Initial commit: C++ courseware

2026-11-05 22:51:02 +08:00
commit 4a4ee7c287
@@ -0,0 +1,230 @@
+# C++ 编程讲义 — 初识C++
+
+工欲善其事，必先利其器。
+
+编程本质上是我们通过计算机向机器下达精确指令的过程。因此，在正式编写第一行代码之前，我们必须先熟练掌握并使用最核心的工具——电脑的基本操作与 Windows 操作系统。对于初次接触计算机的同学，我们需要从最基础的物理设备开始学习。
+
+---
+
+## 第一部分：计算机基础设备操作
+
+### 一、鼠标的基本操作
+
+鼠标是我们在图形界面中向计算机发送位置与选择指令的设备。
+
+* **左键单击**：用食指按一下鼠标左键并立即松开。用于选定目标（例如选中一段代码或定位光标）。
+* **左键双击**：快速、连续地按两次鼠标左键。通常用于打开软件或选中一整个单词。
+* **右键单击**：用中指按一下鼠标右键。用于唤出快捷菜单，可以在其中找到复制、粘贴等功能。
+* **拖拽**：按住左键不放，移动鼠标到目标位置后再松开。用于移动窗口或选中多行文本。
+
+### 二、熟悉键盘按键
+
+键盘是编写代码时最重要的输入设备。标准键盘一般包括26个英文字母键、10个数字键、12个功能键（F1～F12）、方向键以及其他的一些功能键。
+
+所有按键在物理布局上主要分为5个区：
+
+1. **主键盘区**：最大的一块区域，包含字母、数字和常用标点符号，是我们书写代码的核心区域。
+2. **功能键区（F1~F12）**：位于键盘最上方，在不同的软件中有不同的快捷功能。
+3. **编辑/控制键区**：包含方向键、删除键（Delete）等，用于在代码中移动光标和修改文本。
+4. **小键盘区**：位于最右侧，主要用于快速输入纯数字。
+5. **键盘指示灯**：提示当前键盘的状态（如大小写锁定、数字键盘锁定等）。
+
+### **编程必须掌握的按键指令：**
+
+* **Shift 键（上档键）**：用于切换中英文标点符号，或输入按键上半部分的符号（例如按住 Shift 再按数字 9，可以打出左括号 `(` ）。
+* **Enter 键（回车键）**：在代码中用于换行，使指令结构清晰。
+* **Backspace 键（退格键）**：用于删除光标前面的字符，是修改代码错误的常用键。
+
+---
+
+## 第二部分：什么是程序与计算机语言？
+
+大家目前可能对软件中复杂的程序代码感到难以理解，但是，大家了解人类生活中的程序吗？有什么程序是大家在日常生活中经历过的呢？
+
+**例如：开学典礼的程序**
+主持人会宣布，今天典礼的程序如下：
+
+* 第一项：升国旗；
+* 第二项：领导介绍；
+* 第三项：校长致辞；
+* 第四项：教师代表发言；
+* 第五项：学生代表发言。
+
+这其实就是人类社会的程序。映射到计算机科学中，**计算机的程序被定义为：为了得到某种结果，通过计算机语言表达的指令序列。** 计算机通过严格执行你下达的指令，最终得出预期的结果。
+
+**假如我们要编写一个让计算机“把大象塞进冰箱”的程序，相当于依次下达以下指令：**
+
+1. 打开冰箱门；
+2. 把大象塞进冰箱；
+3. 关上冰箱门。
+
+### 计算机语言的演变与分类
+
+为了把上述指令传达给计算机，我们需要使用计算机语言。计算机语言主要分为三种：
+
+1. **机器语言（二进制语言）**：由 `0` 和 `1` 组成，这是计算机底层唯一能直接听懂的语言，但人类极难阅读和编写。
+2. **汇编语言**：使用一些简短的英文字母代替二进制代码，比机器语言稍易读，但依然非常晦涩。
+3. **高级语言（接近英语/自然语言）**：使用人类容易理解的英文字母、单词和数学符号编写。
+
+我们即将学习的 **C++ 课程就属于高级语言**。它的本质是由一套特定的英文单词和符号组成的指令集合。然而，计算机底层只能听懂二进制，这就意味着，**必须要将高级语言“翻译”成机器语言，计算机才能执行。**
+
+---
+
+## 第三部分：C++ 开发工具 (Dev-C++) 与执行过程
+
+那我们应该在什么地方、如何去书写这些高级语言呢？这就需要用到专业的集成开发环境（IDE）。
