---
title: C++教室第一節社課
slideOptions: # 簡報相關的設定
theme: blood # 顏色主題
transition: 'slide' # 換頁動畫
parallaxBackgroundImage: 'https://c.wallhere.com/photos/a5/a8/Neon_Genesis_Evangelion_mech_EVA_Unit_13-1319035.jpg!d'
---
C++教室教學講義
===
>[name=Howard] [time=September 18th] [color=#333]
###### tags:`tcirc` `社課`
----
[TOC]
第一節社課
===
----
## 開場
歡迎各位來到電腦資訊研究社，在這邊也謝謝每位選擇電研的你們。在未來的六節社課中，顧及到剛進來的學弟，我們會從基礎開始教起。
<span>資深社員們嫌無聊也不要去打lol拉，我們電研有開judge，你把裡面的題目做一做再去打你的lol拉<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="1" --></span>
<span>嗚嗚嗚 ｡ﾟ(ﾟ´ω`ﾟ)ﾟ｡<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="2" --></span>
----
## 上課講義服用方法
本講義採用HackMD簡報模式製作
[](https://hackmd.io/@howard60308/S1sZwObSP)
在畫面右下角可以看到藍色的箭頭可以換頁
###### 補充: `有分x、y軸` `[esc]鍵可以選頁`
----
## 所以...
<span>什麼是C++?<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="1" --></span>
----
C++是一種被廣泛使用的電腦程式設計語言。它是一種通用程式設計語言，支援多重程式設計模式，例如程序化程式設計、資料抽象化、物件導向程式設計、泛型程式設計和設計模式等。
----
《C\++語言的設計和演化》（1994）:
* <span>C\++設計成直接的和廣泛的支援多種程式設計風格（程序化程式設計、資料抽象化、物件導向程式設計、泛型程式設計）。<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="1" --></span>
* <span>C\++設計成給程式設計者更多的選擇，即使可能導致程式設計者選擇錯誤。<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="2" --></span>
* <span>C\++設計成儘可能與C相容，藉此提供一個從C到C\++的平滑過渡。<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="3" --></span>
* <span>C\++避免平台限定或沒有普遍用途的特性。<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="4" --></span>
* <span>C\++不使用會帶來額外開銷的特性。<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="5" --></span>
* <span>C\++設計成無需複雜的程式設計環境。<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="6" --></span>
----
學長，上面的我都聽不懂怎麼辦:dizzy_face:
<span>反正不知道也活得好好的<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="1" --></span>
<span>有興趣自己去[維基百科](https://zh.wikipedia.org/wiki/C%2B%2B#C++%E5%90%8D%E5%AD%97%E7%9A%84%E7%94%B1%E4%BE%86)翻:stuck_out_tongue_closed_eyes: <!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="2" --></span>
----
## 撰寫第一個程式('Hello World')
``` c++=
#include<iostream>
int main(){
using namespace std;
cout << "Hello World!"<<"\n";
return 0;
}
```
```
/*OUTPUT---
Hello World!
------------*/
```
----
## include
用來引入標頭檔(header file),是一些已經寫好的程式碼，包含許多函式和物件，而\<iostream>標頭檔即包含了輸入(input)和輸出(output)的物件及函式。
----
## namespace
用來區分函式及物件所屬的函式庫，這裡所使用的函式庫為標準函式庫(standard library)
----
## main{ }
稱作「主函式」，由作業系統呼叫，並從此函式開始執行程式碼。
而左大括號( \{ \)為函數區塊的開始，至右大括號( \} \)結束。
##### `雖說是如此，但是「前置編譯指令」和「全域宣告」會優先於主函式執行。`
<span>注意 : 當每個指令敘述結束時，必須以「 <font color="#F00">;</font> 」做結尾
<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="1" --></span>
<span>而某個指令要使用的敘述不只一行的時候，我們也要使用{ }把敘述包起來 <!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="2" --></span>
----
## cout
在標頭檔\<iostream>中定義，為標準函式庫中的物件，所以正確名稱為 std::cout，但是因為有宣告 using namespace std，故寫cout即可。cout 的用法為使用串接運算子(<<)將資料輸入串流，而被雙引號所包含的"hello world"稱作「字串」，除了字串外，數字亦可以同種方式輸出。除此之外，cout還有許多更有趣的使用方法，之後會一一介紹。
----
## 題目實作[b003: Hello,TCFSH!](http://judge.tcfsh.tc.edu.tw/ShowProblem?problemid=b003)
* 試著利用cout<<輸出字串吧
----
## 字串輸出與跳脫字元
``` c++
cout << "Hello World!"<<"\n";
```
在我們要輸出Hello World!時的這串程式碼，Hello World!是作為字串(字元的集合體)的形態被輸出，C++把雙引號字元（"）用作字串的分界符。
而字元中有些字元同時擔任兩種角色，平常做為一般字元，但在加上反斜線( \\ )後，會以跳脫字元的方式登場。
----
## 跳脫字元
這邊舉幾個跳脫字元的例子
* '\0' 空字元，用於字串的結束
* '\n' New Line，換行符號
* '\r' Carriage Return，回歸鍵(即 Enter 鍵)
* '\t' Tab，跳格
* '\b' Backspace，倒退鍵
* '\a' Bell，嗶一聲
* ' \\\ ' 反斜線 \
* ' \\' ' 單引號 '
* ' \\" ' 雙引號 "
----
## 控制字元
```C++=
#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
cout << "Hello!\n";
cout << "Hello again!\n";
cout << "\tThis is a buuk\b\b\b\bbook\n";
cout << "but what if I want to type\"?\n";
cout << "\ayy you heard something?" << endl;
cout << "\\aha!";
}
```
```
/*OUTPUT---
Hello!
