先看看維基百科怎麼說:
程式語言(英語:programming language),是用來定義電腦程式的形式語言。它是一種被標準化的交流技巧,用來向電腦發出指令,一種能夠讓程式設計師準確地定義電腦所需要使用資料的電腦語言,並精確地定義在不同情況下所應當採取的行動。
簡單來說就是可以透過程式語言對電腦下達指令,讓電腦知道它要如何執行。而程式語言可大致分為以下三種:
在程式執行前,透過編譯器一次翻譯所有程式碼。
在程式執行時,一邊翻譯一邊執行。
C語言是在1970年左右由Dennis Ritchie和Ken Thompson在貝爾實驗室開發出來的程式語言,它是由B語言演變而來,屬於編譯語言。C語言具有高階語言的特性,同時也有接近組合語言的速度。
C++ 也是在貝爾實驗室開發出來的,目的是打造一種具有物件導向的C語言,所以用C語言寫的程式大部份都可以在C++執行。
C++ 是一個相當複雜的語言,它包含了C語言大部分的功能,使其能夠寫出具有底層硬體控制功能的程式,例如記憶體的安排;它也加入了物件導向等許多現今語言的特性,因此能夠處理更加貼近使用者的程式。作業系統如Windows、iOS以及瀏覽器如Chrome、Firefox等,和大家熟知的英雄聯盟,都是使用C++寫的。
1. Dev-C++
Dev-C++ 是一款免費且非常容易使用的C++ 整合開發環境(IDE),不過它是一個比較古老的IDE,連編譯器也是好幾年前的,因此操作不是很方便。
( 但聽說最近有別的公司接手,詳情可參考此網站:https://github.com/Embarcadero/Dev-Cpp )
2. Code::Blocks
Code::Blocks是一個免費、針對C/C++設計的整合開發環境,操作簡單,但Code::Blocks本身不包含編譯器,需要另外安裝。
3. Visual Studio
Visual Studio是微軟的免費整合開發環境產品,有很好的除錯功能,但在使用的時候會消耗比較多的CPU和記憶體空間,環境設定也比較複雜。
4. 軟體安裝參考網站
Dev-C++:https://alwaysfreesir.blogspot.com/2017/05/devcpp-install.html
Code::Blocks:http://blog.ittraining.com.tw/2018/01/dev-c-codeblocks.html
Visual Studio:https://docs.microsoft.com/zh-tw/visualstudio/install/install-visual-studio?view=vs-2019
5. 線上編譯器
https://www.onlinegdb.com/
這是一個線上的程式編譯器,直接點進去就可以開始寫程式了,也可以把程式碼分享給其他人。
這是一個C++最初階的程式,它會在螢幕上印出「Hello World!」,看不懂沒關係,我們一行一行來解釋。
#include就是引入一個函式庫,函式庫可以當作一個已經寫好的工具集。而iostream是一個輸入和輸出的函式庫。
using namespace是指引入一個命名空間,而std是標準函式庫的命名空間的名稱。如果沒有加上這一行,在使用函式庫中的函式就需要加上它的命名空間,例如std::cout
。命名空間的作用是可以區分不同函式庫中相同名稱的函式。
這是main函式,它是C++定義一個程式的起點,當執行一個程式時,就會從main函式開始,而大括號{ }內就是main函式的內容。如果看不懂也沒關係,對於初學者來說,目前只需要知道,要電腦執行的程式就要寫在這個大括號內。
cout是輸出的指令,後面的部分會再詳細介紹它的使用方法。這裡要特別注意的是,除了某些特定的情況,大部分的程式碼都要在行尾加上分號。
