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title: C++教室第二節社課
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C++教室教學講義
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>[name=Howard] [time=September 18th] [color=#333]
###### tags:`tcirc` `社課`

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[TOC]

第二節社課
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## 複習時間

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## 運算式與運算子
運算式由運算元及運算子所組成。運算元可以是常數、變數，運算子就是我們在數學中常見的運算符號( +、-、*、/ )等。
C++里也提供許多的運算子，除了一般的數學運算，還可以做邏輯判斷，是判斷式中不可或缺的角色。

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## 設定運算子( = )
其實在上節社課就有用到了，雖然作為數學式中的等於符號，但當你在C++中用「等於」去解讀設定運算子可能會讓你吃了大虧。

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先看看下面這行程式碼。

num = num + 1

變數num怎麼會等於num再加上1。
1=1+1，數學世界崩毀:boom:。
<span>當然沒有。<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="1" --></span>
<span>其實「=」的真正意義在於把後面那項的值賦予(asign)給前項。也就是將num的值加1後再賦予num。<!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="2" --></span>

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## 算術運算子
大家都有小學畢業，不多作介紹。
<img src="https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn%3AANd9GcQUcKn_fRYPsWlhnhNGlZxNUwIB2t77yWQ8RA&usqp=CAU" width="50%" height="50%" />

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取餘數可能會比較難理解，如果我讓17對5取餘數，就是讓17除以5之後求餘數的意思。

cout<<17%5;

/*OUTPUT---
2
------------*/

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## if判斷與關係運算子

if是我們在做條件判斷時常見的語法，實際用法如下

if(條件判斷)
    敘述;
else if(條件判斷)
    敘述;
else
    敘述;

當if後面的括號內容為真，則程式會執行後段的敘述，and vice versa。
當第一個if判斷不成立時便進入else if的判斷，接著還是不成立時才會執行else所含的敘述。

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補充: 當然也可以只進行一個判斷就好，後面else if和else的部分視情況使用。(if 和else只能在頭尾，而else if 可以一直疊加)
`p.s: 若程式敘述不只一行，需要用大括號把該串程式碼包住`

if(條件判斷){
    敘述;
    敘述;
    敘述;
}

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常見的關係運算子如下

<img src="https://gblobscdn.gitbook.com/assets%2F-L_r09305cCOiVsKX4GC%2F-LdbqvVPPV8YTT6nTmP5%2F-Ldbr64OK6YfiRlgsfaW%2F9.2.2.png?alt=media&token=d8b0cfb0-af94-4130-aaf0-71948d26c418" width="100%" height="100%" />

千萬注意!判斷是否等價時是「==」，不要搞錯了!

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看一下範例程式

#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
    bool a=true,b=false;
    int x=3,y=2;
    if(a) cout<<"a is true"<<"\n";
    if(b) cout<<"b is true"<<"\n";
    if(x>y) cout<<"x is bigger than y"<<"\n";
    if(y>x) cout<<"y is bigger than x"<<"\n";
}

/*OUTPUT---
a is true
x is bigger than y
------------*/

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###### 小小提醒:if的判斷只發生在一開始

#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
    int x = 100;
    if (x == 100){
    	x = 50;
    	cout << x;
	}
}

/*OUTPUT---
50
------------*/

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## 邏輯運算子
邏輯運算子可以幫助我們在多個條件判斷中做邏輯運算

| 邏輯運算子 | 意義 | 邏輯 |
| ---------- | ------- | ---- |
| && | And，且 | 交集(∩) |
| \|\| | Or，或 | 聯集(∪) |

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練習一下吧~

#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
	int a = -50,b = 75;
	if (a > 0&&b > 0) cout << "Full positive!\n";
	if (a > 0||b > 0) cout << "Half positive!\n";
	if (a > b&&b > a) cout << "How???\n";
	if (a == b||(a > 0&&(b <= a||a != b))) cout << "Yes.";
	else if (a != b||a-b > a+b) cout << "Ok...";
	else cout << "No!";
}

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/*OUTPUT---
Half positive!
Ok...
------------*/

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## 迴圈
程式是為了做我們做不到的事---多半是一些很花時間的事。與其一個一個給電腦下指令，利用迴圈(loop)可以使電腦重複執行多次指令，節省程式碼的複雜度。以下介紹幾種常用的迴圈：