Hello again!
This is a book
but what if I want to type"?
yy you heard something?
\aha!
------------*/
```
----
## 題目實作[b004: 串串的強迫症](http://judge.tcfsh.tc.edu.tw/ShowProblem?problemid=b004)
+ 試著利用跳脫字元輸出「\」
----
## 宣告變數
存放在電腦裡的資料，不能更動的稱為常數，可以更改內容的稱為變數。在C++內，使用變數之前需要經過宣告，在為變數編輯一個名稱的同時也為其指定存放的資料型態。
----
#### 如何宣告變數
首先宣告資料型別，然後給予名稱，可以觀察以下範例：
```c++=
#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
int num;
num = 38;
cout<<num<<"\n";
return 0;
}
```
```
/*OUTPUT---
38
------------*/
```
----
我們在第4行宣告了一個變數叫做「num」，他是一個int型別的整數，這個時候電腦會找尋記憶體中的空間存放這個「num」變數，每當我們提及他的名字的時候，我們就會對那一塊記憶體進行操作。
第五行的num = 38是甚麼意思呢？「=」在C++(和大多數程式語言中)並非數學上的等號，而是「賦值」，也就是我們將「num」這塊記憶體種存放的資料複寫為38。
----
```c++=
#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
int num = 8;
num = num*num + 1;
cout<<num<<"\n";
return 0;
}
```
```
/*OUTPUT---
65
------------*/
```
##### tags:`每行結束記得加分號!`
----
| 型態 | 占用記憶體 | 可存放範圍 |
|:------------:|:----------:|:----------------------:|
| int | 4 | $-2^{31}$ ~ $2^{31}-1$ |
| unsigned int | 4 | $0$ ~ $2^{32}-1$ |
| short int | 2 | $-2^{15}$ ~ $2^{15}-1$ |
| float | 4 | 1.2e-38 ~ 3.4e38 |
| double | 8 | 2.2e-308 ~ 1.8e308 |
| char | 1 | $0$ ~ $2^{8}-1$(256個字元)|
| bool | 1 | true,false |
----
| 型態 | 占用記憶體 | 可存放範圍 |
|:------------:|:----------:|:----------------------:|
| long long | 8 | $-2^{63}$ ~ $2^{63}-1$ |
|unsigned long long| 8 | $0$ ~ $2^{64}-1$ |
----
## 溢位
如果我們這時宣告(int)一個整數i的值為2147483647，值的範圍會落在int的範圍內。但是這時我們使 i+1 便會發生<font color="#F00">溢位</font>的狀況，就像是計數器的內容達到最大值時會歸零一般，這時的i會回到int的最小值-214748348。
----
```C++=
#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
short k = 5000;
k = k*k;
int m = 5000;
m = m*m;
cout << k << " " << m;
}
```
```
/*OUTPUT---
30784 25000000
------------*/
```
----
## 字元型態
```C++=
#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
char a ='b';
cout<<a;
}
```
```
/*OUTPUT---
b
------------*/
```
----
## 浮點數與整數的比較
```C++=
#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
int k = 5000;
double r = 5000;
k = k/13;
r = r/13;
cout << k << ' ' << r << '\n';
int a;
double b;
a = 21445333;
b = 21445333;
cout << a << ' ' << b;
}
```
```
/*OUTPUT---
384 384.615
21445333 2.14453e+007
------------*/
```
----
## 整數與字元的比較
```C++=
#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
char a ='b';
cout<<a<<endl;
cout<<"a"<<endl;
cout<<int(a)<<endl;
cout<<int('a')<<endl;
}
```
```
/*OUTPUT---
b
a
98
97
------------*/
```
----
為什麼這些看似相同的語法能輸出不一樣的結果
```c++
cout<<a<<"a"<<int(a)<<int('a');
```
----
###### [ASCII碼的介紹](http://kevin.hwai.edu.tw/~kevin/material/JAVA/Sample2016/ASCII.htm)
----
## 資料型態之間的轉換
不同的資料型態在計算時會發生一些變換，在撰寫程式時必須特別注意以下規則：
* <span>當整數和浮點數進行運算時，統一轉換為浮點數運算。否則一律以整數運算<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="1" --></span>
* <span>當2個大小不同的整數/浮點數做運算時，較大的型別會被採用。short一律當作int計算<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="2" --></span>
* <span>字元做運算時，統一轉換為整數<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="4" --></span>
* <span>在賦值時，「計算結果」統一轉換為該變數的資料型態(計算時依舊為原計算模式)<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="5" --></span>
