C++ 程序结构

C++ 程序由若干源文件组成，每个源文件又是一系列声明、定义和语句的集合。无论程序多么复杂，执行时总是从 main 函数开始。理解程序的基本结构，是写出正确 C++ 代码的第一步。

第一个程序回顾

我们先看一段最简短的完整程序：

cpp

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    cout << "Hello Koyuki!" << endl;
    return 0;
}

从上到下，这段程序可以拆成四个部分：

头文件包含：#include <iostream>
- 以 # 开头的是预处理指令。
- iostream 是标准输入输出库，提供了 cout、cin、endl 等工具。
- 没有它，程序就不知道 cout 是什么。
命名空间：using namespace std;
- 标准库中的内容都放在 std 命名空间里。
- 使用这行代码后，可以直接写 cout，否则需要写 std::cout。
- 在小型示例中这样写比较方便，大型项目里通常会显式加 std:: 前缀。
主函数：int main()
- 这是程序的入口，操作系统从这里开始执行。
- int 表示函数返回一个整数。
- 大括号 {} 里的内容是函数体。
返回语句：return 0;
- 向操作系统返回 0，通常表示程序正常结束。
- 返回非 0 值一般表示程序遇到了错误。

预处理指令

预处理在编译之前执行，负责把头文件内容、宏定义等插入到源文件中。常见的预处理指令有：

#include：包含头文件
#define：定义宏
#ifdef / #ifndef / #endif：条件编译

例如：

cpp

#include <iostream>
#include <string>

尖括号 < > 用于标准库头文件，双引号 " " 用于自己写的头文件：

cpp

#include "myheader.h"

命名空间

命名空间用来避免名字冲突。比如两个库都定义了 cout，可以用命名空间区分：

cpp

#include <iostream>

int main()
{
    std::cout << "使用 std:: 前缀输出" << std::endl;
    return 0;
}

也可以只引入某一个名字：

cpp

#include <iostream>
using std::cout;
using std::endl;

int main()
{
    cout << "只引入了 cout 和 endl" << endl;
    return 0;
}

函数

函数是一段可以重复使用的代码块。main 是最特殊的函数，但我们也可以自己定义函数：

cpp

#include <iostream>
using namespace std;

// 函数声明：返回值类型 + 函数名 + 参数列表
int add(int a, int b)
{
    return a + b;
}

int main()
{
    int result = add(3, 5);
    cout << "3 + 5 = " << result << endl;
    return 0;
}

int add(int a, int b) 中，int 是返回值类型，a 和 b 是参数。
函数必须先声明或定义，然后才能调用。

语句与分号

C++ 程序由语句组成，每个语句以分号 ; 结束。分号告诉编译器一条语句在哪里结束。

cpp

int age = 18;        // 声明语句
age = age + 1;       // 赋值语句
cout << age;         // 表达式语句

注意：预处理指令、函数定义的大括号、控制语句的头部不以分号结尾。

cpp

if (age > 18)        // if 头部没有分号
{
    cout << "成年了";
}

代码块

用 {} 包围起来的代码称为代码块，也叫复合语句。函数体、条件分支、循环体都使用代码块：

cpp

{
    int x = 10;
    cout << x << endl;
}
// x 在这里已经不可见

代码块内部定义的变量只在块内有效，这称为变量的作用域。

空白与缩进

C++ 会忽略大部分空白字符，包括空格、制表符和换行。因此下面两种写法对编译器来说是等价的：

cpp

int a=10;

cpp

int a = 10;

但为了可读性，我们通常会：

在运算符两侧加空格
使用 4 个空格或 1 个 Tab 缩进
大括号独占一行或与语句同行

良好的格式能让代码更容易维护。

标识符

标识符是用来给变量、函数、类等命名的符号。命名规则如下：

只能由字母、数字和下划线 _ 组成。
不能以数字开头。
区分大小写，name 和 Name 是两个不同的标识符。
不能使用 C++ 关键字。

有效的标识符：

cpp

int studentAge;
int _score;
float pi2;

无效的标识符：

cpp

int 2pi;        // 错误：以数字开头
int student age; // 错误：包含空格
int return;     // 错误：使用了关键字

命名建议：

见名知意，如 studentAge 比 a 更好。
变量名通常用小驼峰，如 userName。
常量通常全大写，如 MAX_SIZE。

C++ 关键字

关键字是 C++ 保留的特殊单词，不能用作标识符。常见关键字包括：

类别	关键字
数据类型	`int`、`float`、`double`、`char`、`bool`、`void`
控制语句	`if`、`else`、`switch`、`case`、`for`、`while`、`do`、`break`、`continue`、`return`
类与对象	`class`、`struct`、`public`、`private`、`protected`
其他	`const`、`static`、`namespace`、`using`、`template`、`virtual`

不需要一次性记住所有关键字，随着学习深入会自然熟悉。

完整示例

下面是一个综合运用基础语法的小程序：

cpp

#include <iostream>
using namespace std;

// 计算两个数的和
int add(int a, int b)
{
    return a + b;
}

int main()
{
    int num1 = 12;
    int num2 = 30;

    int sum = add(num1, num2);

    cout << "第一个数：" << num1 << endl;
    cout << "第二个数：" << num2 << endl;
    cout << "两数之和：" << sum << endl;

    return 0;
}

运行结果：

text

第一个数：12
第二个数：30
两数之和：42

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命名空间 ​

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