+
+### 一、初识 Dev-C++
+
+对于初学者，我们使用 **Dev-C++**。这是一款专门用于书写和运行 C/C++ 高级语言的工具。它提供了一个干净的文本编辑区，并且内置了代码高亮等便捷功能，极大地规范和方便了我们的书写。
+
+### 二、程序的编译（翻译）与报错机制
+
+当我们在 Dev-C++ 中书写好高级语言代码后，此时代码还只是一堆英文字符，系统在等待着“翻译官”进行翻译。
+**这个“翻译”的过程，在计算机科学中被称为“编译 ”。**
+
+* **严格的语法**：翻译官只能翻译它看得懂的、符合严格规则的代码。如果代码存在拼写错误，或者不符合语法要求，翻译官就会看不懂并拒绝工作。
+* **编译报错（出现红色的 ×）**：如果下方窗口出现红色的 `×` 或错误提示，说明代码有错误，翻译失败。**只有在代码完全无误，翻译官顺利翻译后，程序才能被执行。**
+* **标点符号规范**：因为 C++ 是一门基于英文环境诞生的语言，它的指令**无法识别中文标点符号**。如果误用了中文的逗号（，）或分号（；），就等同于你自创了一个不存在的单词，翻译官会直接报错。编写代码时，必须确保输入法处于**英文半角**状态。
+
+### 三、编译并运行（快捷键 F11）
+
+当确保代码书写完毕且无误后，我们需要让计算机去执行命令。
+在 Dev-C++ 中，**按下键盘上的 `F11` 键，即可一键开始“编译并运行”程序。** 软件会自动先将代码翻译为机器语言，紧接着让计算机执行它。
+
+### 四、控制台（黑框框）
+
+按下 `F11` 并且编译成功后，屏幕上会弹出一个黑色的独立窗口。这个窗口被称为**控制台**。
+控制台的作用是**展示程序的最终运行结果**，或者在程序需要用户输入数据时，**与程序进行交互**。当控制台弹出并显示出预期的结果时，就意味着你的指令被计算机成功执行了。
+
+---
+
+## 第四部分：初识 C++ —— 第一个程序 Hello World
+
+了解了工具后，我们将正式开始编写全人类学习编程时的第一个经典程序：向世界问好。
+
+### 一、代码示例
+
+在 Dev-C++ 的代码编辑区中，输入以下代码：
+
+```cpp
+#include <iostream>     
+using namespace std;    
+
+int main() {            
+    cout << "Hello, World!" << endl;  
+    return 0;           
+}
+
+```
+
+### 二、代码解析
+
+这段看似复杂的英文，其实每一行都有其含义：
+
+* **`#include <iostream>` —— 引入输入输出流库**
+  * **含义**：告诉计算机“我需要使用标准的输入和输出工具”。如果没有这一句指令，计算机就无法理解后续代码中用于在屏幕上显示文字的命令。
+  * 就像做披萨前，要先准备好烤箱和工具，没有烤箱肯定无法制作披萨。
+  * 如果没有这一句，电脑就不知道什么是 `cout`，没有用来输出文字的工具，自然就没法输出文字。
+
+
+
+* **`using namespace std;` —— 使用标准命名空间**
+
+  * **含义**：告诉计算机“本程序默认使用名为 `std` 的标准工具库”。
+  * 比如：A 工具箱和 B 工具箱都有个锤子，你就要先说清楚是哪个工具箱的，不然计算机就会搞混。
+  * `std` 就像 工具箱，`cout` 就像锤子。
+  * 写了这一句，相当于告诉电脑：“我默认要锤子的时候都用的是 `std` 这个工具箱。”，我们以后要用的所有的工具基本都是在`std`这个工具箱里的。
+
+
+
+* **`int main() {` —— 主程序入口**
+
+  * **含义**：这是所有 C++ 程序的起点。程序执行时，必定从 `main` 函数后方的大括号 `{` 开始，到对应的大括号 `}` 结束。一个完整的 C++ 程序必须有且仅有一个 `main` 。`int` 是单词 **integer** 的缩写，意思是“整数”，规定这个函数最终执行完毕后，必须向计算机汇报一个整数作为结果。
+  * 好比一个“主任务清单”，电脑会从这里开始做事情。
