少儿编程C++快速教程之——1. 基础语法和输入输出

在这里插入图片描述

1. 欢迎来到C++编程世界！

1.1 什么是编程？

编程就像是给计算机写一份详细的"说明书"，告诉它该做什么、怎么做。C++是一种强大的编程语言，可以用来创建游戏、应用程序和各种有趣的软件！

1.2 第一个C++程序：Hello World!

让我们从一个简单的程序开始，它会在屏幕上显示"Hello World!"：

#include <iostream>  // 这行代码告诉计算机我们要使用输入输出功能
using namespace std; // 这行代码让我们可以使用简写方式（如cout而不是std::cout）int main() {         // 每个C++程序都必须有一个main函数，程序从这里开始执行cout << "Hello World!" << endl; // 在屏幕上显示文字return 0;        // 告诉计算机程序成功结束
}

试一试：

打开代码编辑器（如Code::Blocks、Dev-C++或Visual Studio）
输入上面的代码
点击"运行"或"编译并运行"按钮
看看屏幕上显示了什么！

2. 变量：计算机的"记忆盒子"

2.1 什么是变量？

变量就像是计算机中的"记忆盒子"，我们可以把数据放进去，需要的时候再取出来。每个盒子都有一个名字（变量名）和类型（能放什么样的数据）。

2.2 基本数据类型

数据类型	用途	示例
`int`	存储整数	`int age = 15;`
`float`	存储小数（单精度）	`float height = 1.75f;`
`double`	存储小数（双精度，更精确）	`double pi = 3.14159;`
`char`	存储单个字符	`char grade = 'A';`
`string`	存储文本（多个字符）	`string name = "小明";`
`bool`	存储真/假值	`bool isRaining = true;`

注意： 使用string类型需要包含<string>头文件。

2.3 声明和使用变量

#include <iostream>
#include <string>   // 使用string类型需要这个
using namespace std;int main() {// 声明变量并赋值int age = 15;float height = 1.75f;string name = "小明";char initial = 'X';bool likesPizza = true;// 使用变量cout << "姓名: " << name << endl;cout << "年龄: " << age << endl;cout << "身高: " << height << "米" << endl;cout << "名字首字母: " << initial << endl;if (likesPizza) {cout << name << "喜欢披萨!" << endl;} else {cout << name << "不喜欢披萨!" << endl;}return 0;
}

小练习： 创建一个程序，声明几个变量存储你的个人信息并显示出来。

3. 与计算机"对话"：输入和输出

3.1 输出信息 (cout)

我们已经使用了cout来输出信息。cout就像是计算机的"嘴巴"，可以说出我们想说的话。

#include <iostream>
using namespace std;int main() {// 输出文字cout << "欢迎来到C++世界!" << endl;// 输出变量的值int score = 95;cout << "你的分数是: " << score << endl;// 一次输出多个内容string player = "小明";int level = 5;cout << "玩家:" << player << " 等级:" << level << endl;return 0;
}

3.2 获取输入 (cin)

cin就像是计算机的"耳朵"，可以听到我们说的话（输入）。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;int main() {string name;int age;cout << "请输入你的名字: ";cin >> name;  // 获取输入并存储到name变量中cout << "请输入你的年龄: ";cin >> age;   // 获取输入并存储到age变量中cout << "你好," << name << "! 你今年" << age << "岁了。" << endl;return 0;
}

注意： 当使用cin >>读取字符串时，它会在遇到空格时停止。如果要读取一整行文字，可以使用getline函数：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;int main() {string fullName;cout << "请输入你的全名: ";cin.ignore(); // 清除之前的输入缓冲区getline(cin, fullName); // 读取一整行cout << "你的全名是: " << fullName << endl;return 0;
}

3.3 格式化输出

有时候我们希望输出的数据看起来更整齐，可以使用一些格式化方法：

#include <iostream>
#include <iomanip> // 用于格式化输出
using namespace std;int main() {double pi = 3.1415926535;// 设置小数点后保留2位cout << fixed << setprecision(2);cout << "π的值是: " << pi << endl;// 设置输出宽度cout << setw(10) << "姓名" << setw(5) << "年龄" << endl;cout << setw(10) << "小明" << setw(5) << 15 << endl;cout << setw(10) << "小红" << setw(5) << 16 << endl;return 0;
}

小练习： 创建一个程序，询问用户三个科目的分数，然后计算并显示平均分（保留2位小数）。

4. 数学运算：计算机的"计算器"

4.1 基本算术运算符

C++支持所有基本的数学运算：

#include <iostream>
using namespace std;int main() {int a = 10, b = 3;cout << "a + b = " << a + b << endl; // 加法: 13cout << "a - b = " << a - b << endl; // 减法: 7cout << "a * b = " << a * b << endl; // 乘法: 30cout << "a / b = " << a / b << endl; // 除法: 3 (整数除法)cout << "a % b = " << a % b << endl; // 取余: 1 (10除以3余1)// 浮点数除法float result = static_cast<float>(a) / b;cout << "浮点数除法: " << result << endl; // 3.33333return 0;
}

4.2 复合赋值运算符

这些运算符可以简化代码：

#include <iostream>
using namespace std;int main() {int x = 5;x += 3;  // 等同于 x = x + 3cout << "x += 3: " << x << endl; // 8x -= 2;  // 等同于 x = x - 2cout << "x -= 2: " << x << endl; // 6x *= 4;  // 等同于 x = x * 4cout << "x *= 4: " << x << endl; // 24x /= 3;  // 等同于 x = x / 3cout << "x /= 3: " << x << endl; // 8return 0;
}

