Initial commit: C++ courseware
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# C++ 基本语法与 Python 的区别
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## 第一部分：程序的基本结构
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### 1. Python 基础程序 和 C++ 的基础程序
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在 Python 中，你想打印一句话，只需要直接写一行代码：
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```python
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# Python 代码
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print("Hello, World!")
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```
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Python 是**解释型语言**，它从第一行开始直接往下读并执行。
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但在 C++ 中，哪怕只是打印一句话，你也需要搭建一个完整的代码框架结构。因为C++ 是**编译型语言**，代码必须先完整翻译成机器码，然后才能运行，以下的代码为 C++ 中 Hello world 程序实现。注：C++代码中 `//` 后的内容表示注释。
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```cpp
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// C++ 代码的基本框架
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#include <iostream>
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using namespace std;
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int main() {
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cout << "Hello, World!" << endl; // 这是注释，用于输出 Hello, world!
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return 0;
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}
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```
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### 2. C++ 结构拆解（为什么要有这么多行？）
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* `#include <iostream>`：类似于 Python 的 `import`。`iostream` 是“输入输出流”的意思，没有这一行，C++ 连怎么把字显示在屏幕上都不知道，这一行相当于是拿到了 `iostream` 这个工具箱，让它可以获取里面的输出工具。
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* `using namespace std;`：声明使用“标准命名空间”。你可以把它理解为告诉 C++：“接下来我用到的一些基础工具，都去标准工具箱（std）里找”。
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* `int main() { ... }`：**这是 C++ 最重要的地方，叫做“主函数”**。在 C++ 里，程序永远从 `main` 函数的第一行开始执行。大括号 `{}` 里面的内容，就是要执行的具体指令代码。
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* `return 0;`：表示程序正常结束，向操作系统汇报圆满完成了任务，没有错误。
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### 3. 两个语法习惯的区别
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* **分号 `;` 是结尾**：在 Python 里，换行就代表一句话结束。**在 C++ 里，几乎每一条语句结束时，都必须加上英文分号 `;`。** 忘记写分号是 `python` 使用者在 C++ 里最常犯的错误之一。
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* **大括号 `{}` 取代了缩进**：Python 靠严格的缩进来判断代码块。C++ 不管缩进（哪怕你全写在一行它也能运行），C++ 是靠大括号 `{}` 来圈定代码块的。当然，为了人类易读，我们在 C++ 里依然会保持良好的缩进习惯。
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## 第二部分：变量与数据类型
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### 1. 动态类型 和 静态类型
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在 Python 里，变量像是一个有弹性的袋子，你往里面装什么，它就是什么：
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```python
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# Python: 动态类型
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age = 18 # 此时是整数
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age = "十八" # 突然变成字符串了，Python 完全OK
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```
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**C++ 是严格的“静态类型”语言**。在 C++ 里，变量更像是一个定制的容器，你在制造（声明）这个容器的时候，**必须提前规定好它只能装什么类型的东西**，而且永远不能变。
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那么**在 C++ 定义变量的语法是 `数据类型 变量名 = 初始化值;`**（其中 `= 初始化值` 的部分可以省略不进行初始化）。
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```cpp
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// C++是静态类型 (必须先写数据类型，再写变量名字，后面可以进行初始化)
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int age = 18;
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// age = "十八"; // 错误！C++ 会直接报错：不能把文字塞进整数盒子里！
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```
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### 2. C++ 中最常用的基本数据类型
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在 Python 里的类型，在 C++ 里都有对应，但划分得更细：
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* **`int`** ：整数（例如 `10`, `-5`, `0`）。
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* **`double`**：双精度浮点数，也就是小数（例如 `3.14`, `-0.99`）。C++ 中还有一种叫 `float` 的小数，但 `double` 精度更高，更常用。
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* **`char`** ：单个字符。注意！在 C++ 里，**单字符必须用单引号**（例如 `'A'`, `'?'`），双引号是留给字符串的。
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* **`string`**：字符串（例如 `"Hello"`）。需要引入 `#include <string>` 才能使用，并且字符串需要用双引号包裹。
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* **`bool`** ：布尔值。代表真假。
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### 3. 变量的声明与初始化
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在 C++ 里，你可以先准备好盒子（声明），以后再往里装东西（赋值）：
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```cpp
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int score; // 声明变量：准备了一个叫 score 的整数盒子
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score = 100; // 赋值：把 100 放进去
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double price = 9.9; // 声明并同时初始化（推荐这种做法）
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```
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## 第三部分：输入与输出
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在 Python 里，我们用 `print()` 输出，用 `input()` 输入。
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在 C++ 里，输入输出的概念有点像是一条河流。
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### 1. 输出：`cout`
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C++的输出是使用 `cout` 配合输出符号 `<<` （像两个向左的箭头，表示把数据流向屏幕）。
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```cpp
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// Python 的输出语法
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# age = 16;
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# print("我的年龄是", age)