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### for loop

for(INITIALIZATION; CONDITION; AFTERTHOUGHT){
    code;
    code;
    ...
}
for(初始化;條件;遞增){
    code;
    code;
    ...
}

初始化：在迴圈開始前執行的指令。（可作宣告、賦值及各種其他指令）
條件：是一個判斷式，每一次迴圈開始時做判斷，如果回傳為false則結束迴圈。
遞增：每次迴圈結束會執行的指令。

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#### 各式各樣的for loop :)

#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
        for(int a = 0;a < 5;a++){ //a++ -> a = a + 1
    	cout << "ayy\n";
	}
	for(int x = 135,y = 35;y != 0;cout << x << ' ' << y << '\n'){
		x = x%y;
		swap(x,y); //交換x,y的值 
	}
	for(int q = 5;q >= 0;){
		q -= 2;
		cout << q << ' ';
	}
}

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/*OUTPUT---
ayy
ayy
ayy
ayy
ayy
35 30
30 5
5 0
3 1 -1
------------*/

----

### while loop

while(CONDITION){
    code;
    code;
    ...
}
while(條件){
    code;
    code;
    ...
}

----

#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
	int n = 4;
        while(n){
    	n--;
    	cout << n << ' ';
	}
	int t = 9;
	cout << '\n';
	while(t--){  //check then decrease
		cout << t << ' ';
	}
	int k = 9;
	cout << '\n';
	while(--k){  //decrease then check
		cout << k << ' ';
	}
}

----

/*OUTPUT---
3 2 1 0
8 7 6 5 4 3 2 1 0
8 7 6 5 4 3 2 1
------------*/

----

### do-while loop

do{
   code;
   code;
   ...
}while(CONDITION);
do{
   code;
   code;
   ...
}while(條件);

----

#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
	int n = 4;
        do{
    	cout << n;
	}while(n == 3);
	int m = 4;
	while(m == 3){
		cout << m;
	} 
}

/*OUTPUT---
4
------------*/

----

### break/continue

#### break:
直接結束迴圈。
#### continue:
跳過此次迴圈的剩餘程式，直接開始下一次迴圈。

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#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
	for(int a = 0;a < 10;a++){
		if (a == 5) continue;
		cout << a << ' ';
	}
	cout << '\n';
	int k = 10;
	do{
		cout << k << ' ';
		k--;
		if (k == 7) break;
	}while(k >= 5);
}

/*OUTPUT---
0 1 2 3 4 6 7 8 9
10 9 8
------------*/

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## Switch語法
寫很多if是不是有點累?

switch(condition){ //must be integer!!!
    case number:{
        code;
        code;
        ...
        break; //IMPORTANT!!!
    }
    case number2:{
    ...
    }
    default:{
    ...
    }
}

用法：檢查condition(必須為整數/char/bool!)的數值，並執行相對應的case。(注意:需要加上break，否則所有下面的case都會執行)

default:當所有case都無法對應時執行。

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#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
	int k;
	cin >> k;
	switch(k){
		case 75:{
			cout << "It's 75!\n";
			break;
		}
		case 76:{
			cout << "It's 76!\n";
			break;
		}
		default:{
			cout << "I only know 75 and 76...\n";
			break;
		}
	}
}

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/*INPUT1---
75
------------*/
/*INPUT2---
76
------------*/
/*INPUT3---
77
------------*/

/*OUTPUT1---
It's 75!
------------*/
/*OUTPUT2---
It's 76!
------------*/
/*OUTPUT3---
I only know 75 and 76...
------------*/

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##### 把break去掉?

/*OUTPUT1---
It's 75!
It's 76!
I only know 75 and 76...
------------*/
/*OUTPUT2---
It's 76!
I only know 75 and 76...
------------*/
/*OUTPUT3---
I only know 75 and 76...
------------*/

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### 補充：二元運算子

(condition)?(value1):(value2)

當condition成立時，回傳value1，否則回傳value2。
value1,value2要是同一個型別(或可做轉換)。

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#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
	int k;
	cin >> k;
	cout << ((k < 0)?k:-k);
}

/*INPUT1---
1023
------------*/
/*INPUT2---
-888
------------*/

/*OUTPUT1---
-1023
------------*/
/*OUTPUT2---
-888
------------*/

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##### 多層迴圈範例(九九乘法表)

#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
    for(int a = 1;a <= 9;a++){
      for(int b = 1;b <= 9;b++){
            cout << a << "*" << b << " = " << a*b << ' ';
       }
       cout << '\n';
    }
}

