2.C++的变量，输入，输出

C++的变量，输入，输出

同其它编程语言一样，C++程序要想与用户进行交互，必须有输出，输入，还有存储数据的变量。接下来我们一起来看看在C++中如何进行输入输出，以及变量的存储吧。

输出

在编程业界有个不成文的规定，就是学习一门编程语言，第一个写出来的程序必须得是输出“Hello World”这句话，同时这句话也预示着接下来的学习会一帆风顺，那么我们也来一起写我们的第一个C++程序来输出这句话吧。

#include <iostream>

using namespace std;

int main(){
   
    cout << "Hello world" << endl;
    return 0;
}

如果有过C语言的基础，那么这段代码你一定能看懂个八九不离十，没有也没关系，接下来我会逐行解释这段代码。

#include <iostream>

• 这是一个预处理指令，它告诉编译器在编译这个 C++ 程序时包含标准输入输出流的头文件 <iostream>。这个头文件中包含了输入输出相关的类和对象，如 cout 和 cin，用于进行标准的输入和输出操作。我们写程序一般都会包含这个头文件，在C语言中包含输入输出标准的头文件叫<stdio.h>。

using namespace std;

• 这行代码使用了 std 命名空间。std 是 C++ 标准库中使用的命名空间，其中包含了许多标准的类、函数和对象。使用 using namespace std; 可以让我们在代码中直接使用 std 命名空间中的元素，而不需要每次都加上 std:: 前缀，如我们在下面使用cout，endl以及后面输入会用到的cin都不用写成std::cout类似的写法。但在大型项目中，为了避免命名冲突，一般不推荐使用这种方式，而是使用 std:: 前缀。

int main(){
   

• 这是 C++ 程序的入口点。main 函数是每个 C++ 程序都必须有的函数，程序从这里开始执行。int 表示这个函数返回一个整数类型的值。在这里强调一点，我们使用的vs2022或者是clion这种IDE，创建一个项目里面只允许有一个main函数，也就是说无论有多少个.cpp源文件，这些文件里面只能有一个main函数，因为main函数是一个项目的入口点，程序执行是从main函数开始执行，如果有多个main函数则会报错，这点和python等编程语言不同。如果是使用Dev-Cpp这类可以单文件编译运行的IDE则不存在这个问题。那么我们如果想在一个项目里面运行不一样的程序，我们可以把前一个main函数命名为main1函数，后面main2，main3以此类推，想运行哪个文件就把哪个文件里面包含main函数，但是在编译时所有的源文件都会进行编译，所以其它源文件中有错误，同样会导致编译失败。

    cout << "Hello world" << endl;

• cout 是 std 命名空间中的输出流对象，用于输出数据。<< 是输出运算符，它将后面的数据发送到 cout 中。"Hello world" 是一个字符串常量，将被输出。endl 是一个操纵符，用于插入一个换行符并刷新输出缓冲区，使得输出的内容立即显示在屏幕上。

    return 0;
}

• 这行代码表示 main 函数的结束，并返回一个整数 0。在 C++ 中，返回 0 通常表示程序正常结束。根据约定，程序成功执行并正常结束时返回 0，而其他非零值可以表示程序出现错误或异常情况。

那么这就是我们C++中的输出，下面我们来一起看看变量。

变量

变量，在有的教材中也叫字面量，是差不多的意思，就是使用一个名字来"存储"一个数据，这里的存储打个引号，因为实际上它只是指向内存中存储数据，并不是真正意义上的存储。

一、变量的定义

在 C++ 中，变量是用于存储数据的容器，它们在程序执行期间可以保存不同类型的值。变量在使用前必须先声明，声明变量的基本格式如下：

<数据类型> <变量名>;

例如：

int age;

这里声明了一个名为 age 的变量，其数据类型为 int（整数）。

二、变量的数据类型

C++ 有多种数据类型，以下是一些常见的数据类型：

1. 基本数据类型

• 整数类型：

  • int：通常用于存储普通的整数，其大小一般为 4 个字节，范围通常为 -2147483648 到 2147483647。
  • short：短整型，通常占用 2 个字节，范围相对较小。
  • long：长整型，一般为 4 或 8 个字节，范围比 int 可能更大。
  • long long：长长整型，通常为 8 个字节，可存储更大范围的整数。
  • unsigned 修饰符：可以加在整数类型前面，用于存储无符号整数，即只存储非负整数，范围从 0 开始，例如 unsigned int。

• 浮点类型：

  • float：单精度浮点数，通常占用 4 个字节，用于存储带有小数部分的数字，但精度相对较低。
  • double：双精度浮点数，一般占用 8 个字节，精度比 float 高。
  • long double：更高精度的浮点数，占用空间更大，具体大小可能因编译器而异。

• 字符类型：

  • char：用于存储单个字符，通常占用 1 个字节，存储字符的 ASCII 码值。例如：

  char grade = 'A';
  

  • wchar_t：宽字符类型，用于存储宽字符，通常用于存储 Unicode 字符，占用 2 或 4 个字节。

• 布尔类型：

  • bool：用于存储布尔值，只能取 true 或 false 两个值。例如：

  bool isTrue = true;
  

三、变量的初始化

变量可以在声明时初始化，也可以在声明后进行初始化。

• 声明时初始化：

  int count = 0;
  

  这里count变量在声明时被初始化为 0。

• 声明后初始化：

  int score;
  score = 95;
  

  先声明score变量，然后将其值初始化为 95。

四、变量的作用域

变量的作用域是指变量在程序中可见和可访问的范围。

1. 局部变量

在函数或代码块（如 if、for 等）内部声明的变量是局部变量，它们只能在该函数或代码块内使用。例如：

void exampleFunction() {
   
    int localVar = 10;  // 局部变量
    // 这里可以使用 localVar
}
// 这里不能使用 localVar

2. 全局变量

在所有函数和代码块之外声明的变量是全局变量，它们可以在整个程序中被访问（从声明位置开始）。例如：

int globalVar = 20;  // 全局变量

void anotherFunction() {
   
    // 这里可以使用 globalVar
}

五、变量的命名规则

• 变量名可以由字母、数字和下划线组成。
• 变量名必须以字母或下划线开头，不能以数字开头。
• C++ 是区分大小写的，所以 age 和 Age 是不同的变量。
• 变量名不能是 C++ 的关键字，例如 int、if、for 等不能作为变量名。

六、变量的存储类别

• 自动存储类别（auto）：

  • 这是默认的存储类别，局部变量通常是自动存储类别，它们在函数或代码块开始时创建，在结束时销毁。

  auto int temp = 5;  // auto 关键字在 C++11 之后可用于自动类型推断，这里可直接写 int temp = 5;
  

• 静态存储类别（static）：

  • 用 static 关键字声明的变量在程序的整个生命周期内存在，并且只会初始化一次。

  static int staticVar = 1;
  

  • 静态局部变量在函数调用结束后不会销毁，下次调用函数时，其值仍然保留。

七、常量

常量是在程序运行期间其值不会改变的量。

• 使用 const 关键字：

  const int MAX_VALUE = 100;
  

  这里MAX_VALUE的值在程序运行期间不能被修改。

八、引用

引用是 C++ 的一个重要特性，它为已存在的变量提供了一个别名。

• 声明引用：

  int num = 5;
  int& ref = num;  // ref 是 num 的引用
  

  对ref的操作等同于对num的操作，例如：

  ref = 10