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// 对应 C++ 的实现：
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int age = 16;
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cout << "我的年龄是 " << age << endl;
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```
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* 你可以用 `<<` 把很多东西串联起来。
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* `endl` (End Line) 表示换行，相当于 Python `print` 默认的换行效果。你也可以在字符串里添加 `\n` 来换行。
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### 2. 输入：`cin`
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C++的输入是使用 `cin` 配合输入符号 `>>` （箭头向右，表示把从键盘读到的数据流向变量）。
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**输入这里 C++ 比 Python 方便一点！**
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在 Python 里，`input()` 拿到的永远是字符串，你要用 `int(input())` 强行转换。
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但在 C++ 里，因为变量已经提前规定好了类型，`cin` 会**自动**把你的键盘输入转换成合适的类型！
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```cpp
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// Python 代码：
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# age_str = input("请输入年龄: ")
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# age = int(age_str)
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// C++ 代码：
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int age; // 获取输入前，必须先准备好一个空盒子来装这个输入的数据
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cout << "请输入年龄: "; // 提示用户
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cin >> age; // 程序暂停，等待用户输入，并自动转为整数放进 age 盒子
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```
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## 第四部分：条件判断
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条件判断的逻辑在任何编程语言里都是相通的（无非就是如果...就...否则...），主要的区别在于**符号和格式**。
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### 1. 结构对比 (`if - elif - else` vs `if - else if - else`)
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我们直接看对比。假设我们要编写根据分数判断 优秀、及格、不及格 的三个等级的代码：
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**Python 版本：**
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```python
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score = 85
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if score >= 90:
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print("优秀")
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elif score >= 60:
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print("及格")
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else:
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print("不及格")
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```
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**C++ 版本：**
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```cpp
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int score = 85;
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// 注意 1：条件必须用圆括号 () 包起来！
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// 注意 2：执行的代码块必须用大括号 {} 包起来！
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if (score >= 90) {
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cout << "优秀" << endl;
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}
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else if (score >= 60) { // 注意 3：C++ 里没有 elif，必须写完整的 else if
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cout << "及格" << endl;
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}
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else {
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cout << "不及格" << endl;
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}
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```
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### 2. 逻辑运算符的变换 (and, or, not)
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在 Python 里，判断多个条件时，使用的是英语化的 `and`、`or`、`not`。
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在 C++ 里，需要使用数学领域的符号：
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* **与 (and) 变成 `&&`**
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* **或 (or) 变成 `||`** （竖线符号，通常在回车键上方，按 Shift + \ 打出）
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* **非 (not) 变成 `!`**
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**举个例子：判断一个人是不是青少年（年龄在 13 到 19 岁之间）：**
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* Python: `if age >= 13 and age <= 19:` (Python 甚至允许 `if 13 <= age <= 19:`)
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* C++: `if (age >= 13 && age <= 19)` (但是C++ **绝对不能**连写，必须用 `&&` 连接两个独立的判断)
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### 3. 布尔值的细微差别
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* Python 的真假是首字母大写的：`True` / `False`
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* C++ 的真假是全小写的：`true` / `false`
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### **作为有 Python 基础的同学，在写 C++ 时一定要注意以下几个问题：**
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1. **分号**：每句话代码都要加上 `;` 。
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2. **类型**：要用一个新变量，必须要规定数据类型，例如 `int` 、`double` 。
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3. **括号**： `if` 后面，条件需要加上 `()` 。并且代码块也要加上 `{}` 。
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4. **结构**：写代码前要写上C++程序框架， `int main() { ... }` ，以及前面的 `include` 以及 `using namespace std;`。
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@@ -0,0 +1,167 @@
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### 实例一：程序基本结构 (最简单的 "Hello World")
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**Python 代码**
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```python
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# 直接写，所见即所得
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print("Hello, C++!")