* <span>利用(資料型態)可作強制轉換<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="6" --></span>
----
```C++=
#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
double a = 5000/3;
//"5000/3" is calclated in int then assigned to double
cout << a << '\n';
double b = 5000.0/3;
//"5000.0/3" is calculated in double then assigned to double
cout << b << '\n';
double c = 2.25;
int d = c;
//double is converted to int before assigning
cout << d << ' ' << c*d << ' ' << (int)(c*d) << '\n';
char k = 'A';
//char is converted to int during compution
cout << k + 5 << ' ' << k + 'A' << ' ' << (char)(k+5) << '\n';
short x = 5000;
cout << x*x << ' '; //short is converted to int during compute
x = x*x; //int is converted back to short during assignment
cout << x << '\n';
int y = 2147483647;
long long z = 1;
cout << y+1 << ' ' << y+z << ' ' << (long long)(y+1) << ' ' << (long long)y+1'\n';
}
```
----
```
/*OUTPUT---
1666
1666.67
2 4.5 4
70 130 F
25000000 30784
-2147483648 2147483648 -2147483648 2147483648
------------*/
```
----
## 整數(ascii碼)與字元(char)的轉換
從[ascii碼表](https://pic.pimg.tw/isvincent/4b512eb611a6f.png)中我們了解一個十進位整數可以對到一個字元，一樣利用資料型態轉換語法，我們也可以將整數型態轉為字元型態
```c++=
#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
int x = 65;
int y = 97;
cout<<"整數"<<x<<"對應字元"<<(char)x<<"\n";
cout<<"整數"<<y<<"對應字元"<<(char)y<<"\n";
}
```
```
/*OUTPUT---
整數65對應字元A
整數97對應字元a
------------*/
```
----
## 比較: 有沒有 ' ' ?
```c++=
#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
char x = 65;
char y = '65';
cout<<x<<"\n";
cout<<y<<"\n";
}
```
----
你有想對嗎
```
/*OUTPUT---
A
5
------------*/
```
字元型態本身就只能儲存一個字元，故只有最後面那位會被輸出。
若是以整數(無 ' ' )賦值便會以ascii碼的方式進行儲存。
----
## 運算子
除了基本的加減乘除外，C++內還有各式各樣的其他運算子：
| 運算子 | 說明 |
|:------------:|:----------:|
| + - * / | 加減乘除 |
| % | 取餘數(a%b = a除以b的餘數) |
| += -= *= /= %= | 表示對變數本身做運算(a += b相當於a = a+b) |
| >> << | 位元左/右移(右移一次就是/2，左移就是*2) |
----
| 運算子 | 說明 |
|------------|----------|
| == > < <= >= | 比較運算子，回傳值是bool |
| ! | 將一個bool值做反向 |
| \| & ^ | OR/AND/XOR 位元運算 |
| \|\| && | OR/AND 邏輯運算 |
----
## bool(布林值)型態
```C++=
#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
bool a = true;
bool b = false;
cout << a << b << endl;
a = 3;
b = -7;
bool c = 0;
cout << a << b << c << '\n';
a = (7 > 4);
b = (5 == 20);
c = (1 <= 2)||(2 <= 1);
cout << a << b << c << '\n';
a = b||c;
b = !((1 == 1)&&(2 <= 2));
c = !(-5);
cout << a << b << c << '\n';
cout << a+a+a+a+a+a << '\n';
cout << (5 < 3) << (bool)(a+a+a+a+a+a);
}
```
----
```
/*OUTPUT---
10
110
101
100
6
01
------------*/
```
----
## cin
你或許在思考---我們到底在做什麼？沒有寫程式的感覺？程式的目的是為了要為使用者做事情，所以我們必須從使用者取得資料。此時我們要取得程式的輸入(input)，要取得輸入必須用cin去取得，使用方法類似cout，我們要將輸入資料存放到記憶體---也就是變數中。
----
```C++=
#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
int k; //建立變數k
cin >> k; //將取得的輸入賦值於k
cout << k*k; //根據所輸入的數字做對應的輸出
}
```
```
/*INPUT---
85
------------*/
/*OUTPUT---
7225
------------*/
```
---
Sign in via Google
Sign in via Facebook
Sign in via X(Twitter)
Sign in via GitHub
Sign in via Dropbox
Sign in with Wallet
Connect another wallet