C++ 入门二：C++ 编程预备知识

一、使用 Qt Creator 创建 C++ 工程

1.1 打开软件

在计算机中找到 Qt Creator 的应用程序图标并双击打开它。如果是首次打开，可能需要进行一些初始化设置，如选择默认的开发环境等。

1.2 选择 C++ 工程

• 打开 Qt Creator 后，在欢迎界面中点击 “New Project”（新建项目）选项。
• 在弹出的 “New Project” 对话框中，选择 “Non-Qt Project”（非 Qt 项目）类别。
• 从右侧的项目模板列表中，选择 “Plain C++ Application”（纯 C++ 应用程序），然后点击 “Choose...” 按钮。
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1.3 保存工程

• 在接下来的对话框中，设置项目的名称和保存路径。项目名称应简洁且具有描述性，保存路径可以根据个人习惯选择。
• 点击 “Next” 按钮继续。
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1.4 选择编译器

• 在 “Kit Selection”（工具包选择）页面，选择合适的编译器。常见的编译器有 GCC、Clang 等。根据自己的系统环境和需求进行选择。
• 确认所选编译器后，点击 “Next” 按钮。
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1.5 完成工程创建

• 检查项目的配置信息，确保所有设置都正确无误。
• 点击 “Finish” 按钮，Qt Creator 将自动创建 C++ 工程。
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1.6 运行

• 创建好工程后，在 Qt Creator 的主界面中，可以看到项目的源文件。
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• 按下组合键 “Ctrl + R”，或者点击工具栏上的绿色三角形 “Run” 按钮，程序将被编译并运行。
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二、命名空间

命名空间（namespace）是 C++ 中用于解决命名冲突的一种机制。在大型项目中，不同的库或模块可能会使用相同的名称，使用命名空间可以将这些名称隔离，避免冲突。

示例代码

cpp

#include <iostream>

// 定义一个命名空间
namespace MyNamespace {
    int value = 10;
    void printValue() {
        std::cout << "MyNamespace 中的值: " << value << std::endl;
    }
}

int main() {
    // 使用命名空间中的变量和函数
    MyNamespace::printValue();
    return 0;
}

在上述代码中，MyNamespace 是一个自定义的命名空间，其中包含一个变量 value 和一个函数 printValue。在 main 函数中，通过 MyNamespace:: 作用域解析运算符来访问命名空间中的成员。

三、范围解析运算符

范围解析运算符 :: 用于指定要访问的命名空间、类或结构体的成员。它可以帮助编译器明确要使用的名称所在的作用域。

示例代码

cpp

#include <iostream>

int value = 20;

namespace MyNamespace {
    int value = 10;
    void printValue() {
        std::cout << "MyNamespace 中的值: " << value << std::endl;
    }
}

int main() {
    // 访问全局变量
    std::cout << "全局变量的值: " << ::value << std::endl;
    // 访问命名空间中的变量和函数
    MyNamespace::printValue();
    std::cout << "MyNamespace 中的值: " << MyNamespace::value << std::endl;
    return 0;
}

在这个例子中，::value 表示访问全局作用域中的 value 变量，而 MyNamespace::value 表示访问 MyNamespace 命名空间中的 value 变量。

四、输入输出

4.1 cout 与 printf

• cout：cout 是 C++ 标准库中的输出流对象，用于向标准输出设备（通常是控制台）输出数据。它可以自动判断输出数据的类型，使用起来更加方便。
• printf：printf 是 C 语言中的标准输出函数，需要手动指定输出格式。

示例代码

cpp

#include <iostream>
#include <cstdio>

int main() {
    int num = 10;
    double d = 3.14;
    // 使用 cout 输出
    std::cout << "整数: " << num << ", 浮点数: " << d << std::endl;
    // 使用 printf 输出
    printf("整数: %d, 浮点数: %f\n", num, d);
    return 0;
}

4.2 cin 与 scanf

• cin：cin 是 C++ 标准库中的输入流对象，用于从标准输入设备（通常是键盘）读取数据。它可以自动判断输入数据的类型。
• scanf：scanf 是 C 语言中的标准输入函数，需要手动指定输入格式。