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```
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**C++ 代码**
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```cpp
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// C++ 程序在基本的程序框架下写代码，这个框架基本是固定的结构，记住即可。
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#include <iostream>
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using namespace std;
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int main() {
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cout << "Hello, Python!" << endl;
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return 0;
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}
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```
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#### 区别点解析：
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* **框架**：Python 几乎没有框架，直接写功能。C++ 必须把所有代码放进 `int main() { ... }` 这个主函数“容器”里。
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* **引用**：C++ 需要用 `#include <iostream>` 来引入“输入输出”的功能模块。
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* **语法**：C++ 语句结尾必须有分号 `;`。`endl` 用于换行。
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### 实例二：变量与数据类型 (声明一个变量并使用)
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**Python 代码**
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```python
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# Python 是动态类型
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# 变量的类型由赋给它的值决定
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my_variable = 100
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print("它现在是一个数字:", my_variable)
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my_variable = "一百"
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print("它现在变成了一个字符串:", my_variable)
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```
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**C++ 代码**
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```cpp
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#include <iostream>
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#include <string> // 使用 string 类型，需要引入 string 工具箱中的字符串模块
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using namespace std;
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int main() {
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// C++ 是静态类型
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// 必须提前声明变量的类型, 语法为: 数据类型 变量名 = 初始化值; 其中 = 初始化值 的部分可以省略
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int my_number = 100;
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cout << "它是一个整数: " << my_number << endl;
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// 如果是C++, 下面这行代码会直接编译失败！
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// my_number = "一百";
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string my_text = "一百";
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cout << "这是一个字符串: " << my_text << endl;
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return 0;
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}
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```
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#### 区别点解析：
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* Python 的变量 `my_variable` 可以随意改变类型。C++ 的变量 `my_number` 在被声明为 `int` 后，就永远只能存储整数。
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* **声明**：C++ 必须用 `类型 名字;` 的格式先“声明”变量的存在，才能使用。如 `int my_number;` 和 `string my_text;`。
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### 实例三：输入与输出
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**Python 代码**
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```python
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name = input("请输入你的名字: ")
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age_str = input("请输入你的年龄: ")
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# input() 得到的是字符串，需要手动转换
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age = int(age_str)
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print("你好,", name, "! 你明年就", age + 1, "岁了。")
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```
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**C++ 代码**
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```cpp
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#include <iostream>
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#include <string>
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using namespace std;
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int main() {
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string name; // 准备一个装字符串的盒子
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int age; // 准备一个整数的盒子
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cout << "请输入你的名字: ";
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cin >> name;
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cout << "请输入你的年龄: ";
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// cin 会自动将用户的输入转换为整数！
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cin >> age;
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cout << "你好, " << name << "! 你明年就 " << age + 1 << " 岁了。" << endl;
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return 0;
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}
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```
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#### 区别点解析：
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* **输入类型**：Python 的 `input()` 永远返回字符串，需要手动转换。C++ 的 `cin` 会根据你提供的变量类型（`int age`）自动尝试转换用户的输入，非常方便。
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* **输出串联**：Python 的 `print()` 用逗号 `,` 分隔多项。C++ 的 `cout` 使用 `<<` 符号来像链条一样串联多项。
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### 实例四：条件判断
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#### 例：输入年龄，根据是否成年 以及 是否有许可 来判断能否进入一个俱乐部
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注：**是否有许可**是通过一个布尔类型变量 `has_permission` 来手动设置的，变量值设置为 `true` 代表有许可，否则是无许可。
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**Python 代码**
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```python
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age = 20
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has_permission = False
