数。
示例代码
#include <iostream> int factorial(int n) { if (n == 0) { return 1; } else { return n * factorial(n - 1); } } int main() { int result = factorial(5); std::cout << "5 的阶乘是: " << result << std::endl; return 0; }
更复杂的递归函数
#include <iostream> int fibonacci(int n) { if (n < 2) { return n; } else { return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2); } } int main() { int result = fibonacci(10); std::cout << "10 的斐波那契数是: " << result << std::endl; return 0; }
类是创建对象的蓝图,对象是类的实例。
示例代码
#include <iostream> class Person { public: std::string name; int age; void displayInfo() { std::cout << "姓名: " << name << std::endl; std::cout << "年龄: " << age << std::endl; } }; int main() { Person person; person.name = "张三"; person.age = 25; person.displayInfo(); return 0; }
类中的变量称为成员变量,函数称为成员函数。
示例代码
#include <iostream> class Rectangle { public: int length; int width; int area() { return length * width; } }; int main() { Rectangle rect; rect.length = 5; rect.width = 10; std::cout << "面积: " << rect.area() << std::endl; return 0; }
构造函数用于初始化对象,析构函数用于释放资源。
示例代码
#include <iostream> class Person { public: std::string name; int age; Person(std::string n, int a) : name(n), age(a) {} ~Person() { std::cout << "析构函数被调用" << std::endl; } void displayInfo() { std::cout << "姓名: " << name << std::endl; std::cout << "年龄: " << age << std::endl; } }; int main() { Person person("李四", 30); person.displayInfo(); return 0; }
继承允许一个类继承另一个类的属性和行为。多态允许通过基类指针或引用调用派生类的方法。
示例代码
#include <iostream> class Animal { public: virtual void speak() { std::cout << "动物说话" << std::endl; } }; class Dog : public Animal { public: void speak() { std::cout << "狗叫汪汪" << std::endl; } }; class Cat : public Animal { public: void speak() { std::cout << "猫叫喵喵" << std::endl; } }; int main() { Animal* animal1 = new Dog(); animal1->speak(); Animal* animal2 = new Cat(); animal2->speak(); delete animal1; delete animal2; return 0; }
更复杂的继承结构
#include <iostream> class Animal { public: virtual void speak() = 0; }; class Mammal : public Animal { public: virtual void breathe() { std::cout << "哺乳动物呼吸" << std::endl; } }; class Dog : public Mammal { public: void speak() { std::cout << "狗叫汪汪" << std::endl; } }; class Cat : public Mammal { public: void speak() { std::cout << "猫叫喵喵" << std::endl; } }; int main() { Dog dog; Cat cat; dog.speak(); cat.speak(); dog.breathe(); cat.breathe(); return 0; }
智能指针提供了自动内存管理功能,避免了手动管理内存的复杂性。
示例代码
#include <iostream> #include <memory> int main() { std::unique_ptr<int> uniquePtr(new int(10)); std::shared_ptr<int> sharedPtr(new int(20)); *uniquePtr = 50; *sharedPtr = 60; std::cout << "uniquePtr: " << *uniquePtr << std::endl; std::cout << "sharedPtr: " << *sharedPtr << std::endl; return 0; }
使用auto
关键字可以自动推断变量类型。
示例代码
#include <iostream> int main() { auto number = 42; auto pi = 3.14159; auto isTrue = true; std::cout << "number: " << number << std::endl; std::cout << "pi: " << pi << std::endl; std::cout << "isTrue: " << isTrue << std::endl; return 0; }
更复杂的auto使用案例
#include <iostream> int main() { auto arr = new int[5]{1, 2, 3, 4, 5}; auto size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); for (auto i = 0; i < size; ++i) { std::cout << "arr[" << i << "] = " << arr[i] << std::endl; } delete[] arr; return 0; }
Lambda表达式提供了一种简洁的方法来定义匿名函数。
示例代码
#include <iostream> #include <vector> #include <algorithm> int main() { std::vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5}; std::for_each(numbers.begin(), numbers.end(), [](int n) { std::cout << n * 2 << std::endl; }); return 0; }
带有捕获列表和参数的Lambda表达式
#include <iostream> #include <vector> int main() { std::vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5}; int multiplier = 2; for (int& n : numbers) { n = n * multiplier; } for (int n : numbers) { std::cout << n << std::endl; } return 0; }
C++提供了异常处理机制来处理程序中可能出现的错误。
示例代码
#include <iostream> #include <stdexcept> void throwException() { throw std::runtime_error("发生了运行时错误"); } int main() { try { throwException(); } catch (const std::exception& e) { std::cout << "捕获到的异常: " << e.what() << std::endl; } return 0; }
更复杂的异常处理示例
#include <iostream> #include <stdexcept> class MyException : public std::exception { public: const char* what() const throw() { return "自定义异常"; } }; void throwCustomException() { throw MyException(); } int main() { try { throwCustomException(); } catch (const MyException& e) { std::cout << "捕获到的自定义异常: " << e.what() << std::endl; } try { throwCustomException(); } catch (const MyException& e) { std::cout << "捕获到的自定义异常: " << e.what() << std::endl; } catch (const std::exception& e) { std::cout << "捕获到的异常: " << e.what() << std::endl; } return 0; }
通过以上内容,你已经掌握了C++11的基本语法和一些现代特性的使用方法。更多深入的C++知识,可以访问慕课网(https://www.imooc.com/)进行学习。
这篇关于C++11入门:轻松掌握现代C++编程基础的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对大家有所帮助,也希望大家多多支持为之网!
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