C++算法
C++ 零基础入门学习指南：基础语法与核心特性详解
本文系统讲解 C++ 零基础入门知识，涵盖环境搭建（VS/CLion/GCC）、基础语法（变量、条件、循环、函数）、核心特性（面向对象、动态内存、STL）及实战项目（猜数字、计算器、LED 模拟）。重点强调分号规范、内存管理避坑及智能指针应用，适合希望掌握高性能开发、嵌入式或游戏开发基础的初学者。
本文系统讲解 C++ 零基础入门知识，涵盖环境搭建（VS/CLion/GCC）、基础语法（变量、条件、循环、函数）、核心特性（面向对象、动态内存、STL）及实战项目（猜数字、计算器、LED 模拟）。重点强调分号规范、内存管理避坑及智能指针应用，适合希望掌握高性能开发、嵌入式或游戏开发基础的初学者。
C++ 是在 C 语言基础上扩展的面向对象编程语言，2026 年仍是高性能开发、嵌入式、游戏引擎、金融高频交易的首选语言——简单说：
| 工具 | 作用 | 安装要点（白话版） |
|---|---|---|
| Visual Studio 2025 Community | Windows 首选 IDE（内置编译器 + 调试器） | 官网下载，勾选'桌面开发使用 C++'组件，一键安装 |
| CLion 2025.3（社区版/试用版） | 跨平台 C++ 编辑器（Mac/Windows/Linux 通用） | 新手友好，智能补全 + 调试方便，需搭配 MinGW/GCC |
| MinGW-w64 | C++ 编译器（Windows） | 下载安装后配置环境变量，验证 g++ --version |
| GCC 14（Linux）/Clang 18（Mac） | 系统自带编译器 | Linux：sudo apt install g++；Mac：xcode-select --install |
| CMake 3.30 | 跨平台构建工具（企业项目必备） | 官网下载，配置环境变量，验证 cmake --version |
打开命令行（CMD/Terminal），输入以下命令，能输出版本号就是成功：
# 查看编译器版本（主流 GCC 14/Clang 18/VS 2025）
g++ --version # Windows(MinGW)/Linux
clang++ --version # Mac
# 输出示例：g++ (x86_64-posix-seh-rev0, Built by MinGW-W64 project) 14.1.0
// 单行注释：C++ 的第一个程序
/* 多行注释：C++ 程序结构：头文件→主函数 main 函数是程序唯一入口 */
// 包含输入输出头文件（C++23 仍需显式包含）
#include <iostream>
// 使用 std 命名空间（避免每次写 std::cout）
using namespace std;
// 主函数：int 表示返回值类型，main() 是固定入口
int main() {
// 输出到控制台（cout 是输出流，<< 是流插入符）
cout << "你好，C++23！" << endl;
// 返回 0 表示程序正常结束（C++ 要求 main 返回 int）
return 0;
}
# 方式 1：命令行编译 + 运行（通用）
g++ hello.cpp -o hello # 编译生成可执行文件 hello
./hello # Windows：hello.exe 运行
# 方式 2：IDE 运行（新手推荐）
# Visual Studio/CLion 中右键→编译并运行
控制台输出：你好，C++23！
.cpp（也可用 .cc/.cxx）；#include <头文件名> 引入，iostream 是标准输入输出头文件；std 是 C++ 标准库的命名空间，using namespace std 简化代码（新手推荐，企业项目可按需指定 std::cout）；{} 包裹，分号 ; 是语句结束符（必须加）（和 Python/Go 的核心区别）；main() 函数必须返回 int，返回 0 表示正常结束，非 0 表示异常。| 类型 | 用途 | 占用内存（64 位系统） | 示例 |
|---|---|---|---|
| int | 整数（年龄、分数、数量） | 4 字节 | int age = 18; |
| double | 双精度小数（工资、精度要求高的数值） | 8 字节 | double salary = 8000.5; |
| float | 单精度小数（性能优先场景） | 4 字节 | float height = 1.75f; |
| char | 字符（单个字母/数字） | 1 字节 | char ch = 'A'; |
| bool | 布尔值（真假） | 1 字节 | bool is_adult = true; |
| string | 字符串（C++ 标准库类型） | 动态分配 | string name = "小明"; |
#include <iostream>
#include <string>
// 使用 string 必须包含此头文件
using namespace std;
int main() {
// 声明变量：类型 变量名 = 初始值;（C++ 要求先声明后使用）
int age = 18;
double score = 92.5;
char gender = 'M';
bool is_pass = score >= 60;
string name = "小明";
// 一行声明多个同类型变量
int a = 1, b = 2, c = 3;
// 输出变量（混合文本和变量）
cout << "姓名：" << name << endl;
cout << "年龄：" << age << "，成绩：" << score << endl;
cout << "是否及格：" << boolalpha << is_pass << endl;
// boolalpha：输出 true/false（否则 1/0）
// 变量赋值
age = 19;
// 重新赋值
cout << "修改后的年龄：" << age << endl;
return 0;
}
float 类型赋值需加 f 后缀（1.75f），否则默认是 double；string 是 C++ 标准库类型，不是原生类型，必须包含 <string> 头文件；int x;，x 的值随机），企业开发必须初始化。#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
double score = 85;
// if 条件必须加 ()，代码块用 {}
if (score >= 90) {