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# 使用 and, or, not 逻辑词
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# 使用冒号(:)和缩进定义代码块
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if age >= 18 and not has_permission:
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print("你已成年，但没有许可。")
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elif age < 18:
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print("你还未成年。")
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||||
else:
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||||
print("你可以进入。")
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```
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**C++ 代码**
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```cpp
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#include <iostream>
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using namespace std;
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int main() {
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int age = 20;
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bool has_permission = false; // 布尔值是小写
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// 使用 &&, ||, ! 逻辑符号
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// 使用圆括号()包裹条件，大括号{}定义代码块
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if (age >= 18 && !has_permission) {
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||||
cout << "你已成年，但没有许可。" << endl;
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||||
}
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||||
else if (age < 18) { // 注意是 else if
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||||
cout << "你还未成年。" << endl;
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||||
}
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||||
else {
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||||
cout << "你可以进入。" << endl;
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||||
}
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||||
|
||||
return 0;
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||||
}
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```
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#### 区别点解析：
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* **逻辑词 和 逻辑符号 不同**：Python 的 `and`, `or`, `not` 在 C++ 中对应的是 `&&`, `||`, `!`。
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* **代码块**：Python 靠**冒号+缩进**。C++ 靠**大括号 `{...}`**。
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* **条件包裹**：C++ 的 `if` 和 `else if` 后面的判断条件**必须**用圆括号 `()` 包起来。
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* **关键字不同**：Python 的 `elif` 在 C++ 中是 `else if`。Python 的 `True/False` 在 C++ 中是 `true/false`。
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@@ -0,0 +1,191 @@
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# C++与Python的对比 与 Python基本语法
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### **1. 变量**
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**区别：** Python 不需要声明类型，它会自动推导，相当于前面加了C++的 `auto` 一样，并且也不需要分号
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| C++ | Python |
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| :-------------------- | :------------------------------------------- |
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| `int a = 10;` | `a = 10` |
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| `float b = 3.14;` | `b = 3.14` |
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| `string s = "hello";` | `s = "hello"` |
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| `bool f = true;` | `f = True` (首字母需要大写与C++的true不一样) |
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### **2. 输入输出 **
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**输出：**
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| C++ | Python |
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| :---------------------- | :---------------- |
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| `cout << "Hello";` | `print("Hello")` |
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| `cout << "Num: " << a;` | `print("Num", a)` |
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**输入：**
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Python 的输入默认是字符串类型，如果要进行计算，需要手动强制类型转化
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| C++ | Python |
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| :-------------------- | :----------------------------------------------------------- |
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| `string s; cin >> s;` | `s = input()` |
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| `int n; cin >> n;` | `n = int(input())` (必须强制类型转化为`int`才能用于数学计算) |
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### **3. 判断语句**
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**区别：**
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1. 没有括号 `()` 包围条件
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2. 行尾必须加冒号 `:`
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3. **没有大括号 `{}`，全靠缩进（通常为4个空格，可以使用Tab按键来快速缩进）来表示某个代码块**
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4. `else if` 变成了 `elif`
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||||
**C++:**
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```cpp
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if (x > 0) {
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cout << "正数";
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} else if (x == 0) {
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cout << "零";
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} else {
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cout << "负数";
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||||
}
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```
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||||
**Python:**
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||||
```python
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if x > 0: # 没括号，有冒号
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print("正数") # 必须缩进，表示是属于 x > 0 的这个代码块
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elif x == 0: # else if 变成 elif，并且回退缩进，从 x > 0 的代码块中退出
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||||
print("零")
|
||||
else:
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||||