變數是程式用來存放資料的空間,它會占有電腦的記憶體,在程式執行的過程中,可以對變數進行處理和運算。就像是數學方程式中的未知數X、Y一樣,代表著某一個資料。
在使用變數前,要先告訴電腦你要創造一個變數,這個動作叫做宣告。
變數型別 變數名稱;
例如int x;
就是宣告一個整數變數x。
變數型別 變數名稱 = 初始化的值;
例:int x = 0;
。
須以字母(a, b, c...)或下底線(_)為開頭
不可以數字為開頭
不可使用保留字(例:不可宣告一個為int的變數)
字母一般使用小寫(非強制)
除上述規則外,變數名稱皆可自由命名。
變數有很多種不同的型別,它可以用來存放各種不同類型的資料,以下是幾種常見變數型別:
整數型別用於儲存沒有小數點的數值。
浮點數是用來儲存有小數點的數值,但因為電腦二進位的儲存方式,導致浮點數可能會出現誤差,使用時要注意。
字元在電腦中有一個編號:ASCII碼,字元的儲存就是儲存它的編號。
用' '
表示一個字元
用" "
表示字串
布林值是一個只會儲存true或false的型別:
true(1)
或 false(0)
C++的輸入和輸出是使用cin和cout來進行,在使用它們的時候需要引入「iostream」函式庫。
cin是C++用來輸入的物件,格式為cin >> 變數;
,
如果要輸入多個值可以使用cin >> 變數 >> 變數;
的格式。
cout是C++用來輸出的物件,格式為cout << 要輸出的物件;
,可以輸出變數或是輸出一個值。
如果要輸出多個值可以使用cout << 變數 << 變數;
的格式,在需要換行的地方可以輸出endl
或是'\n'
。
(endl
和'\n'
其實不太一樣,endl除了換行以外還會執行cout.flush()
,會清空輸出緩衝區)
在C++中,可以使用運算子來對變數或數值做運算。以下介紹幾種常用的運算子,同時也會提到當兩種不同型別的變數進行運算時,電腦會如何判斷要使用哪個型別,以及如何做強制型別轉換。
=
符號表示,會先對等號右邊進行運算,再將結果指定給左邊的變數。這個等號跟數學的等號不太一樣,需要花一點時間習慣。算術運算子就是數學的運算符號,具有跟數學四則運算一樣,先乘除後加減的規則。
+
-
++
遞增可分成前置++x
和後置x++
,它們的不同在於,前置的值會是運算之後的值,後置的值則是運算之前的值。可以看成前置++x
是先加再用,而後置x++
是先用再加。
--
與遞增相同,一樣有分成前置和後置。
*
/
兩個整數在做運算時, 當對兩個整數做除法/
,會自行向下取整,也就是取商。
%
在C++中,一樣可以使用括號來標示優先計算的部分,且都是使用小括號()
。
在比較運算中只會有 true
或 false
兩種結果。
<
小於、>
大於<=
小於等於、>=
大於等於==
相等 、 !=
不相等==
,而=
是指定運算子,意義跟用途都不同,要小心不要搞混。)在邏輯運算中只會有 true
或 false
兩種結果。
&&
A
、B
皆為true時, A && B
為true
,
否則 A && B
為 false
。
A && B | B = true | B = false |
---|---|---|
A = true | true | false |
A = false | false | false |
||
A
、B
皆為false
時, A || B
為false
,
否則 A || B
為 true
。
A || B | B = true | B = false |
---|---|---|
A = true | true | true |
A = false | true | false |
!
