本文最后更新于：2023年2月15日晚上

跟着ChatGPT学C++：第一课

我：你好

ChatGPT：你好！有什么我可以帮助你的吗？

我：从现在开始，您将扮演我的老师，从零开始教我C++

ChatGPT：好的，我很乐意成为你的老师，并帮助你学习C++！C++ 是一种广泛使用的编程语言，应用于各种领域，包括系统编程、游戏开发、图形界面设计、科学计算等等。它是一种通用的高级编程语言，具有强大的控制能力和高效的执行速度。

在开始学习 C++ 之前，你需要了解一些基本概念，比如计算机编程的基本原理和编程语言的基础知识。你需要了解的一些基本概念包括：

数据类型：C++ 中的每个值都具有一种数据类型，比如整数、浮点数、字符等等。
变量：在程序中，你需要为数据类型分配内存空间，并给这些空间取一个名字，这个名字就是变量名。
运算符：C++ 支持各种运算符，例如算术运算符、比较运算符、逻辑运算符等等。
控制结构：C++ 中有多种控制结构，例如条件语句、循环语句等等，它们可以控制程序的执行流程。

如果你已经掌握了这些基本概念，那么你就可以开始学习 C++ 的语法和语言特性了。下面是一些你需要学习的主要主题：

输入和输出：C++ 中的标准输入输出流（cin 和 cout）可以让程序与用户进行交互，并从用户那里获取输入或输出结果。
函数：函数是一个可重用的代码块，它可以接收参数并返回值。在 C++ 中，函数通常用于组织程序，并使程序更易于阅读和维护。
数组和指针：数组和指针是 C++ 中的重要概念，它们可以让你管理和操作大量数据。
类和对象：类和对象是 C++ 中的核心概念之一，它们可以让你组织和抽象数据，并在程序中创建可重用的代码模块。
继承和多态：继承和多态是 C++ 中面向对象编程的两个基本概念，它们可以让你创建更具有结构化和模块化的程序。

这只是 C++ 的一个基本概览，如果你想更深入地了解 C++，你还需要了解更多的主题，比如模板、STL（标准模板库）等等。

我：老师，能否详细一点，慢慢的给我讲，零基础该从什么开始呢？

ChatGPT：当你零基础学习C++的时候，最好从最基本的概念开始学习，然后逐渐深入。这里我列出了一些建议的学习步骤，希望能对你有所帮助：

安装和配置C++开发环境你需要下载并安装一个C++开发环境，比如Visual Studio、Code::Blocks或Eclipse等等。配置好环境后，你可以开始创建C++项目并编写代码了。
学习基本语法和控制结构你需要学习C++的基本语法和控制结构，包括变量、数据类型、运算符、条件语句、循环语句等等。你可以从学习这些基本知识开始，通过练习来掌握它们。
学习函数 C++中的函数是一种可重用的代码块，它可以接收参数并返回值。你需要学习如何定义和调用函数，以及如何将函数组合起来，构建出一个有组织的程序。
学习数组和指针数组和指针是C++中的重要概念，它们可以让你管理和操作大量数据。你需要学习如何定义和使用数组，以及如何通过指针访问数组中的元素。
学习类和对象类和对象是C++中的核心概念之一，它们可以让你组织和抽象数据，并在程序中创建可重用的代码模块。你需要学习如何定义和使用类和对象，以及如何实现类之间的继承和多态。
练习和项目最后，你需要通过实际的练习和项目来巩固和应用所学的知识。你可以找一些简单的练习题或小项目，比如实现一个简单的计算器或猜数字游戏，来提高你的编程能力和实践经验。

总之，C++是一门非常强大和复杂的编程语言，需要花费一定的时间和精力来学习和掌握。但只要你保持耐心和持之以恒的态度，相信你一定能够掌握C++编程，成为一名优秀的程序员。

我：好的老师，请开启您的第一堂课

ChatGPT：好的，那么我们来开始第一堂课吧！在这堂课中，我将为你介绍C++的基本语法和程序结构。

C++程序的基本结构如下：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    // 这里是程序的主体部分
    return 0;
}

这是一个简单的C++程序，它包括了两个主要的部分：

头文件：在程序的开头，我们使用#include指令来包含头文件，以便在程序中使用库函数。在上面的例子中，我们包含了<iostream>头文件，它包含了C++中输入和输出流的定义。
主函数：在C++中，每个程序必须有一个主函数main()，它是程序的入口点。在上面的例子中，我们定义了一个返回整数类型值的主函数main()，其中//表示注释，是一些解释代码作用的文字。