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/*OUTPUT---
1*1 = 1 1*2 = 2 1*3 = 3 1*4 = 4 1*5 = 5 1*6 = 6 1*7 = 7 1*8 = 8 1*9 = 9
2*1 = 2 2*2 = 4 2*3 = 6 2*4 = 8 2*5 = 10 2*6 = 12 2*7 = 14 2*8 = 16 2*9 = 18
3*1 = 3 3*2 = 6 3*3 = 9 3*4 = 12 3*5 = 15 3*6 = 18 3*7 = 21 3*8 = 24 3*9 = 27
4*1 = 4 4*2 = 8 4*3 = 12 4*4 = 16 4*5 = 20 4*6 = 24 4*7 = 28 4*8 = 32 4*9 = 36
5*1 = 5 5*2 = 10 5*3 = 15 5*4 = 20 5*5 = 25 5*6 = 30 5*7 = 35 5*8 = 40 5*9 = 45
6*1 = 6 6*2 = 12 6*3 = 18 6*4 = 24 6*5 = 30 6*6 = 36 6*7 = 42 6*8 = 48 6*9 = 54
7*1 = 7 7*2 = 14 7*3 = 21 7*4 = 28 7*5 = 35 7*6 = 42 7*7 = 49 7*8 = 56 7*9 = 63
8*1 = 8 8*2 = 16 8*3 = 24 8*4 = 32 8*5 = 40 8*6 = 48 8*7 = 56 8*8 = 64 8*9 = 72
9*1 = 9 9*2 = 18 9*3 = 27 9*4 = 36 9*5 = 45 9*6 = 54 9*7 = 63 9*8 = 72 9*9 = 81
------------*/

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## 宣告的規則
宣告變數是寫程式很重要的一件事。其中存在一些規則，必須作注意。
1.變數要在宣告後才能使用。
2.宣告的有效範圍是該宣告所在區塊（block)，即｛ 和 ｝之間的範圍。所以綜合第一點：宣告的有效範圍為宣告位置~該block的結束。
3.可在main函式外做宣告（又稱全域宣告），全域宣告的變數可在程式的任意位置使用。
4.for loop的初始化宣告在loop進行時皆可使用。

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#include<iostream>
using namespace std;

char k = 'K';

int main(){
	cout << x; //NOT OK
	cout << k; //OK
	int x = 2096;
	cout << x; //OK
	for(int a = 0;a <= 5;a++){
		x += 1; //OK
		x += q; //NOT OK
		a += x; //OK
		int q;
		x += q; //OK
		cout << k;//OK
	}
	a = x; //NOT OK
	cout << k; //OK
}

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### 解題技巧：多點測資
有些時候，題目會要求不斷讀取資料直到檔案結束(EOF)，這個時候可以用一個while loop讀取資料，可是要怎麼偵測檔案結束並跳出迴圈呢？其實當我們輸入資料時，資料會送到cin這個物件中，當cin讀取資料時發現無法轉換的資料(ex:在讀取int時遇到英文字母)或是換行，cin會停止讀取資料，並將讀取到的資料放入目標變數中。下一次cin就從該位置開始。**注意讀取失敗的資料不會消失。**

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當cin讀取失敗，有許多方法可以偵測：
1.cin.fail()：當cin讀取失敗時此函式回傳true。
2.cin.good()：當cin讀取失敗時此函式回傳false。
3.cin.eof()：與前兩者不同，只有在讀取到EOF時回傳true。
4.cin：cin本身可以轉換成bool，在讀取失敗時會回傳false。

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#include<iostream>
int main(){
    using namespace std;
    while(1){  //infinite loop
        int k;
        cin >> k;
        if (!cin) break; //version 1
        if (cin.fail()) break; //version 2
        if (!cin.good()) break; //version 3
        if (cin.eof()) break; //version 4
    }
}

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## 小試身手~
[b018: 可樂成癮患者](https://judge.tcirc.tw/ShowProblem?problemid=b018)
[b015: 數字的顏色](https://judge.tcirc.tw/ShowProblem?problemid=b015)
[b023: 十二生肖](https://judge.tcirc.tw/ShowProblem?problemid=b023)
[b013: 閏年問題](https://judge.tcirc.tw/ShowProblem?problemid=b013)

挑戰題：[b038: 存量問題](https://judge.tcirc.tw/ShowProblem?problemid=b038)

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