1. 变量 #
1.1 什么是变量 #
什么是变量？C++ 中，变量就像一个碗，可以装数值。
1.2 变量命名规则 #
变量的名字不能随便起，有下面的规则：
- 只可以包含数字、字母和下划线
- 第一位不能是数字
- 区分大小写
下面来看一些例子：
8a // 错误 a8 // 正确 a_5 // 错误 abc_123_ // 正确 _123 // 正确 _a // 正确 a+-*/ // 错误 abcdefg // 正确
2. 整型（整数型） #
2.1 定义 #
什么是整型？就是：1、-17、88、666…，也就是我们在数学中所说的整数。
C++ 中，int 是最常被用到的整型。
C++ 中，一个值（比如 88 ），要用一个变量来存储它。
2.2 声明变量 #
怎么声明变量呢？
int main()
{
int a; // 声明一个整型变量
……
return 0;
}
2.3 赋值 #
怎么给变量赋值呢？
变量就像一个碗。
所谓的“赋值”，就是把一个数值，存储到变量中。
C++使用 等号（=） 来作为 赋值 操作。
int main()
{
int a; // 声明一个整型变量
a = 88;// 赋值（存放数值 88 到变量 a 中）
……
return 0;
}
2.4 初始化 #
那什么是“初始化”呢？
“初始化”，其实是关于变量，最一开始，刚刚被创造 的过程。
所以，我们需要来详细了解一下变量的创造过程。
我们需要先看来看一下，声明的过程
2.4.1 变量的声明 #
“声明” ： 其实就是“告诉程序，我们将要使用一个变量，并将其命名
int a; // 声明一个 int 变量，命名为 a
int a1 = 15; // 声明一个 int 变量，命名为 a1，并赋值为 15
int a2(15); // 声明一个 int 变量，命名为 a2，并初始化为 15
声明的基本结构，就是：int value; //（数据类型 变量名）
从上面的例程中，你是否发现了：
在声明中，其实也可以同时，“将一个数值，存储到变量中”。
从上面的例程中，我们可以看出，“赋值”和“初始化”都可以实现这个过程。
下面我们就来看一下，它们之间的差别。
2.4.2 赋值和初始化的差别 #
赋值的过程
初始化的过程
请结合上图，叙述一下赋值和初始化，在时间效率上，有什么差异。
2.4.3 初始化的语法 #
下面正式看一下，初始化的写法。
int a; // 声明一个 int 变量，命名为 a
int a2(15); // 声明一个 int 变量，命名为 a2，并初始化为 15
int a3 (9); // 声明一个 int 变量，命名为 a3，并初始化为 9，括号之间可以有空格
a2 (25); // 【这是错误的写法】初始化，只可以用于声明过程
int _a_b = 9; // 赋值，可以用于声明过程
_a_b = 8; // 赋值，可以用于声明之外的过程
初始化的基本结构，就是：int value(86); // 数据类型 变量名 ( 数值 )
这里要特别注意，初始化，只可以用于声明过程。赋值，可以用于声明和声明之外的过程。
2.5 输出 #
怎么输出变量呢？
#include <iostream> // 使用头文件
using namespace std; // 使用名称空间 std
int main()
{
int a; // 声明一个整型变量
a = 88; // 赋值（存放数值 88 到变量 a 中）
cout << "整型变量 a 的值是：" << a << endl;
int a2(15); // 声明一个 int 变量，命名为 a2，并初始化为 15
cout << "整型变量 a2 的值是：" << a2 << endl;
return 0;
}
2.6 其它整型 #
除了 int 之外，C++ 中还有其它的整型： short，long 和 long long
它们相当于不同大小的“碗”！
在计算机中，每一个数值，都占据一定大小的存储空间。
一般来说，越大的值，需要的存储空间越大，如上图所示。
那么，对于不同大小的数值，则需要不同大小的变量（碗），来存储它们。
整型中，几个不同子类型的大小关系如下：
short <= int <= long <= long long
大家一定注意到了，这里的关系，给的是“小于等于”号。原因是，这几个类型的大小，会随着操作系统的不同，而有一定的差异。
2.6.1 变量的基本操作 #
请看示例程序：
#include <iostream> // 使用头文件
using namespace std; // 使用名称空间 std
int main()
{
/*
* 下面的类型大小，以 32 位操作系统为例说明，long 和 int 大小相同。
* 如果在 64 位操作系统上，则 long 和 long long 大小相同。
*/
short a_sho; // 声明一个 short 变量
