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C++程序设计基础(入门版)
第1章 绪论:走进C++世界——和电脑“对话”的实用工具
1.1 C++的起源与发展:为什么会有这种“电脑语言”?
我们平时用手机刷视频、用电脑玩游戏、用导航找路,背后都有“程序”在默默工作——程序就像电脑的“指令手册”,告诉电脑该做什么、怎么做。而C++,就是编写这种“指令手册”的一种常用“语言”。
早在20世纪80年代初,丹麦有位叫本贾尼·斯特劳斯特鲁普的科学家,他发现当时已经有了C语言(一种简单的电脑语言),但用C语言编写大型程序时,就像用零散的积木搭一座高楼,零件太多、不好整理,容易出错还难修改。于是他就想:能不能在C语言的基础上,升级一种更“智能”的语言?
1985年,C++正式“诞生”了。它保留了C语言的简洁高效,又增加了很多实用功能,就像给普通自行车加装了变速和刹车,骑起来更省力、更安全。之后的几十年里,C++不断升级(比如C++11、C++17等版本),功能越来越完善,既能编写简单的小工具,也能搞定游戏、导航、手机APP这些复杂的程序。
1.2 C++的核心特点:为什么选它和电脑“对话”?
可能有人会问,市面上有很多电脑语言,为什么要学C++?其实C++就像我们生活中的“万能工具”,有5个非常实用的特点,哪怕是非专业人群,也能轻松理解:
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兼容性强,上手容易:如果把C语言比作“普通话”,那C++就像是“带方言的普通话”——会说普通话(学过C语言)的人,学C++不用从头开始;就算没学过C语言,C++的基础用法也和我们平时说话的逻辑很像,容易上手。而且大多数用C语言写的程序,C++都能直接“看懂”,不用重新编写。
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面向对象,整理更方便:这是C++最核心的优点,我们用生活场景就能理解。比如我们整理衣柜,会把衣服、裤子、袜子分开装(封装);孩子会继承父母的一些习惯(继承);同样一句“吃饭了”,大人和小孩的反应不一样(多态)。C++的“面向对象”就是这个道理,把程序里的“数据”和“操作方法”分开整理,就像整理衣柜一样,找的时候更方便,修改起来也不容易出错。
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高效快捷,不卡顿:我们用手机刷视频最怕卡顿,用电脑玩游戏最怕延迟——C++就不会有这个问题。它就像“快速快递”,编写的程序运行速度非常快,接近电脑本身的最高效率,比很多其他语言(比如Python、Java)都要快,适合用来写游戏、导航这种对速度要求高的程序。
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灵活多变,用途广泛:C++就像“多功能工具箱”,既能像搭积木一样一步步编写程序(面向过程),也能像整理衣柜一样分类编写(面向对象),还能应对不同的需求。不管是简单的“计算加减乘除”小工具,还是复杂的手机APP、电脑游戏、嵌入式设备(比如智能手表),C++都能搞定。
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工具齐全,不用“从零开始”:C++自带一个“工具库”(标准模板库STL),里面有很多现成的“小工具”——比如用来存数据的“容器”(像我们生活中的盒子、柜子),用来排序、查找的“算法”(像我们整理文件的方法)。不用我们从头编写这些基础功能,直接拿来用,节省时间和精力。
1.3 C++与C语言的区别与联系:分清两个“电脑语言”
很多人会把C++和C语言搞混,其实它们就像“普通自行车”和“变速自行车”——既有联系,又有区别。我们用一张简单的表格,结合生活场景,就能分清它们:
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对比维度(生活化类比)
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C语言(普通自行车)
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C++语言(变速自行车)
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操作方式
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只能一步步操作,像骑普通自行车,全程用一个速度
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可灵活操作,既能像普通自行车一样一步步来,也能变速(用面向对象等方式)
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核心思路
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注重“步骤”,比如“先拧螺丝、再装零件”,一步步完成任务
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注重“分类”,比如“先把零件分好类,再一步步组装”,更有条理
