从零开始学习C++编程，掌握基础概念和开发环境搭建
C++是一种通用的编程语言，由Bjarne Stroustrup于1979年在贝尔实验室开发。它最初被称为"C with Classes"，是C语言的扩展，增加了面向对象编程的特性。C++被广泛应用于系统软件、游戏开发、嵌入式系统、高性能应用等领域。
| 领域 | 应用示例 | 特点 |
|---|---|---|
| 操作系统 | Windows、Linux内核部分组件 | 高性能、底层控制 |
| 游戏开发 | Unreal Engine、游戏引擎 | 实时性能、图形处理 |
| 嵌入式系统 | 物联网设备、汽车电子 | 资源受限环境优化 |
| 金融系统 | 高频交易、风险计算 | 计算密集型应用 |
| 科学计算 | 数值模拟、物理引擎 | 高性能计算 |
搭建C++开发环境是学习的第一步。不同的操作系统有不同的安装方式，但核心都是安装编译器和开发工具。
# 下载MinGW-w64安装器
# 运行安装器，选择架构：x86_64，线程：posix，异常：seh
# 添加bin目录到系统PATH环境变量# 下载Visual Studio Community版（免费）
# 安装时选择"使用C++的桌面开发"工作负载
# 包含编译器、调试器、IDE等完整工具链xcode-select --install # 安装命令行工具brew install gcc # 安装最新GCC编译器sudo apt update
sudo apt install g++ build-essential # 安装GCC编译器和基础工具sudo yum install gcc-c++ # 或使用dnf命令g++ --version或clang++ --version，如果显示版本信息说明安装成功。
C++程序从源代码到可执行文件需要经过四个主要步骤：
g++ -E hello.cpp -o hello.i # 预处理g++ -S hello.i -o hello.s # 编译g++ -c hello.s -o hello.o # 汇编g++ hello.o -o hello # 链接g++ hello.cpp -o hello # 一步完成所有步骤
让我们从经典的"Hello, World!"程序开始，这是学习任何编程语言的传统第一步。
#include <iostream> // 包含输入输出流库
using namespace std; // 使用标准命名空间
int main() {
cout << "Hello, World!" << endl; // 输出文本
return 0; // 返回0表示程序正常结束
}#include <iostream> - 告诉编译器包含标准输入输出库的头文件
using namespace std; - 使用标准命名空间，避免每次都要写std::前缀
int main() - 每个C++程序都必须有且只有一个main函数，它是程序的入口点
{ ... } - 花括号内的代码是main函数的执行体
cout << "Hello, World!" << endl; - 向控制台输出文本并换行
return 0; - 返回0表示程序正常结束，非0值表示错误
编写完代码后，需要将其编译成可执行文件才能运行。C++是编译型语言，源代码需要经过编译器处理。
# 基本编译
g++ hello.cpp -o hello
# 运行程序
./hello # Linux/macOS
hello.exe # Windows| 选项 | 说明 | 示例 |
|---|---|---|
| -o | 指定输出文件名 | g++ hello.cpp -o myprogram |
| -Wall | 开启所有警告 | g++ -Wall hello.cpp -o hello |
| -std=c++11 | 指定C++标准版本 | g++ -std=c++11 hello.cpp -o hello |
| -g | 生成调试信息 | g++ -g hello.cpp -o hello |
| -O2 | 优化级别2 | g++ -O2 hello.cpp -o hello |
-g选项生成调试信息，然后使用gdb调试器进行调试：g++ -g hello.cpp -o hellogdb hello
除了基本的输出，C++还支持从用户获取输入。让我们看一个交互式程序的例子：
#include <iostream>
#include <string> // 需要包含string头文件
using namespace std;
int main() {
string name;
int age;
cout << "请输入你的名字：";
cin >> name; // 输入字符串
cout << "请输入你的年龄：";
cin >> age; // 输入整数
cout << "你好，" << name << "！你今年" << age << "岁。" << endl;
return 0;
}#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int a, b;
// 输入两个数字
cout << "请输入两个整数：";
cin >> a >> b;
// 输出计算结果
cout << "和：" << a + b << endl;
cout << "差：" << a - b << endl;
cout << "积：" << a * b << endl;
if (b != 0) {
cout << "商：" << a / b << endl;
} else {
cout << "除数不能为零！" << endl;
}
return 0;
}通过实践来巩固所学知识，完成以下练习：
# 错误1：缺少分号
cout << "Hello" // 错误：缺少分号
# 错误2：拼写错误
cOut << "Hello" // 错误：cout拼写错误
# 错误3：缺少头文件
cout << "Hello" // 错误：没有包含iostream