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C++ 精学笔记：基础类型与语法实践
记录了 C++ 基础数据类型及常用语法的实践笔记。涵盖 bool 类型的逻辑与位运算符区别、string 类型的存储机制（SSO）及常用函数（size, substr 等）、枚举类型定义、main 函数参数传递方式以及 switch 分支判断的高效使用。通过代码示例展示了字符串拼接、查找替换及命令行参数处理，旨在巩固 C++ 编程基础。
AiEngineer5 浏览 1.bool 类型：
bool 类型数据在使用时，需要考虑到内存空间的使用情况，目前的 bool 官方限定是 1 个字节，但也可以给 bool 类型数据赋多个字节。bool 值非零就是 true，否则为 false。
**转化为 bool 表达式：都遵循 bool 值非零就是 true，否则为 false。
1.逻辑运算符
2.位运算符
3.比较运算符**
1.1 逻辑运算符
操作数规则：无论操作数是数值还是表达式，都会转为布尔值
运算规则：基于'整体真假'判断，返回值是 bool 类型
核心特性：&&和||有短路求值（按需计算，提升效率 / 避免错误）
| 运算符 | 名称 | 规则 | 短路特性 | 示例（a=5，b=0） |
|---|
| && | 逻辑与 | 全为真才返回 true，否则 false | 左假则右不执行 | a&&b → true&&false → false |
| | | 逻辑或 | 有一个真就返回 true，否则 false |
| ! | 逻辑非 | 真→假，假→真（单目运算符） | 无 | !a → !true → false |
1.逻辑与 (&& == and)
| 操作数 A | 操作数 B | A && B | 说明 |
|---|
| false | false | false | 两边都为真，结果才为真 |
| false | true | false | 短路：A 为假，直接返回假 |
| true | false | false | 短路：B 为假，直接返回假 |
| true | true | true | 两边都为真，返回真 |
2.逻辑或 (|| == or)
| 操作数 A | 操作数 B | A || B | 说明 |
| --- | --- | --- | --- |
| false | false | false | 两边都为假，结果才为假 |
| false | true | true | 短路：B 为真，直接返回真 |
| true | false | true | 短路：A 为真，直接返回真 |
| true | true | true | 两边都为真，返回真 |
3.逻辑非 (! == not)
| 操作数 A | !A | 说明 |
|---|
| false | true | 取反，假变真 |
| true | false | 取反，真变假 |
1.2 位运算符
- 操作数规则：仅支持整数类型（char/int/long 等，本质是），不支持浮点数；
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二进制序列
运算规则：对操作数的每一位二进制位逐一计算，返回值是整数类型（运算后的数值）；核心特性：无短路，所有操作数都会被计算。| 运算符 | 名称 | 规则（逐位计算） | 短路特性 | 示例（a=6=0000 0110，b=3=0000 0011） |
|---|
| & | 按位与 | 对应位都为 1 则 1，否则 0 | 无 | a&b → 0000 0010 → 数值 2 |
| | | 按位或 | 对应位有 1 则 1，否则 0 | 无 | `a |
| ~ | 按位取反 | 每一位取反（0→1，1→0，单目） | 无 | ~a → 1111 1001（32 位 int）→ 数值 -7 |
#include <iostream>
#include <bitset>
using namespace std;
int main() {
char a = 0b10000001;
char b = 0b00000001;
cout << "a:\t" << bitset<8>(a) << endl;
cout << "b:\t" << bitset<8>(b) << endl;
cout << "~a:\t" << bitset<8>(~a) << endl;
cout << "~b:\t" << bitset<8>(~b) << endl;
cout << "a&b:\t" << bitset<8>(a & b) << endl;
cout << "a|b:\t" << bitset<8>(a | b) << endl;
}
1.3 逻辑运算符和位运算符的区别
| 运算符类型 | 返回值类型 | 示例（a=5，b=0） |
|---|
| 逻辑运算符 | 强制 bool 类型 | a&&b → false（bool） |
| 位运算符 | 整数类型（与操作数一致） | a&b → 0（int），`a |
实际开发过程中也会合理的运用短路来进行条件判断中进行操作，能有效的提升运算速度
2.string 类型
本质：c++ 中，string 类型数据在存储字符串的本质存储，符合下述存储逻辑。
2.1 字符串的存储
-
字符串长度 ≤ SSO 缓冲区大小（GCC 为 15），字符直接存储在 std::string 对象的栈空间。
-
长字符串 (超过 SSO 阈值，长度>15)
例：std::string str1 = "a long string more than 15 chars"; （长度 20）
┌──────────────────────────────── 栈空间（函数栈帧） ────────────────────────────────┐
│ ┌───────────────────────── std::string 对象 str1 ──────────────────────────┐
│ │ │ _M_size: 20
│ │ │ _M_capacity: 31
│ │ │ _M_ptr: 0x7fxxxx1234
│ │ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ │
│ └───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
┌───────────────────────────── 堆空间（地址：0x7fxxxx1234） ──────────────────────────────┐
│ 'a',' ','l','o','n','g',' ','s','t','r','i','n','g',' ','m','o','r','e',' ','t'
│ '\0'
│ （剩余 11 字节：未使用，直到容量 31） │
└──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
2.2 字符串常用函数
包括：size,capacity,substr,empty,to_string,stoi,+
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main(){
string str1{ "test string 001" };
cout << "str1 = " << str1 << endl;
str1 = "test string 002";
cout << "str1 = " << str1 << endl;
string str2{ str1 };
cout << "str2 = " << str2 << endl;
string str3;
str3 = str2;
cout << "str3 = " << str3 << endl;
return 0;
}
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main(){
string str4{ "1234567890" };
cout << "str4.size = " << str4.size() << endl;
cout << "str4.length = " << str4.length() << endl;
}
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main(){
string str4{ "1234567890" };
str4.capacity = 15
cout << "str4.capacity = " << str4.capacity() << endl;
}
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main(){