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关键功能
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功能简单,只能完成基础操作,像普通自行车只有“骑行”功能
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继承了C语言的基础功能,还新增了“分类整理”(封装、继承等)功能,更智能
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和电脑“对话”方式
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需要用“简洁指令”,比如printf(“你好”),像跟陌生人说话要简洁
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既能用C语言的指令,也能用电更简洁的指令(比如cout<<“你好”),像跟朋友说话更随意
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适用场景
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适合简单任务,比如“计算一个数字”“打印一句话”,像普通自行车适合短途骑行
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适合复杂任务,比如“写一个小游戏”“做一个小工具”,像变速自行车适合长途、复杂路况
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注意:很多人以为C++就是“C语言加一点功能”,其实不是哦!就像变速自行车不只是普通自行车加个变速杆,C++在很多细节上都做了优化,比如支持“同一个指令有不同用法”(函数重载),这些都是C语言没有的,后续我们会慢慢接触。
1.4 C++开发环境搭建:给电脑装“对话工具”
我们和朋友聊天,需要嘴巴和耳朵;和电脑用C++“对话”,就需要给电脑装一个“对话工具”——也就是开发环境(IDE)。它就像我们手机上的“记事本”,可以用来写C++指令,还能让电脑“读懂”并执行这些指令。
对于非专业人群,我们推荐两个简单易操作的“对话工具”,不用复杂设置,像装手机APP一样简单,大家可以根据自己的需求选择:
1.4.1 Dev-C++(推荐新手,零难度)
Dev-C++就像“简易记事本”,体积小、操作简单,安装后就能直接用,不用手动设置任何东西,特别适合刚开始学C++的非专业人群,只适合Windows电脑(笔记本、台式机),步骤如下:
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下载:打开浏览器,搜索“Dev-C++ 官方下载”,找到正规下载地址,选择和自己电脑匹配的版本(32位/64位,不懂就选64位,大部分电脑都支持),点击下载。
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安装:下载完成后,双击安装包,跟着提示点击“下一步”就好。注意:安装路径尽量选默认的,不要选带中文的文件夹(比如“我的文档”“桌面”),然后勾选“MinGW Compiler”(这个是让电脑“读懂”C++的关键,必须勾选),最后点击“完成”,安装就好了。
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验证:打开Dev-C++,点击左上角“文件”→“新建”→“源代码”,会出现一个空白的编辑框,输入几行简单的代码(后面会教大家,现在先跟着做),然后点击“运行”→“编译运行”。如果电脑弹出一个黑色窗口,里面有文字显示,就说明安装成功了,我们的“对话工具”就能用了。
1.4.2 Visual Studio(适合想深入学的人)
Visual Studio(简称VS)就像“多功能办公软件”,功能很强大,不仅能写C++,还能写其他电脑语言,适合后续想深入学、想写更复杂程序的非专业人群,同样只适合Windows电脑,步骤如下(稍微复杂一点,但跟着做就能成):
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下载:打开浏览器,搜索“Visual Studio 官方下载”,进入微软官网,下载“Community版本”(这个版本免费,适合个人和学生,非专业人群选这个就够了)。
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安装:双击安装包,会弹出一个安装界面,我们只需要勾选“使用C++的桌面开发”(这个是写C++的关键,其他的不用勾选,节省空间),然后点击“安装”,等待安装完成(这个过程可能需要10-30分钟,耐心等就好,中间不用操作)。
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验证:安装完成后,打开VS,点击“创建新项目”,选择“空项目”,给项目起个名字(比如“我的第一个程序”),选择保存路径(随便选,记住就行),点击“创建”;然后右键点击左侧“源文件”→“添加”→“新建项”,选择“C++文件(.cpp)”,点击“添加”,会出现空白编辑框,输入代码后,点击“本地Windows调试器”,如果弹出黑色窗口显示文字,就说明安装成功了。