+
+
+
+* **`cout << "Hello, World!";` —— 屏幕输出指令**
+
+  * `cout`：用于输出数据的工具，相当于一个“喇叭”，把数据告诉计算机让它来输出。
+  * `<<`：像传送带，把右边的东西送到左边。
+  * **`"Hello, World!"`**：被英文双引号包裹的内容，即我们要原样显示在屏幕上的具体文字数据。
+  * **整句话的意思**：把 "Hello, World!" 交给输出系统，让它把这句话输出在控制台上。
+
+* *注意：这一行的末尾必须以英文分号 `;` 结束，C++ 里 `;` 代表一条指令的执行完毕。*
+
+
+* **`return 0;` —— 正常结束程序**
+
+  * **含义**：返回一个数字 `0` 给系统。`0` 表示一切正常。
+  * 好比告诉老师：“作业完成了，没有出错。”
+
+
+* **`}` —— 程序结束**
+
+  * **含义**：与前文的 `{` 对应，标志着整个 `main` 函数的指令序列到此彻底结束。
+
+---
+
+以下是这段代码中涉及的英文单词与缩写的中文翻译对照表（理解英语含义后，对于代码的理解也会非常有帮助）：
+
+### 第一个C++程序 基础词汇翻译表（务必记忆！）
+
+| **代码单词**  | **英文全拼**        | **中文含义**         |
+| ------------- | ------------------- | -------------------- |
+| **include**   | include             | 包含、引入           |
+| **iostream**  | input output stream | 输入输出数据流       |
+| **using**     | using               | 使用                 |
+| **namespace** | name space          | 命名空间             |
+| **std**       | standard            | 标准                 |
+| **int**       | integer             | 整数                 |
+| **main**      | main                | 主要的（程序的起点） |
+| **cout**      | console output      | 控制台输出           |
+| **return**    | return              | 返回                 |
+
+------
+
+## 第五部分：程序员的注释
+
+### 一、什么是注释？
+
+注释是专门写给人看的说明文字，计算机的翻译官（编译器）在将代码翻译成机器语言时，会**完全跳过并忽略**这些内容。
+
+可以将注释理解为我们在课本空白处书写的学习笔记：老师（代表计算机）在批改作业时不会检查这些笔记，但这些文字能极大地帮助你自己或他人理清程序的逻辑与思路。
+
+### 二、注释的两种标准写法
+
+在 C++ 语言中，为了满足不同的说明需求，提供了两种添加注释的语法规范：
+
+**1. 单行注释 (`//`)**
+
+- **语法规则**：在代码中使用两个连续的斜杠 `//`。从这两个斜杠开始，直到本行结束的所有文字，都会被编译器自动忽略。通常用于对某单一行的代码进行简短解释。
+- **代码示例**：
+
+```cpp
+cout << "Hello"; // 这是一句单行注释，专门用于解释左侧这行代码的作用
+```
+
+**2. 多行注释 (`/* ... */`)**
+
+- **语法规则**：从 `/*` 符号作为起点开始，直到 `*/` 符号作为终点结束。这两个符号中间包裹的所有文字内容（无论中间跨越了多少行），都会被系统统一认定为注释。此结构非常适合在程序开头书写长篇的整体功能说明。
+- **代码示例**：
+
+```C++
+/* 这是多行注释块
+   此处可以详细书写第一点、第二点...