现在，我们来看一下C++中的一些基本语法：

变量：在C++中，变量是存储数据值的一种方式。要定义一个变量，需要指定变量的数据类型和名称。例如：

1
2
3

int a;        // 定义一个整型变量a
float b;      // 定义一个浮点型变量b
char c;       // 定义一个字符型变量c

数据类型：C++中有多种数据类型，包括整型、浮点型、字符型、布尔型等等。每种数据类型都有一定的取值范围和所占字节数。例如：

int i = 10;      // 定义一个整型变量i，并初始化为10
float f = 3.14;  // 定义一个浮点型变量f，并初始化为3.14
char ch = 'a';   // 定义一个字符型变量ch，并初始化为'a'
bool flag = true;// 定义一个布尔型变量flag，并初始化为true

运算符：在C++中，有多种运算符可以用来进行基本的数学和逻辑运算。例如：

int a = 10, b = 5;
int c = a + b;      // 加法运算，c的值为15
int d = a * b;      // 乘法运算，d的值为50
bool e = (a > b);   // 大于运算，e的值为true

控制结构：C++中有多种控制结构可以用来控制程序的执行流程，包括条件语句和循环语句。例如：

if (a > b) {
    // 如果a大于b，执行下面的代码块
    cout << "a is greater than b" << endl;
} else {
    // 如果a不大于b，执行下面的代码块
    cout << "a is less than or equal to b" << endl;
}

我：继续

ChatGPT：好的，下面我们再来看一些C++中的基本语法：

函数：在C++中，函数是一段独立的代码块，可以接受输入参数并返回一个值。函数可以用来封装和重复使用代码。例如：

int add(int a, int b) {
    // 这是一个加法函数，接受两个整型参数a和b，并返回它们的和
    int sum = a + b;
    return sum;
}

int result = add(10, 5);    // 调用add函数，传入参数10和5，返回结果15

数组：在C++中，数组是一种用来存储多个相同类型元素的数据结构。数组的元素可以通过索引访问，索引从0开始。例如：

int arr[5];         // 定义一个包含5个整型元素的数组
arr[0] = 10;        // 设置第一个元素的值为10
arr[1] = 20;        // 设置第二个元素的值为20
int sum = arr[0] + arr[1];  // 计算第一个和第二个元素的和，sum的值为30

指针：在C++中，指针是一种用来存储变量地址的数据类型。指针可以用来访问和修改变量的值，还可以用来动态分配内存。例如：

int a = 10;         // 定义一个整型变量a，并初始化为10
int *p = &a;        // 定义一个整型指针p，并将它指向a的地址
*p = 20;            // 修改指针所指向的变量a的值为20
cout << a << endl;  // 输出a的值为20

以上是C++中一些基本语法的介绍，它们是你学习C++编程的基础。在下一节课中，我们将进一步讨论这些基本语法的应用，并学习如何使用C++来实现简单的程序。

我：谢谢老师，请开启您的第二节课

ChatGPT： 好的，本节课我们将进一步学习如何使用C++来实现程序，包括输入输出、控制语句和循环语句。

输入输出：在C++中，可以使用输入输出流（iostream）来实现程序的输入输出。输入流用于从标准输入设备（比如键盘）中读取数据，输出流用于向标准输出设备（比如屏幕）中输出数据。例如：

#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
    int num;
    cout << "请输入一个整数：" << endl;   // 输出提示信息
    cin >> num;                           // 从键盘读取一个整数，并赋值给变量num
    cout << "你输入的整数是：" << num << endl;   // 输出变量num的值
    return 0;
}

控制语句：在C++中，可以使用if语句和switch语句来控制程序的执行流程。if语句用于根据某个条件判断是否执行某个代码块，switch语句用于根据某个值选择执行哪个代码块。例如：

int age = 20;
if (age >= 18) {
    cout << "你已经成年了" << endl;
} else {
    cout << "你还未成年" << endl;
}

int day = 3;
switch (day) {
    case 1:
        cout << "星期一" << endl;
        break;
    case 2:
        cout << "星期二" << endl;
        break;
    case 3:
        cout << "星期三" << endl;
        break;
    default:
        cout << "未知日期" << endl;
}

循环语句：在C++中，可以使用for循环、while循环和do-while循环来实现代码的重复执行。for循环和while循环都是根据某个条件来控制循环的执行次数，do-while循环先执行一次循环体，然后再根据某个条件来决定是否继续执行循环。例如：

for (int i = 1; i <= 5; i++) {
    cout << "当前是第" << i << "次循环" << endl;
}

int j = 1;
while (j <= 5) {
    cout << "当前是第" << j << "次循环" << endl;
    j++;
}

int k = 1;
do {
    cout << "当前是第" << k << "次循环" << endl;
    k++;
} while (k <= 5);