1.5 第一个C++程序:和电脑说一句“你好”
学会了安装“对话工具”,接下来我们就来写第一个C++程序——和电脑说一句“你好”。就像我们和陌生人第一次见面要打招呼,和电脑第一次“对话”,也从一句简单的问候开始。
下面这段代码,是两个“对话工具”都能使用的,大家跟着输入,附带简单注释(注释就是给我们看的,电脑不会“读懂”,不用纠结):
#include <iostream> // 告诉电脑:我要和你聊天啦,准备好“听”和“说” using namespace std; // 告诉电脑:我们用“简单易懂的方式”聊天,不用绕弯子 // 主函数:电脑的“耳朵”,所有话都从这里听进去 int main() { cout << “Hello World! 电脑,你好呀!” << endl; // 电脑的“嘴巴”,说出这句话 return 0; // 告诉电脑:聊天结束啦,一切正常 }
1.5.1 代码解析:读懂每一句“对话”
可能大家看到上面的代码会有点懵,其实每一句都很简单,我们用生活化的语言,一句一句解析,保证非专业人群也能懂:
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#include <iostream>:这句话就像我们和朋友聊天前,先清一清嗓子,告诉朋友“我要说话了”。它的作用是告诉电脑:“我要和你沟通了,请准备好输入(听)和输出(说)的功能”,没有这句话,电脑就不知道我们要干什么。 -
using namespace std;:这句话就像我们和朋友约定“用普通话聊天”,不用讲方言、不用绕弯子。它的作用是让我们写代码更简单,不用额外加复杂的前缀,电脑也能“读懂”,初学者不用记太细,跟着写就好。 -
int main():这句话就像电脑的“耳朵”,所有我们写给电脑的指令,都要通过这个“耳朵”传进去。C++规定,任何程序都必须有这个“耳朵”,否则电脑就不知道从哪里开始执行指令,就像我们聊天,不知道从哪里开口一样。 -
{ }:这对大括号就像我们聊天的“范围”,所有和电脑说的话(指令),都要放在这对大括号里面。就像我们和朋友聊天,要在同一个场景里,不能东一句西一句,大括号必须成对出现,不然电脑会“ confusion ”。 -
cout << "Hello World! 电脑,你好呀!" << endl;:这句话是电脑的“嘴巴”,用来说出我们想让它说的话。其中,cout就是电脑的“嘴巴”,“<<”就是“说”的动作,双引号里面的内容,就是电脑要说出的话(可以随便改,比如改成“我学会C++啦!”);endl表示“换行”,就像我们说完一句话,换一行再继续说,让输出的内容更整齐。另外,每一句话的末尾都要加“;”,就像我们说话末尾要加句号,告诉电脑“这句话说完了”。 -
return 0;:这句话就像我们聊天结束后,跟朋友说“再见啦,聊得很开心”。它的作用是告诉电脑:“指令执行完了,一切都正常,没有出错”,这句话可以省略,但初学者建议加上,养成好习惯。
1.5.2 程序运行结果:看看电脑的“回复”
把上面的代码输入到我们安装好的“对话工具”(Dev-C++或VS)里,点击“运行”,电脑会弹出一个黑色的窗口,里面会显示这样一行文字:
Hello World! 电脑,你好呀!
这就说明,我们和电脑的第一次“对话”成功啦!是不是很有成就感?其实C++并没有那么难,只要跟着步骤做,哪怕是非专业人群,也能轻松上手。
1.6 本章小结:回顾我们的“电脑对话”初体验
本章我们一起走进了C++的世界,就像第一次认识一个新朋友,从“打招呼”到“学会沟通”,我们掌握了以下几个核心要点,哪怕是非专业人群,也能轻松记住:
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C++是一种和电脑“对话”的语言,能用来编写程序,我们平时用的游戏、APP,很多都是用它写的;
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C++有5个实用特点,简单说就是“好上手、有条理、速度快、用途广、工具全”,适合非专业人群学习;
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分清C++和C语言:C语言是“普通自行车”,简单基础;C++是“变速自行车”,更智能、更灵活;
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学会安装两种“对话工具”(Dev-C++适合新手,VS适合深入学),跟着步骤做,就能安装成功;
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写出了第一个C++程序,和电脑说了一句“你好”,读懂了每一句代码的含义,完成了和电脑的第一次“对话”。
下一章,我们就来深入学习C++的“对话规则”,比如怎么让电脑帮我们算算数、怎么存储我们输入的信息,一步步解锁更多和电脑“对话”的技巧,让电脑变成我们的“小帮手”。
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THE END








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