+   计算机在执行时会完全无视这部分内容 
+*/
+cout << "World";
+```
+
+*(注：在 Dev-C++ 等专业软件中，注释部分通常会被自动标记为绿色或其他浅色，以便与正常执行的代码做出明显的视觉区分。)*
+
+### 三、为什么在软件开发中要书写注释？
+
+初学者往往为了节省时间而跳过书写注释的步骤，但书写注释是非常重要的，主要是因为：
+
+- **防遗忘**：人类的短期记忆是有限的。经过数周或数月后再次阅读自己编写的代码时，如果没有注释辅助回忆，当时设计的复杂计算逻辑往往难以迅速被重新理解。
+- **团队协作**：在真实的科技企业中，软件开发是一个团队项目，你的代码必定需要交接给其他工程师查阅或修改。清晰、规范的注释是保证团队成员之间能够快速读懂彼此逻辑。
+
@@ -0,0 +1,38 @@
+### **C++ 初识C++ 课后习题 - 答案**
+
+#### **一、 填空题**
+
+1.  高级，编译
+2.  `F11`
+3.  控制台
+4.  `main`
+5.  控制台输出，整数
+6.  分号 (`;`)
+7.  单行，多行
+8.  输入输出流库 (或 标准输入输出功能)
+
+#### **二、 单项选择题**
+
+1.  **B**. 程序是一系列有序的指令。
+2.  **B**. 编译时出现红色错误，意味着编译器（翻译官）读不懂代码，是语法层面的问题。
+3.  **C**. `int main()` 是C++程序的起点和入口。
+4.  **C**. `cout` 用于输出，使用 `<<` 运算符，要输出的文字需用英文双引号包裹。
+5.  **C**. `endl` 是 `end of line` 的缩写，用于换行。
+6.  **B**. 注释是给程序员看的，编译器会忽略。
+7.  **C**. `std` 是 `standard` (标准) 的缩写。
+8.  **A**. `cout` 会紧挨着输出，代码中没有空格也没有 `endl`，所以会连在一起。
+9.  **C**. `return 0;` 代表程序顺利完成任务，正常退出。
+10.  **B**. 使用 `//` 和 `/* */` 注释掉的代码行都不会被编译和执行，所以只有 `Step 2` 会被输出。
+
+#### **三、 判断题**
+
+1.  × (高级语言必须经过编译，翻译成机器语言后才能被计算机执行。)
+2.  √ (C++的语法规定，所有标点必须是英文半角状态。)
+3.  × (所有C++程序都必须有且仅有一个 `main` 函数作为入口。)
+4.  × (`cout` 使用的符号是 `<<`。)
+5.  √ (`#include` 是预处理指令，不是C++语句，所以末尾没有分号。)
+6.  √ (这是单行注释的定义。)
+7.  × (意思是“使用标准命名空间std”。)
+8.  √ (`endl` 会在输出"Hello"后换行，所以"World"会显示在第二行。)
+9.  √ (在文本编辑器中，回车键用于换行。)
+10.  √ (这是C++多行注释的正确语法。)
@@ -0,0 +1,95 @@
+### **C++ 初识C++ 课后习题**
+
+姓名: \_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_
+
+#### **一、 填空题**
+
+1.  我们学习的C++属于\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_语言，它需要通过一个叫做“\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_”的过程，翻译成计算机唯一能直接听懂的机器语言。
+2.  在Dev-C++中，我们可以按键盘上的\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_键来一键“编译并运行”程序。
+3.  程序编译成功并运行后，会弹出一个黑色的窗口用来显示结果，这个窗口叫做\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_。
+4.  所有C++程序都从\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_开始执行，这是程序的入口。
+5.  `cout` 来自英文 `console output`，是\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_的意思；`int` 来自英文 `integer`，是\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_的意思。
+6.  在C++代码中，每一条独立的指令语句的末尾都必须使用英文的\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_作为结束标记。
+7.  我们可以在代码中书写两种注释：以 `//` 开始的\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_注释，和以 `/*` `*/` 包裹的\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_注释。