string strif;
if (strif.empty()) {
cout << "strif empty empty()" << endl;
}
if (strif.length() == 0) {
cout << "strif empty length()" << endl;
}
if (strif.size() == 0) {
cout << "strif empty size()" << endl;
}
if (strif=="") {
cout << "strif empty "" " << endl;
}
}
stoi/stod/stoll:字符串转整形数字/浮点数/长整型
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main(){
auto i1 = stoi("1234");
++i1;
cout << "i1 = " << i1 << endl;
string d1 = "123.5";
double d2 = stod(d1);
cout << "d1 = " << d1 << endl;
auto f1 = stof("33.1f");
cout << "f1 = " << f1 << endl;
auto f2 = stof("33.1");
cout << "f2 = " << f2 << endl;
cout << stoll("1213214432") << endl;
}
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main(){
auto pistr = to_string(3.1415926);
cout << "pistr = " << pistr << endl;
cout << to_string(-199888)<< endl;
}
string + to_string(int/double):
字符串的拼接，注意整形和浮点类型在字符串中拼接要先转为 string 类型
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main(){
string log;
string txt = "login success!";
string user = "wjj";
int thread_id = 10;
log = "[debug] " + user + ":" + txt + ":" + to_string(thread_id);
cout << "log :" << log << endl;
}
2.3 字符串的截取/索引/替换
包括：substr()/strfind.find()/strfind.replace()
substr()：截断字符串 (开始索引，获取长度)
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main(){
string str4{ "1234567890" };
cout << str4.substr(3) << endl;
cout << str4.substr(1, 3) << endl;
}
strfind.find():查找字符串 (string),返回值为索引的开始位置
需要通过如下 string::nXX 进行判断有无查询到，查到了返回索引位置，没查到无返回值
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main(){
string strfind = "test for find [user] test";
string suser = "[wjj]";
auto pos = strfind.find("[test]");
if (pos == string::npos) {
cout << "[test] not find" << endl;
}
string key = "[user]";
pos = strfind.find(key);
cout << "pos = " << pos << endl;
cout << "pos = " << strfind.substr(pos) << endl;
}
strfind.replace():(替换开始的位置，替换多少 size 大小，代替的内容)
注意：替换会改变原字符串，需提前留备份，常与查找组合使用
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main(){
string strfind = "test for find [user] test";
string suser = "[wjj]";
auto pos = strfind.find("[test]");
if (pos == string::npos) {
cout << "[test] not find" << endl;
}
string key = "[user]";
pos = strfind.find(key);
cout << "pos = " << pos << endl;
cout << "pos = " << strfind.substr(pos) << endl;
if (pos != string::npos) {
cout << strfind.substr(pos) << endl;
auto bak = strfind;
auto result1 = strfind.replace(pos,
key.size(),
suser);
cout << bak << endl;
cout << result1 << endl;
}
}
3.枚举类型
简要说明：我们这里使用的是 c++11 之后的枚举方式，相比于 c++11 之前后者的好处
1.避免了不同枚举类型定义中相同枚举值产生冲突的情况。
2.枚举对象不能直接转为整数型参与对比获取，增强了其使用的安全性和防混性。
枚举的定义：c++11 之后定义多了个 class
调用的方式从 c++11 之前的直接获取内容对比，转变为另一种形式
完整代码如下：
4.main 函数的参数传递
4.1 参数说明
main 函数中有三种参数传递：
注意：
1.argc 默认值是 1，例传入 3 个参数 argc = 4
2.argv[索引值]来获取其存储的内容，索引从 0 开始，默认 argv[0]存储的是执行程序的全局路径，例：argv[0] =000001C13F39D6C0
3.env[0]，存放的是环境变量。
4.2 参数实践
1.解决方案资源管理器->项目->属性->调试->命令参数
2.项目右键->文件资源管理器中打开->x64->Debug->右键终端打开 进行配置
3.win+R ->cmd ->进入当前目录->进行操作即可
main 中的参数详细说明：
int main(int argc,char *argv[])argc（argument count）是参数个数（整数），不是'存储值的地方'；argv（argument vector）是字符串数组（更准确地说，是 char* argv[] 或 char** argv），存储的是每个命令行参数的字符串首地址；argv 的最后一个元素（argv [argc]）标准规定为 NULL，这是为了遍历的时候也可以不用 argc，靠判断是否为 NULL 终止。
5.switch 高效的分支判断
switch 很简单，需要注意几点
1.switch 仅支持整形和枚举类型
2.case 执行后要 break;不然后续的都会执行。
#include <iostream>
using namespace std;
enum class Status { PLAY, STOP, ERROR };
int main() {
int x{ 0 };
cin >> x;
switch (x) {
case 0: cout << "cose 0\n"; break;
case 1: cout << "cose 1\n"; break;
case 2: cout << "cose 2\n"; break;
default: cout << "default = " << x << endl;
}
Status status{ Status::PLAY };
switch (status) {
case Status::PLAY: cout << "PLAY" << endl; break;
case Status::STOP: cout << "STOP" << endl; break;
case Status::ERROR: cout << "ERROR" << endl; break;
default: cout << "未知输入" << endl;
}
}
6.实践案例
1.简单日志信息的打出说明
基于上述代码进行进一步实践优化，添加了两个宏和其相应的日志宏[LOG]：