print("负数")
|
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```
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||||
### Python的缩进
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你可以把缩进看作是**“文件目录的层级”**
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* 缩进越深，说明它属于越内部的逻辑
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* 一旦缩进退回来，说明那个逻辑块结束了
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|
||||
**C++ (用花括号 `{}` 决定范围)**
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C++ 根本不在乎你有没有缩进，只要有 `{}` 就能跑。哪怕你写成一行也是对的（虽然很丑）
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||||
```cpp
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||||
// C++ 即使写得乱七八糟，机器也能读懂，因为有 {}
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void fun() {
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if(isReady){
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do();
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||||
}
|
||||
}
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```
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||||
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||||
**Python (用缩进决定范围)**
|
||||
Python 没有 `{}`，**必须**靠缩进排版。如果你乱写，程序直接报错，或者逻辑完全变了
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||||
|
||||
```python
|
||||
# Python 必须写得整整齐齐
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||||
def fun(): # 函数下也必须缩进，代表函数的代码块范围
|
||||
if is_ready: # 冒号代表下面要开始缩进来确定它自己的代码块范围了
|
||||
do() # 这行缩进了，说明它属于 if
|
||||
print("Done") # 这行退回去一个缩进了，说明它不属于 if，但属于 fun 函数内部
|
||||
|
||||
print("Over") # 没有缩进，代表它不属于任何逻辑代码块的内部
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
### **4. 循环 **
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||||
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||||
#### **For 循环**
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||||
**区别：** C++ 的 `for(int i=0; i<n; i++)` 在 Python 中用 `range(n)` 实现
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||||
|
||||
**C++:**
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||||
```cpp
|
||||
// 循环 5 次：0, 1, 2, 3, 4
|
||||
for (int i = 0; i < 5; i++) {
|
||||
cout << i;
|
||||
}
|
||||
```
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**Python:**
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```python
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# range(5) 就代表 [0, 1, 2, 3, 4] 左闭右开的区间
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for i in range(5):
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print(i)
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```
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#### **While 循环**
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**区别：** 同样是去掉括号，加上冒号。注意 Python 没有 `i++`，必须写 `i += 1`
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**C++:**
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```cpp
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while (i < 5) {
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cout << i;
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i++; // 或者 ++i
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}
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```
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**Python:**
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```python
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while i < 5:
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print(i)
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i += 1 # Python 没有 ++ 运算符
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```
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### **5. 函数**
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**核心区别：**
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1. **关键字**：C++ 用 `返回值类型` 开头，Python 统一用 **`def`** 开头
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2. **参数**：Python **不需要** 写参数类型
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3. **结构**：同样是去掉大括号 `{}`，行尾加冒号 `:`，内容靠 **缩进**
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#### **写法对比**
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**1：带返回值的函数 (比如求和)**
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**C++:**
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```cpp
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// 必须声明返回类型(int)和参数类型(int)
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int add(int a, int b) {
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return a + b;
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}
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// 调用
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int result = add(5, 10);
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```
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**Python:**
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```python
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# 统一用 def，参数没类型，结尾加冒号
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def add(a, b):
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return a + b # 缩进
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# 调用
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result = add(5, 10)
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```
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**2：无返回值的函数 (Void 类型)**
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**C++:**
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```cpp
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// 使用 void
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void say_hello(string name) {
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cout << "Hello, " << name << endl;
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}
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```
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**Python:**
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```python
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# 还是用 def，如果没有在内部写 return，就等于没有返回值
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def say_hello(name):
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print(Hello, name)
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```
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