+8.  `#include <iostream>` 这行代码的作用是引入\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_，这样我们才能使用 `cout` 工具。
+
+#### **二、 单项选择题**
+
+( &nbsp; ) 1. 讲义中“把大象塞进冰箱”的例子，是为了说明程序是什么？
+    A. 一种文件格式	     B. 一系列需要严格按顺序执行的指令
+    C. 一种计算机硬件	 D. 一种只能由 `0` 和 `1` 组成的代码
+
+( &nbsp; ) 2. 在Dev-C++的编辑区写好C++代码后，如果点击“编译”时，下方出现了红色的错误提示，最可能的原因是？
+    A. 电脑没有连接网络
+    B. 代码存在语法错误，例如拼写错误或使用了中文标点
+    C. 程序运行时间太长
+    D. 程序逻辑太复杂
+
+( &nbsp; ) 3. 每一个C++程序都必须有且仅有一个的入口是？
+    A. `#include <iostream>`	B. `using namespace std;`
+    C. `int main()`			   D. `return 0;`
+
+( &nbsp; ) 4. 在C++中，要在屏幕上原样输出一行文字“I love C++”，应该使用下面哪条指令？
+    A. `cout >> "I love C++";`	B. `cin << "I love C++";`
+    C. `cout << "I love C++";`	D. `main << "I love C++";`
+
+( &nbsp; ) 5. `endl` 在 `cout` 语句中的主要作用是什么？
+    A. 表示程序结束
+    B. 在输出的末尾添加一个空格
+    C. 输出一个换行符，让后续的输出从下一行开始
+    D. 清除屏幕上所有已有的文字
+
+( &nbsp; ) 6. 关于代码中的注释，下列说法正确的是？
+    A. 注释是写给计算机执行的指令
+    B. 注释是写给人看的说明文字，计算机会自动忽略它
+    C. 写了注释会让程序运行变慢
+    D. C++只支持 `//` 这一种注释
+
+( &nbsp; ) 7. 根据讲义中的词汇表，`std` 是哪个单词的缩写？
+    A. student (学生)		   B. study (学习)
+    C. standard (标准)		D. start (开始)
+
+( &nbsp; ) 8. 阅读以下代码片段，它的最终输出是什么？
+    ```cpp
+    cout << "Apple";
+    cout << "Banana";
+    ```
+    A. AppleBanana
+    B. Apple Banana
+    C. Apple (然后换行) Banana
+    D. BananaApple
+
+( &nbsp; ) 9. `return 0;` 这句代码在 `main` 函数中的作用是什么？
+    A. 输出数字0到屏幕上
+    B. 告诉系统程序出错了
+    C. 告诉系统程序正常结束了
+    D. 让程序重新从头执行一次
+
+( &nbsp; ) 10. 阅读以下代码，控制台最终会显示什么内容？
+    ```cpp
+    // cout << "Step 1" << endl;
+    cout << "Step 2" << endl;
+    /*
+      cout << "Step 3" << endl;
+    */
+    ```
+    A. Step 1	B. Step 2
+    C. Step 3	D. Step 1 (然后换行) Step 2 (然后换行) Step 3
+
+#### **三、 判断题 (对的打“√”，错的打“×”)**
+
+1.   ( &nbsp; ) C++是一门高级语言，计算机可以直接理解并执行C++代码，无需翻译。
+2.   ( &nbsp; ) 在编写C++代码时，输入法必须处于英文半角状态，不能使用中文标点符号。
+3.   ( &nbsp; ) 一个C++程序可以没有 `main` 函数。
+4.   ( &nbsp; ) `cout` 使用的符号是 `>>`，代表数据从变量流向屏幕。
+5.   ( &nbsp; ) `#include <iostream>` 这行代码的末尾不需要加分号 `;`。
+6.   ( &nbsp; ) `//` 符号后面的所有内容，直到这一行的末尾，都会被当作注释处理。
+7.   ( &nbsp; ) `using namespace std;` 的意思是“使用一个名叫std的学生”。
+8.   ( &nbsp; ) 以下代码会在屏幕上分两行输出"Hello"和"World"。
+    ```cpp
+    cout << "Hello" << endl;
+    cout << "World";
+    ```
+9.   ( &nbsp; ) 计算机键盘上的 `Enter` 键在代码编辑区的主要作用是换行。
+10.  ( &nbsp; ) `/* 我是注释 */` 这种写法是C++中一种正确的注释方式。
+