以上是C++中的一些基本语法，它们是你学习C++编程的基础。在下一节课中，我们将介绍如何使用C++来实现常见的数据结构和算法。

我：谢谢老师，请继续

ChatGPT：好的，下面是本节课的其他内容：

函数：在C++中，可以使用函数来实现对代码的封装和重用。函数是一段独立的代码块，它可以接收一些输入参数，然后执行一些操作，并返回一个输出值。例如：

int sum(int a, int b) {
    return a + b;
}

int result = sum(3, 4);
cout << "3 + 4 = " << result << endl;

上面的代码定义了一个名为sum的函数，它接收两个int类型的参数a和b，然后返回它们的和。在调用sum函数时，传入了参数3和4，然后将返回值赋给了变量result。

数组：在C++中，可以使用数组来存储多个相同类型的数据。数组可以一维或多维。例如：

int numbers[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    cout << numbers[i] << " ";
}
cout << endl;

int matrix[2][3] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}};
for (int i = 0; i < 2; i++) {
    for (int j = 0; j < 3; j++) {
        cout << matrix[i][j] << " ";
    }
    cout << endl;
}

上面的代码定义了一个一维数组numbers和一个二维数组matrix，并且使用了for循环来遍历数组中的元素并输出它们的值。

指针：在C++中，可以使用指针来表示某个变量在内存中的地址。指针可以用来访问变量的值、传递参数以及动态分配内存等。例如：

int number = 10;
int* p = &number;
cout << "number的值为：" << number << endl;
cout << "number的地址为：" << &number << endl;
cout << "p指向的值为：" << *p << endl;
cout << "p指向的地址为：" << p << endl;

*p = 20;
cout << "number的值变为：" << number << endl;

上面的代码定义了一个名为p的指针，它指向变量number的地址。通过*p可以访问number的值，通过p可以修改number的值。

这些内容是C++编程中比较基础的内容，希望对你有帮助。在下一节课中，我们将继续学习更深入的C++知识，包括面向对象编程、模板和异常处理等。

我：老师，我有问题，指针可以放入函数或者类的地址吗？

ChatGPT：是的，指针可以存储函数或类的地址。

对于函数指针，可以使用以下方式定义：

// 定义一个函数指针类型
typedef int (*func_ptr)(int, int);

// 定义一个函数，接受一个函数指针类型的参数
int apply(func_ptr func, int a, int b) {
    return func(a, b);
}

// 定义两个函数，分别实现加法和乘法
int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

int multiply(int a, int b) {
    return a * b;
}

int main() {
    // 定义函数指针变量并初始化为加法函数的地址
    func_ptr p = add;

    // 使用函数指针变量调用apply函数，并传入加法函数和两个参数
    int result = apply(p, 3, 4);
    cout << "3 + 4 = " << result << endl;

    // 将函数指针变量修改为乘法函数的地址
    p = multiply;

    // 再次使用函数指针变量调用apply函数，并传入乘法函数和两个参数
    result = apply(p, 3, 4);
    cout << "3 * 4 = " << result << endl;

    return 0;
}

在上面的代码中，我们首先定义了一个函数指针类型func_ptr，它指向一个函数，该函数接受两个int类型的参数并返回一个int类型的值。然后我们定义了一个apply函数，它接受一个func_ptr类型的参数和两个int类型的参数，该函数会调用传入的函数指针来进行计算。最后我们定义了两个函数add和multiply，分别实现加法和乘法的功能。在main函数中，我们首先定义一个函数指针变量p，并将它初始化为add函数的地址，然后使用apply函数调用p指向的函数来进行加法计算，并输出结果。接着我们将p指向multiply函数的地址，再次使用apply函数调用p指向的函数进行乘法计算，并输出结果。

对于类指针，可以使用以下方式定义：

class MyClass {
public:
    void func() {
        cout << "MyClass::func()" << endl;
    }
};

int main() {
    MyClass obj;
    MyClass* p = &obj;

    p->func();

    return 0;
}

在上面的代码中，我们首先定义了一个名为MyClass的类，并定义了一个名为func的成员函数。然后我们定义了一个MyClass类型的对象obj，并定义了一个指向obj的指针p。最后，我们使用箭头运算符->来调用p指向的对象的func成员函数。