int a_int; // 声明一个 int 变量
long a_lon; // 声明一个 long 变量
long long a_ll ; // 声明一个 long long 变量
a_sho = 32767; // 赋值，short 类型的上限，是 32767
a_int = 32768; // 赋值，int 类型的上限，是 2147483647
a_lon = 2147483647; // 赋值，long 类型的上限，是 2147483647
a_ll = 2147483648; // 赋值，long long 类型的上限，是 9223372036854775807
cout << "short value = " << a_sho << endl;
cout << "int value = " << a_int << endl;
cout << "long value = " << a_lon << endl;
cout << "long long value = " << a_ll << endl;
return 0;
}
2.6.2 有符号/无符号的整型 #
如数学上，整型还有“有符号/无符号”的差别。
- 有符号 – 代表有正有负，比如“温度”
- 无符号 – 代表非负数，比如“容量”
- 有符号和无符号的整型，拥有相同的大小，但是它们表示的范围不同，如红色区域所示。
C++中，无符号需要特别声明，用 “unsigned”表示。
| 有符号 | short | int | long | long long |
| 无符号 | unsigned short | unsigned int | unsigned long | unsigned long long |
2.6.3 不同整型的表示范围 #
在不同的机器上，不同类型的“表示范围”会有差异。下表，以传统的 32 位操作系统为例，列出它们的差异。
| 类型名称 | short | int | long | long long | unsigned short | unsigned int | unsigned long | unsigned long long |
| 所占字节数 | 2 | 4 | 4 | 8 | 2 | 4 | 4 | 8 |
| 表示范围 | -32768~32767 | -2147483648~ 2147483647 | -2147483648~ 2147483647 | -9223372036854775808~ 9223372036854775807 | 0~65535 | 0~ 4294967295 | 0~ 4294967295 | 0~ 18446744073709551615 |
3. 基本运算 #
数学中的 加、减、乘、除、括号等 四则运算规则，在 C++ 中依然成立。
其中，除法比较特别，我们将重点讲解。
请运行下面代码：（也请注意，模仿示例代码的写法）
3.1 加法 #
#include <iostream> // 使用头文件
using namespace std; // 使用名称空间 std
int main()
{
int a(10); // 这是初始化
int b = 20; // 这是赋值
int result = a + b; // 加法运算
cout << "a + b = " << result << endl;
return 0;
}
3.2 减法 #
#include <iostream> // 使用头文件
using namespace std; // 使用名称空间 std
int main()
{
int a(10); // 这是初始化
int b = 20; // 这是赋值
// 加法运算
cout << "a - b = " << a - b << endl;
return 0;
}
3.3 乘法 #
#include <iostream> // 使用头文件
using namespace std; // 使用名称空间 std
int main()
{
int a(10); // 这是初始化
int b = 20; // 这是赋值
cout << "a * b = " << a * b << endl; // 乘法运算
return 0;
}
在这里，需要注意的是，C++ 中，使用 星号“*” 来表示乘法。
常见的一些错误写法和正确写法：
int a(9), b(-2), c(8); // 可以同时声明多个，使用逗号隔开。
int result0 = a X b; // 错误；错误的使用了数学中的乘号。
int result1 = a x b; // 错误；错误的使用了数学中的乘号。
int result2 = a b; // 错误；错误的使用了数学中的乘号省略规则。
int result3 = da*b c; // 错误；错误的使用了数学中的乘号省略规则。
int result4 = a * b; // 正确；空格可有可无。
