C++入门教程：从零开始学C++编程

本文是 C++ 系列教程的第 1 篇。本系列共 30 篇，从零基础一路讲到现代 C++（C++11/14/17/20）、STL、并发编程与工程实战。本篇目标：认识 C++、搭建开发环境、写出并理解第一个程序，掌握变量与基本数据类型。

一、C++ 是什么

C++ 是一门编译型、静态类型的通用编程语言，由 Bjarne Stroustrup 于 1983 年在贝尔实验室基于 C 语言扩展而来。它既保留 C 语言的高性能与底层控制能力，又引入了面向对象、泛型编程和现代抽象机制。

1.1 为什么学 C++

1.2 C++ 版本演进

• C++98/03：经典 C++，面向对象与模板基础。
• C++11：里程碑版本，引入 auto、智能指针、lambda、移动语义。
• C++14：泛型 lambda、返回类型推导增强。
• C++17：结构化绑定、if constexpr、std::optional、filesystem。
• C++20：概念（concepts）、范围（ranges）、协程、三路比较。

1.3 编译型语言的工作流程

源代码(.cpp) –编译器–> 目标代码(.obj) –链接器–> 可执行程序(.exe) –运行–> 输出结果

与 Python 等解释型语言不同，C++ 代码需要先编译再运行，这也带来了更高的执行效率。

二、环境搭建

2.1 Windows 方案

推荐使用 Visual Studio（社区版免费）或 Visual Studio Code + MinGW-w64：

2.2 第一个程序的编写与编译

新建 hello.cpp：

#include <iostream> // 引入输入输出库
using namespace std; // 使用标准命名空间

int main() {
cout << "Hello, World!" << endl; // 输出一行文本
return 0; // 返回 0 表示程序正常结束
}

在终端编译并运行：

g++ hello.cpp -o hello.exe
./hello.exe

输出：

Hello, World!

2.3 逐行拆解第一个程序

三、变量与基本数据类型

3.1 基本数据类型

3.2 变量定义与初始化

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
// 多种初始化方式
int age = 20; // C 风格初始化
int score(95); // 构造函数风格
int level{3}; // 列表初始化（C++11 推荐，防窄化）
double pi = 3.14159;
char grade = 'A';
bool isPass = true;

cout << "年龄：" << age << endl;
cout << "分数：" << score << endl;
cout << "等级：" << level << endl;
cout << "圆周率：" << pi << endl;
cout << "成绩等级：" << grade << endl;
cout << "是否通过：" << (isPass ? "是" : "否") << endl;
return 0;
}

变量命名规则：

• 只能由字母、数字、下划线组成，且不能以数字开头。
• 不能与关键字重名（如 int、if、class）。
• 建议使用有意义的名称，如 studentCount 而非 s。

3.3 常量

#include <iostream>
using namespace std;

#define PI 3.14 // 宏常量（预处理阶段替换）

int main() {
const double E = 2.71828; // const 常量（编译期检查）
constexpr int MAX = 100; // 编译期常量（C++11）

cout << "PI = " << PI << endl;
cout << "E = " << E << endl;
cout << "MAX = " << MAX << endl;
return 0;
}

四、输入输出

4.1 基本输入输出

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

int main() {
string name;
int age;

cout << "请输入你的姓名：";
cin >> name; // 从键盘读取字符串（遇空白停止）

cout << "请输入你的年龄：";
cin >> age;

cout << "你好，" << name << "！你今年 " << age << " 岁。" << endl;
return 0;
}

4.2 读取带空格的行

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

int main() {
string fullName;
cout << "请输入全名（可含空格）：";
getline(cin, fullName); // 读取一整行，包含空格
cout << "你好，" << fullName << "！" << endl;
return 0;
}

五、运算符初步

5.1 算术运算符

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
int a = 10, b = 3;
cout << "a + b = " << (a + b) << endl; // 13
cout << "a – b = " << (a – b) << endl; // 7
cout << "a * b = " << (a * b) << endl; // 30
cout << "a / b = " << (a / b) << endl; // 3（整数除法，截断）
cout << "a % b = " << (a % b) << endl; // 1（取余）
cout << "a / 3.0 = " << (a / 3.0) << endl; // 3.33333（浮点除法）
return 0;
}

5.2 类型转换

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
int total = 7, count = 2;
double avg1 = total / count; // 3（整数除法先执行）
double avg2 = static_cast<double>(total) / count; // 3.5（显式转换）
double avg3 = total / 2.0; // 3.5（隐式提升）

cout << avg1 << endl;
cout << avg2 << endl;
cout << avg3 << endl;
return 0;
}

六、实战：简易加法计算器

综合本篇知识，编写一个支持两个数的加减乘除计算器：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
double num1, num2;
char op;

cout << "===== 简易计算器 =====" << endl;
cout << "请输入第一个数：";
cin >> num1;
cout << "请输入运算符（+ – * /）：";
cin >> op;
cout << "请输入第二个数：";
cin >> num2;

double result;
bool valid = true;

switch (op) {
case '+': result = num1 + num2; break;
case '-': result = num1 – num2; break;
case '*': result = num1 * num2; break;
case '/':
if (num2 == 0) {
cout << "错误：除数不能为 0！" << endl;
valid = false;
} else {
result = num1 / num2;
}
break;
default:
cout << "错误：不支持的运算符！" << endl;
valid = false;
}

if (valid) {
cout << num1 << " " << op << " " << num2 << " = " << result << endl;
}
cout << "感谢使用，再见！" << endl;
return 0;
}

运行示例：

===== 简易计算器 =====
请输入第一个数：10
请输入运算符（+ – * /）：/
请输入第二个数：4
10 / 4 = 2.5
感谢使用，再见！

总结

本篇介绍了 C++ 的历史与版本演进、环境搭建、第一个程序的结构、变量与基本数据类型、常量、输入输出和运算符基础，并用简易计算器串联实战。重点要掌握：main 函数结构、变量声明与初始化、cin/cout 的使用、整数除法与类型转换的坑。

下一篇将深入讲解运算符、表达式与控制流程（if/switch/循环），敬请期待！