cout << "优秀" << endl;
} else if (score >= 60) {
// 注意：else if 连写，无空格
cout << "及格" << endl;
} else {
cout << "不及格" << endl;
}
// 三元运算符（简化 if/else）
string result = (score >= 60) ? "及格" : "不及格";
cout << "结果：" << result << endl;
return 0;
}
() 包裹，代码块 {} 不能省略（即使只有一行）；条件 ? 表达式 1 : 表达式 2，表达式 1/2 类型需一致；if constexpr（编译期条件判断），新手先掌握基础 if/else 即可。#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
// 标准 for 循环：初始化; 条件; 自增
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
cout << i << " ";
}
cout << endl;
// 计算 1-100 的和
int sum = 0;
for (int i = 1; i <= 100; i++) {
sum += i; // 等价于 sum = sum + i
}
cout << "1-100 的和：" << sum << endl; // 输出 5050
// C++11+ 范围 for 循环（遍历数组/容器）
int scores[] = {80, 90, 85, 95}; // 数组
for (int s : scores) {
// 遍历数组每个元素
cout << s << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
// while 循环：先判断后执行
int i = 1;
while (i <= 5) {
cout << i << " ";
i++;
}
cout << endl;
// do-while 循环：先执行后判断（至少执行一次）
int j = 6;
do {
cout << j << " ";
j++;
} while (j <= 5); // 条件不满足，但仍执行一次
cout << endl;
return 0;
}
for (int i = 0; i < n; i++) 是 C++ 最经典的循环写法，数组/容器遍历优先用；for (auto x : container)）是 C++11 新增，简化遍历，企业项目广泛使用；break 终止循环，continue 跳过当前次循环，goto（慎用，仅底层开发用）。#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
// 函数声明（可选，若函数定义在 main 后需声明）
double calculate_avg(int scores[], int length);
// 函数定义：返回值类型 函数名 (参数类型 参数名) { 代码 }
double calculate_avg(int scores[], int length) {
/* 计算数组平均分
* @param scores: 分数数组
* @param length: 数组长度
* @return: 平均分
*/
if (length <= 0) {
return 0.0;
}
int sum = 0;
for (int i = 0; i < length; i++) {
sum += scores[i];
}
return (double)sum / length; // 强制类型转换（int→double）
}
// 带默认参数的函数（C++ 特色）
void say_hello(string name = "陌生人") {
cout << "你好，" << name << "！" << endl;
}
int main() {
// 调用函数
int scores[] = {80, 90, 85, 95};
int len = sizeof(scores) / sizeof(scores[0]); // 计算数组长度
double avg = calculate_avg(scores, len);
cout << "平均分：" << avg << endl;
// 默认参数调用
say_hello(); // 输出：你好，陌生人！
say_hello("小明"); // 输出：你好，小明！
return 0;
}
返回值类型 函数名 (参数列表) { 函数体 }，无返回值用 void；void func(int a, int b=10) 合法，void func(int a=10, int b) 非法）；#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
// 数组声明：类型 数组名 [长度] = {初始值};
int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; // 定长数组，长度固定
// 访问数组元素（索引从 0 开始）
cout << "第一个元素：" << arr[0] << endl;
cout << "最后一个元素：" << arr[4] << endl;
// 数组遍历（推荐用 for 循环）
for (int i = 0; i < 5; i++) {
cout << arr[i] << " ";
}
cout << endl;
// 注意：数组越界（访问 arr[5]）会导致未定义行为（程序崩溃/数据错乱）
return 0;
}
#include <iostream>
#include <string> // 必须包含
using namespace std;
int main() {
// string 初始化
string str1 = "Hello C++";
string str2("2023");
string str3 = str1 + " " + str2; // 字符串拼接
// 字符串操作
cout << "字符串长度：" << str3.size() << endl; // 输出：11
cout << "子串：" << str3.substr(0, 5) << endl; // 截取前 5 个字符：Hello
cout << "查找字符：" << str3.find("C++") << endl; // 查找位置：6
// 字符串修改
str1.append("23"); // 追加：Hello C++23