示例代码

cpp

#include <iostream>
#include <cstdio>

int main() {
    int num;
    double d;
    // 使用 cin 输入
    std::cout << "请输入一个整数和一个浮点数: ";
    std::cin >> num >> d;
    std::cout << "你输入的整数是: " << num << ", 浮点数是: " << d << std::endl;
    // 使用 scanf 输入
    printf("请再次输入一个整数和一个浮点数: ");
    scanf("%d %lf", &num, &d);
    printf("你输入的整数是: %d, 浮点数是: %f\n", num, d);
    return 0;
}

五、作用域

作用域（scope）决定了变量、函数等标识符的可见性和生命周期。C++ 中有多种作用域，包括全局作用域、局部作用域、命名空间作用域和类作用域等。

示例代码

cpp

#include <iostream>

// 全局变量，具有全局作用域
int globalVar = 10;

void func() {
    // 局部变量，具有局部作用域
    int localVar = 20;
    std::cout << "局部变量: " << localVar << std::endl;
    std::cout << "全局变量: " << globalVar << std::endl;
}

int main() {
    func();
    std::cout << "全局变量: " << globalVar << std::endl;
    // 无法访问 func 函数中的 localVar
    // std::cout << "局部变量: " << localVar << std::endl; 
    return 0;
}

在上述代码中，globalVar 是全局变量，在整个程序中都可以访问；localVar 是局部变量，只能在 func 函数内部访问。

六、动态内存

6.1 C 语言方式

在 C 语言中，使用 malloc 函数来分配动态内存，使用 free 函数来释放内存。

示例代码

c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    // 分配内存
    int* ptr = (int*)malloc(sizeof(int));
    if (ptr == NULL) {
        printf("内存分配失败\n");
        return 1;
    }
    // 使用内存
    *ptr = 10;
    printf("分配的内存中的值: %d\n", *ptr);
    // 释放内存
    free(ptr);
    return 0;
}

6.2 C++ 方式

在 C++ 中，使用 new 运算符来分配动态内存，使用 delete 运算符来释放内存。

示例代码

cpp

#include <iostream>

int main() {
    // 分配内存
    int* ptr = new int;
    // 使用内存
    *ptr = 20;
    std::cout << "分配的内存中的值: " << *ptr << std::endl;
    // 释放内存
    delete ptr;
    return 0;
}

new 运算符还可以用于分配数组：

cpp

#include <iostream>

int main() {
    // 分配数组内存
    int* arr = new int[5];
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        arr[i] = i;
    }
    // 输出数组元素
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        std::cout << arr[i] << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
    // 释放数组内存
    delete[] arr;
    return 0;
}

七、引用

引用（reference）是变量的别名，它提供了一种更简洁、安全的方式来操作变量。引用在定义时必须初始化，并且一旦初始化后，就不能再引用其他变量。

示例代码

cpp

#include <iostream>

int main() {
    int num = 10;
    // 定义引用
    int& ref = num;
    // 修改引用的值，即修改原变量的值
    ref = 20;
    std::cout << "原变量的值: " << num << std::endl;
    return 0;
}

引用与指针的区别

引用和指针有一些相似之处，但也存在明显的区别：

• 初始化：引用在定义时必须初始化，而指针可以在定义后再赋值。
• 空值：引用不能为 NULL，而指针可以指向 NULL。
• 操作：引用使用起来更像变量，直接操作引用就相当于操作原变量；指针需要使用解引用运算符 * 来访问所指向的变量。
• 重新赋值：引用一旦初始化后，就不能再引用其他变量；指针可以随时指向其他变量。

通过以上内容的学习，你已经掌握了使用 Qt Creator 创建 C++ 工程的基本步骤，以及 C++ 中的命名空间、范围解析运算符、输入输出、作用域、动态内存和引用等预备知识，为进一步学习 C++ 编程打下了坚实的基础。