总之，指针可以存储函数或类的地址，并且可以使用它们来调用相应的函数或成员函数。

谢谢老师，我知道了。老师，那数组的实现方式是什么？地址吗？

是的，数组的实现方式是使用内存中一段连续的地址来存储多个相同类型的数据。我们可以使用指针来访问数组中的元素，因为数组名本身就是数组第一个元素的地址。

例如，如果我们定义一个整型数组a，那么a[0]表示数组中的第一个元素，a[1]表示数组中的第二个元素，以此类推。我们也可以通过使用指针来访问数组中的元素，如下所示：

int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
int* p = a; // 将p指向数组a的第一个元素

cout << "a[0] = " << a[0] << endl; // 输出数组的第一个元素
cout << "*p = " << *p << endl; // 输出p指向的元素，即数组的第一个元素

// 使用指针遍历数组
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    cout << "a[" << i << "] = " << *(p + i) << endl;
}

在上面的代码中，我们定义了一个名为a的整型数组，并将它初始化为{1, 2, 3, 4, 5}。然后我们定义了一个名为p的指针，并将它指向数组a的第一个元素。我们可以通过*p来获取p指向的元素，即数组的第一个元素。此外，我们还可以使用指针遍历数组，通过指针的算术运算来访问数组中的每个元素。

需要注意的是，在使用指针访问数组元素时，要确保指针所指向的内存地址是合法的。例如，在上面的代码中，p指向数组a的第一个元素，因此我们可以使用*(p + i)来访问数组a中的第i个元素。但是如果p指向了数组a之外的内存地址，或者指向了未初始化的内存地址，那么这样的操作就是非法的，可能会导致程序崩溃或产生不可预测的结果。

我：谢谢老师，请问for和while两个循环哪个更高效？在嵌入式开发中老师更推荐使用哪一个？

ChatGPT：在一般的情况下，for循环和while循环的效率是相同的，因为它们的本质相同，只是语法不同。在使用时，应该根据实际情况选择合适的循环结构，无论是for循环还是while循环都可以达到相同的效果。

在嵌入式开发中，由于嵌入式设备资源有限，因此代码的效率和性能非常重要。在一些特殊的场景下，使用for循环可能比while循环更高效。原因是，for循环通常是用来迭代已知次数的循环，编译器可以对for循环进行优化，生成更高效的机器代码。而while循环通常是用来迭代未知次数的循环，因此在一些场景下可能会比for循环稍微慢一些。

总的来说，使用for循环还是while循环并没有明显的优劣之分，应该根据具体情况选择合适的循环结构。在一般的情况下，我们可以根据个人习惯和代码风格来选择，不必过于纠结。但在嵌入式开发中，为了达到更高的效率和性能，可以根据具体情况选择使用for循环或while循环。

谢谢老师，请您开始下一节课的讲解

好的，接下来我们来讲一下C++中的函数。

在C++中，函数是一个独立的代码块，可以执行特定的任务。函数可以有输入参数和返回值，也可以没有参数和返回值。函数可以重载，即在同一个作用域中可以定义多个同名的函数，但是它们的参数列表必须不同。这样可以让函数名具有更加灵活的表现力，以适应不同的使用场景。

下面是一个简单的C++函数的例子：

#include <iostream>

// 定义一个名为sum的函数，它有两个参数a和b，返回值为a和b的和
int sum(int a, int b)
{
    return a + b;
}

int main()
{
    int a = 10, b = 20;
    int c = sum(a, b);
    std::cout << "The sum of " << a << " and " << b << " is " << c << std::endl;
    return 0;
}

在上面的例子中，我们定义了一个名为sum的函数，它有两个参数a和b，返回值为a和b的和。在main函数中，我们调用了sum函数，将a和b作为参数传递给sum函数，并将sum函数的返回值赋给变量c。然后我们使用std::cout语句输出了计算结果。

函数的定义通常包括函数的类型、函数名、参数列表和函数体。函数类型用于指定函数的返回值类型，函数名用于唯一标识函数，参数列表用于指定函数的输入参数类型和名称，函数体包含了函数的具体实现代码。

函数的参数列表可以包含零个或多个参数，参数之间使用逗号分隔。每个参数包括参数类型和参数名。参数类型指定了参数的数据类型，参数名用于在函数体中引用参数的值。函数的返回值类型可以是任何C++数据类型，也可以是void类型，表示函数没有返回值。

函数体中的代码可以访问函数的参数和局部变量。局部变量是在函数体内定义的变量，只能在函数体内部访问，函数执行结束后会被销毁。函数可以访问全局变量，但是在函数内部不应该定义与全局变量同名的局部变量，因为这样会隐藏全局变量，导致程序出现错误。

跟着ChatGPT学C++

#ChatGPT #C++教程

跟着ChatGPT学C++：第一课

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作者

连思鑫

发布于

2023年2月15日

许可协议

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