str1[0] = 'h'; // 修改第一个字符：hello C++23
cout << str1 << endl;
return 0;
}
std::vector（动态数组）；std::string 是 C++ 标准库字符串，支持拼接、截取、查找等操作，比 C 语言 char* 更安全、易用；string 的 size()/length() 等价，均返回字符串长度。C 语言是'面向过程'，C++ 的核心是'面向对象'——把数据和操作数据的函数封装成'类'，比如 Student 类包含姓名、年龄（数据）和计算成绩、打印信息（函数），代码更易复用、易维护。
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
// 定义类（class 关键字，首字母大写）
class Student {
public:
// 访问修饰符：public 表示外部可访问
// 成员变量（属性）
string name;
int age;
double score;
// 成员函数（方法）：打印学生信息
void print_info() {
cout << "姓名：" << name << "，年龄：" << age << "，成绩：" << score << endl;
}
// 成员函数：计算是否及格
bool is_pass() {
return score >= 60;
}
};
int main() {
// 创建对象（实例化类）
Student stu1;
// 给对象赋值
stu1.name = "小明";
stu1.age = 18;
stu1.score = 90.0;
// 调用成员函数
stu1.print_info();
cout << "是否及格：" << boolalpha << stu1.is_pass() << endl;
return 0;
}
public（外部可访问）、private（仅类内部可访问）、protected（继承场景用）；private，通过 public 成员函数（get/set）访问（封装）；C++ 允许手动管理内存——new 申请内存，delete 释放内存，这是 C++ 高性能的核心，但也是新手最容易出错的地方（内存泄漏/野指针）。
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main() {
// 动态申请单个变量（new）
int* p_age = new int(18); // 申请 int 内存，初始值 18，返回指针
double* p_score = new double(92.5);
cout << "年龄：" << *p_age << endl; // 解引用指针
cout << "成绩：" << *p_score << endl;
// 动态申请数组
int* p_arr = new int[5]{1, 2, 3, 4, 5}; // 动态数组
for (int i = 0; i < 5; i++) {
cout << p_arr[i] << " ";
}
cout << endl;
// 释放内存（必须！否则内存泄漏）
delete p_age; // 释放单个变量
delete p_score;
delete[] p_arr; // 释放数组（必须加 []）
// 避免野指针：释放后置空
p_age = nullptr;
p_score = nullptr;
p_arr = nullptr;
return 0;
}
new 申请的内存必须用 delete 释放（数组用 delete[]），否则会导致内存泄漏；nullptr（C++11+），避免野指针访问；std::unique_ptr/std::shared_ptr）替代裸指针，减少内存错误。STL 是 C++ 的'宝藏库'，包含容器、算法、迭代器，企业项目 90% 的场景用 STL 替代原生数组/函数——vector 是最常用的动态数组，长度可自动扩容，比原生数组安全、易用。
#include <iostream>
#include <vector> // 包含 vector 头文件
using namespace std;
int main() {
// 创建 vector（动态数组）
vector<int> vec; // 空 vector
// 添加元素（自动扩容）
vec.push_back(80);
vec.push_back(90);
vec.push_back(85);
// 访问元素（和数组一样）
cout << "第一个元素：" << vec[0] << endl;
cout << "最后一个元素：" << vec.back() << endl;
// STL 特色方法
// 遍历 vector（三种方式，主流）
// 方式 1：索引遍历
for (int i = 0; i < vec.size(); i++) {
cout << vec[i] << " ";
}
cout << endl;
// 方式 2：范围 for 循环（C++11+）
for (int num : vec) {
cout << num << " ";
}
cout << endl;
// 方式 3：迭代器（STL 标准方式）
for (vector<int>::iterator it = vec.begin(); it != vec.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
// 常用操作
vec.pop_back(); // 删除最后一个元素
cout << "删除后长度：" << vec.size() << endl; // 输出 2
return 0;
}
vector 是动态数组，push_back() 尾部添加元素，pop_back() 尾部删除；size() 返回元素个数，empty() 判断是否为空；容器类型::iterator，begin() 指向第一个元素，end() 指向最后一个元素的下一个位置。#include <iostream>
#include <cstdlib> // rand()/srand()
#include <ctime> // time()
using namespace std;
int main() {
// 设置随机数种子
srand((unsigned int)time(nullptr));
// 生成 1-100 的随机数
int target = rand() % 100 + 1;
int guess;
int count = 0;
cout << "欢迎来到猜数字游戏！" << endl;