4.3 自增和自减运算符

#include <iostream>
using namespace std;int main() {int count = 5;cout << "初始值: " << count << endl;count++; // 后置自增：先使用值，再增加1cout << "count++后: " << count << endl; // 6++count; // 前置自增：先增加1，再使用值cout << "++count后: " << count << endl; // 7count--; // 后置自减：先使用值，再减少1cout << "count--后: " << count << endl; // 6--count; // 前置自减：先减少1，再使用值cout << "--count后: " << count << endl; // 5return 0;
}

小练习： 编写一个程序，将摄氏温度转换为华氏温度。公式：F = C × 9/5 + 32

5. 做出决定：条件语句

5.1 if 语句

if语句让程序能够根据条件做出决定：

#include <iostream>
using namespace std;int main() {int score;cout << "请输入你的分数: ";cin >> score;if (score >= 60) {cout << "恭喜你及格了!" << endl;}return 0;
}

5.2 if-else 语句

当条件不满足时，可以使用else执行其他操作：

#include <iostream>
using namespace std;int main() {int number;cout << "请输入一个数字: ";cin >> number;if (number % 2 == 0) {cout << "这是一个偶数" << endl;} else {cout << "这是一个奇数" << endl;}return 0;
}

5.3 else-if 语句（多条件判断）

当有多个条件需要检查时，可以使用else if：

#include <iostream>
using namespace std;int main() {int score;cout << "请输入你的分数: ";cin >> score;if (score >= 90) {cout << "成绩等级: A" << endl;} else if (score >= 80) {cout << "成绩等级: B" << endl;} else if (score >= 70) {cout << "成绩等级: C" << endl;} else if (score >= 60) {cout << "成绩等级: D" << endl;} else {cout << "成绩等级: F" << endl;}return 0;
}

5.4 购买贺卡题的实现

现在让我们解决购买贺卡的问题：

#include <iostream>
using namespace std;int main() {int quantity;cout << "请输入购买贺卡的数量: ";cin >> quantity;int totalCost;if (quantity <= 10) {totalCost = quantity * 8;} else if (quantity <= 20) {totalCost = quantity * 6;} else {totalCost = quantity * 4;}cout << "总费用: " << totalCost << "元" << endl;return 0;
}

小练习： 编写一个程序，根据用户年龄判断是否可以观看PG-13电影（13岁以上可以观看）。

6. 重复执行：循环语句

6.1 for 循环

for循环当我们知道要重复多少次时使用：

#include <iostream>
using namespace std;int main() {// 打印1到10的数字for (int i = 1; i <= 10; i++) {cout << i << " ";}cout << endl;// 计算1到100的和int sum = 0;for (int i = 1; i <= 100; i++) {sum += i;}cout << "1到100的和是: " << sum << endl;return 0;
}

for循环的结构：

int i = 1：初始化计数器
i <= 10：循环条件
i++：每次循环后更新计数器

6.2 while 循环

while循环在不确定要循环多少次，但知道循环条件时使用：

#include <iostream>
using namespace std;int main() {// 打印1到10的数字int i = 1;while (i <= 10) {cout << i << " ";i++;}cout << endl;// 猜数字游戏int secretNumber = 42;int guess;cout << "猜一个1到100之间的数字: ";cin >> guess;while (guess != secretNumber) {if (guess < secretNumber) {cout << "太小了! 再试一次: ";} else {cout << "太大了! 再试一次: ";}cin >> guess;}cout << "恭喜你猜对了!" << endl;return 0;
}

6.3 do-while 循环

do-while循环至少执行一次，然后再检查条件：

#include <iostream>
using namespace std;int main() {int number;do {cout << "请输入一个正数: ";cin >> number;} while (number <= 0);cout << "你输入的是: " << number << endl;return 0;
}

6.4 循环控制语句

break：立即退出循环
continue：跳过当前循环的剩余部分，直接开始下一次循环

#include <iostream>
using namespace std;int main() {// break示例：当i等于5时退出循环for (int i = 1; i <= 10; i++) {if (i == 5) {break;}cout << i << " ";}cout << endl; // 输出: 1 2 3 4// continue示例：跳过偶数for (int i = 1; i <= 10; i++) {if (i % 2 == 0) {continue;}cout << i << " ";}cout << endl; // 输出: 1 3 5 7 9return 0;
}

小练习： 编写一个程序，使用循环打印出乘法表（如1×1=1, 1×2=2, …, 9×9=81）。

7. 综合练习

7.1 计算阶乘

#include <iostream>
using namespace std;int main() {int n;cout << "请输入一个正整数: ";cin >> n;long long factorial = 1;for (int i = 1; i <= n; i++) {factorial *= i;}cout << n << "! = " << factorial << endl;return 0;
}

7.2 判断素数

#include <iostream>
using namespace std;int main() {int num;cout << "请输入一个正整数: ";cin >> num;bool isPrime = true;if (num <= 1) {isPrime = false;} else {for (int i = 2; i * i <= num; i++) {if (num % i == 0) {isPrime = false;break;}}}if (isPrime) {cout << num << "是素数" << endl;} else {cout << num << "不是素数" << endl;}return 0;
}

7.3 斐波那契数列

#include <iostream>
using namespace std;int main() {int n;cout << "请输入斐波那契数列的项数: ";cin >> n;long long a = 0, b = 1;cout << "斐波那契数列前" << n << "项: ";for (int i = 0; i < n; i++) {cout << a << " ";long long next = a + b;a = b;b = next;}cout << endl;return 0;
}