int result5 = a*b * c; // 正确；
3.4 括号 #
#include <iostream> // 使用头文件
using namespace std; // 使用名称空间 std
int main()
{
int a(10); // 这是初始化
int b = 20; // 这是赋值
int result = a*((b – 5)*10); // 注意，()规则成立。C++ 中只有小括号，详见下面的说明。
cout << "result = " << result << endl;
return 0;
}
在这里，需要注意的是，C++ 只有小括号
也就是说：
int a, b, c; // 可以同时声明多个变量
// 数学表达式
a = 20 - {2*a - [(a + b) - (a - b)]} // 注意，数学上，存在小括号、中括号、大括号。
// C++ 表达式
a = 20 - (2*a - ((a + b) - (a - b))); // 注意只有小括号。理论上小括号可以嵌套无限多层。
3.5 除法（整数） #
请运行下面代码：
#include <iostream> // 使用头文件
using namespace std; // 使用名称空间 std
int main()
{
int a (10);
int b (2);
int c (3);
cout << "10/2 = " << a/b << endl;
cout << "10/3 = " << a/c << endl;
return 0;
}
你有发现什么异常吗？请讨论一下。
仅保留商 的 整数除法
从上面的计算结果来看，我们发现整数除法的结果，似乎有点问题。
在数学上，我们熟悉的除法运算是这样的：
在这里，我们需要特别注意的是，C++ 的整数除法，是仅保留“商”的除法。
3.6 一种新的运算 – 取余数 #
请运行下面的代码：
#include <iostream> // 使用头文件
using namespace std; // 使用名称空间 std
int main()
{
int a = 10 % 3; // 取余数，使用 %
cout << a << endl;
return 0;
}
一般，“取余数”，我们简称为“取余”；
C++ 使用 百分号（%） 表示“取余”；
另外，由于中文翻译的原因，也被称为“取模”；这里有一个小故事；
在数学上，“求余数” 是大数学家高斯，首先提出的。高斯使用单词 Modular arithmetic（意思为“同余数运算”）的前三个单词，创造了“取余”符号 Mod。
Mod 的发音和 “模” 相近。所以，中文翻译中，也将“取余数”称为“取模”。
希望你们也可以像高斯一样，以光荣的方式，将你的名字写入人类的历史。
3.7 小结 #
int a, b, c, result; result = a + b; // 加 result = a - b; // 减 result = a * b; // 乘 result = a * (b + c); // 括号 result = a / b; // 取商（整数除法） result = a % b; // 取余（整数除法）
4. 输入 #
怎么从键盘输入一个数据呢？
请运行下面的代码：
#include <iostream>
int main()
{
std::cout << "请输入一个整数" << std::endl;
int a(0); // 初始化为 0
std::cin >> a; // 输入一个值，并赋值给 a
std::cout << "你输入的值是：" << a << std::endl;
return 0;
}
注意：
输入使用的符号是 cin >>
输出使用的符号是 cout <<
4.1 输入的基本用法 #
请运行下面的代码：
#include <iostream>
int main()
{
/* 基本输入 */
int a(5);
std::cout << "请输入一个整数：" << std::endl;
std::cin >> a;
/* 输入两个数 */
int a(0), b(0);
std::cout << "请输入 2 个整数。（输入方法之一：输入第一个之后，回车，然后输入下一个数）" << std::endl;
std::cin >> a >> b;
return 0;
}
多个输入时，输入的方法有两种：
输入第一个之后，回车，然后输入下一个数；
连续输入多个数值，数值之间使用空格隔开，最后回车；
4.2 使用名称空间 #
和输出 cout 一样，也可以 using 来简化书写。
#include <iostream>
using namespace std; // 使用名称空间 std
int main()
{
int a(5);
cout << "请输入一个整数：" << endl;
cin >> a;
}