cout << "请猜 1-100 之间的数字：" << endl;
while (true) {
cin >> guess;
count++;
if (guess < target) {
cout << "太小了，再猜猜！" << endl;
} else if (guess > target) {
cout << "太大了，再猜猜！" << endl;
} else {
cout << "恭喜你猜对了！总共猜了" << count << "次" << endl;
break;
}
}
return 0;
}
rand() 生成随机数，需用 srand(time(nullptr)) 设置种子，否则每次随机数相同；rand() % 100 + 1 生成 1-100 的随机数（% 100 生成 0-99，+1 后 1-100）；cin 是输入流，接收用户输入，是控制台程序的核心交互方式。#include <iostream>
using namespace std;
// 加法函数
double add(double a, double b) {
return a + b;
}
// 减法函数
double subtract(double a, double b) {
return a - b;
}
// 乘法函数
double multiply(double a, double b) {
return a * b;
}
// 除法函数（处理除零错误）
double divide(double a, double b) {
if (b == 0) {
cout << "错误：除数不能为 0！" << endl;
return 0;
}
return a / b;
}
int main() {
double num1, num2;
char op;
bool exit = false;
cout << "简易计算器（支持 +、-、*、/，输入 q 退出）" << endl;
while (!exit) {
cout << "请输入表达式（如：1+2）：";
cin >> num1 >> op >> num2;
double result;
switch (op) {
// 分支语句，替代多 if/else
case '+': result = add(num1, num2); break;
case '-': result = subtract(num1, num2); break;
case '*': result = multiply(num1, num2); break;
case '/': result = divide(num1, num2); break;
case 'q': exit = true; cout << "计算器退出！" << endl; continue;
default: cout << "错误：无效运算符！" << endl; continue;
}
if (!exit) {
cout << "结果：" << num1 << op << num2 << "=" << result << endl;
}
}
return 0;
}
switch 语句适合多分支判断（运算符、状态码），break 终止当前分支；exit 变量），提升用户体验。#include <iostream>
#include <chrono> // 时间库
#include <thread> // 线程库
using namespace std;
// LED 类（模拟嵌入式 LED）
class LED {
private:
bool status; // LED 状态：true 亮，false 灭
string name; // LED 名称
public:
// 构造函数：初始化 LED
LED(string n) : name(n), status(false) {}
// 点亮 LED
void on() {
status = true;
cout << name << " LED 亮" << endl;
}
// 熄灭 LED
void off() {
status = false;
cout << name << " LED 灭" << endl;
}
// 闪烁 LED（间隔 1 秒）
void blink(int times) {
for (int i = 0; i < times; i++) {
on();
this_thread::sleep_for(chrono::seconds(1)); // 休眠 1 秒
off();
this_thread::sleep_for(chrono::seconds(1));
}
}
};
int main() {
// 创建 LED 对象
LED led1("红灯");
cout << "LED 闪烁模拟（5 次）：" << endl;
led1.blink(5);
return 0;
}
g++ led.cpp -o led -std=c++23 -pthread # -pthread 链接线程库
./led
LED(string n) : name(n), status(false)）是 C++ 初始化成员变量的高效方式；chrono/thread 是 C++11+ 线程库，模拟嵌入式延时操作；vector；new 和 delete 成对使用，数组用 delete[]；cout/printf → ✅ 新手统一用 cout，避免输出格式错误；string/vector 必须包含对应头文件；-std=c++23，启用新特性。new/delete，进阶后学智能指针。
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使用加密算法（如AES、TripleDES、Rabbit或RC4）加密和解密文本明文。 在线工具，加密/解密文本在线工具，online
将字符串编码和解码为其 Base64 格式表示形式即可。 在线工具，Base64 字符串编码/解码在线工具，online
将字符串、文件或图像转换为其 Base64 表示形式。 在线工具，Base64 文件转换器在线工具，online
将 Markdown（GFM）转为 HTML 片段，浏览器内 marked 解析；与 HTML 转 Markdown 互为补充。 在线工具，Markdown 转 HTML在线工具，online
将 HTML 片段转为 GitHub Flavored Markdown，支持标题、列表、链接、代码块与表格等；浏览器内处理，可链接预填。 在线工具，HTML 转 Markdown在线工具，online
通过删除不必要的空白来缩小和压缩JSON。 在线工具，JSON 压缩在线工具，online