當 A
為 true
時,!A
為 false
。
反之,A
為 false
時,!A
為 true
。
A = true | A = false | |
---|---|---|
!A | false | true |
型別轉換顧名思義就是把某個型別轉換成另一個型別。型別轉換主要有兩種,分別是隱含型別轉換及強制型別轉換。
隱含型別轉換是C++ 會自動做的轉換,在一個運算式中,C++會選擇運算式中所有型別中儲存空間較大的型別,盡量避免失真的問題。
但如果是使用指定運算子=
,C++就會以指定運算子左邊的資料型別為準。
強制型別轉換是在程式運算過程中,對型別做強制的轉換。
轉換格式:
例如要將數字轉為字元的編號:
選擇結構在C++ 中用於判斷條件並決定要執行哪些程式,C++使用if
、else
和else if
作為選擇結構的語法,接下來會一個一個介紹它們的用法。
if
的使用格式如下:
if
後的小括號用於放判斷式,如果判斷式運算結果為true,就會執行大括號內的程式碼。要注意大括號後不需要加分號。
以下是一個用於判斷你輸入的數是否大於100的程式,如果大於100,將輸出「x大於100」:
若在if判斷為false,就可能會需要處理條件不成立的狀況,這時就會用到else
。else
需要接在if
或else if
後,else if
會在後面提到。
以下是else
的用法:
以下是一個用於判斷輸入的數是否大於100的程式。如果大於100,將輸出「x大於100」;否則輸出「x小於等於100」:
當你需要多個選擇時,你可以使用else if
來達成,else if
可以接在if
或else if
後面,以下是else if
的用法:
要特別注意的是,在整個選擇結構中,如果在其中一項成立,它就會跳過結構中後面的部分。
以下是一個用於判斷輸入的數是否大於100的程式。如果x大於100,將輸出「x大於100」;如果x等於100,則輸出「x等於100」;否則輸出「x小於100」:
當你需要重複執行一樣的程式時,可以使用迴圈反覆執行相同的程式。在C++中,迴圈分為兩種:for
迴圈和while
迴圈。
for
迴圈通常用在需要重複的次數已知時使用,它的格式如下:
在for
迴圈的大括號後不需要加分號。
比較常見的程式寫法如下:
以下是一個可以輸出0 ~ n - 1的程式:
while
迴圈的結構比for
迴圈簡單,只需要一個迴圈執行條件,格式如下:
這是一個計算輸入數字是幾位數的程式:
while
迴圈還有另一種寫法,是使用do-while
。
它跟while
迴圈不同的地方是,while
迴圈會在一開始就檢查是否執行迴圈,而do-while
則是先執行過第一次之後再判斷是否繼續執行迴圈。還有要注意在do-while
的大括號後需要加上分號,while
迴圈則不用。
break
是迴圈的一個特別的指令,只能在迴圈內使用。當執行到break
時,電腦會直接結束break
所屬的迴圈。
以下是一個輸入數字n,輸出0 ~ n - 1的程式:
continue
也是迴圈的指令,當執行到continue
時他會跳過迴圈剩下的部分,直接回到判斷迴圈條件的步驟。
以下是一個輸入數字n,輸出0 ~ n - 1的偶數的程式:
陣列是多個相同資料型別的變數所組成的,陣列中的每個元素都是一個變數。它的宣告格式如下:
當要使用時,用中括號[]加上索引值陣列名稱[索引值]
來表示陣列的某個變數。要特別注意的是,陣列的第一個位置索引值是0
,以下是一些簡單的操作方式:
陣列經常搭配迴圈一起使用,以下是一個簡單的程式:
這是一個把陣列索引0~9
的值設為0
的程式,可以看到這裡利用for
迴圈的i
作為陣列的索引。
這份講義只有簡單介紹了C++ 的基礎語法,而C++ 還有很多有趣的東西值得你去探索,包括指標、類別、STL等,程式也還有很多不同的領域。
如果你對資訊奧林匹亞或是演算法有興趣的話,可以嘗試到一些線上解題網站寫個幾題,網路上也有很多學習的資源,講義最後也會附上幾個推薦網站。
但如果你想寫一些小遊戲的話,那你選錯語言了,你可能要學習物件導向程式設計,還有怎麼用程式繪製圖形等等。
最後,希望這份講義能幫助你學會C++的基礎使用方法,也期望你未來能夠在資訊這個領域持續學習、進步。
AP325是由吳邦一教授編寫,適合對程式基礎語法有一定了解的人,講義裡的例題也有放在TCIRC judge上。
https://drive.google.com/drive/folders/10hZCMHH0YgsfguVZCHU7EYiG8qJE5f-m
臺大資訊之芽是針對高中學生設計的培訓課程,以下是C語法班和算法班的講義,只要更改網址中年份的地方就可以找到歷年的講義。
建中的校內培訓講義,從簡單的算法到各種困難的技巧都有。
https://tioj.ck.tp.edu.tw/articles/5
建中的線上解題系統。
https://tioj.ck.tp.edu.tw/
題目較多,但要找到適合的題目也相對較難。
https://zerojudge.tw/
台中一中的線上解題系統,裡面有AP325講義的題目。
https://judge.tcirc.tw/
最多人參加的線上競賽網站,每隔幾天就會有一場線上比賽,並且大部份的比賽都有詳解。但因為是俄羅斯的網站,所以比賽的時間都是晚上10點左右,且都是英文。
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