欢迎回来！在上一章，我们学会了如何让计算机开口说话（输出）。现在，我们要学习如何让计算机拥有“记忆”和“计算”的能力，这就是变量和输入。这一章我们将一起探索C++中最重要的基础概念，保证让你轻松掌握！
2.1 变量¶
2.1.1 变量程序范例¶
我们先来看一个简单的程序，它定义了两个变量，并进行加法运算。
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int a; // 定义一个整型变量，名字叫a
int b; // 定义另一个整型变量b
int c; // 定义变量c，用来存结果
a = 10; // 把10赋值给a
b = 20; // 把20赋值给b
c = a + b; // 计算a加b，结果存到c
cout << c; // 输出c的值
return 0;
}
运行结果：
30
2.1.2 变量的用法¶
什么是变量？¶
变量就像是一个小盒子，我们可以在里面放东西（数据）。每个盒子都有名字（变量名）和能放的东西的类型（数据类型）。
- 变量名：盒子的名字，比如
a、score、age。 - 数据类型：盒子能装什么类型的东西，比如整数、小数、字符等。
常用的数据类型¶
| 类型名 | 中文含义 | 能装什么 | 例子 |
|---|---|---|---|
int |
整型 | 整数 | 10, -5, 0 |
double |
双精度浮点型 | 小数 | 3.14, -2.5 |
char |
字符型 | 单个字符 | ‘A’, ‘b’, ‘9’ |
string |
字符串型 | 一串文字 | “Hello”, “C++” |
注意：
string类型需要包含<string>头文件，但我们先主要学int和double。
变量的定义和赋值¶
- 定义变量：告诉计算机我要一个新盒子，并指定类型。
int age; // 定义整型变量age
double price; // 定义双精度变量price
char grade; // 定义字符变量grade
- 赋值：往盒子里放东西。
age = 10; // 把10放进age盒子
price = 19.9; // 把19.9放进price盒子
grade = 'A'; // 把字符A放进grade盒子
- 定义时直接初始化（一边定义一边放东西）：
int age = 10;
double price = 19.9;
char grade = 'A';
变量的命名规则¶
给变量起名字要遵守规则，就像每个人要有合法的身份证号一样：
1. 只能由字母（a-z，A-Z）、数字（0-9）和下划线（_）组成。
2. 不能以数字开头。
3. 不能是C++的关键字（比如 int、return 等）。
4. 尽量起有意义的名字，比如 score 比 s 好。
合法名字：myAge, _temp, number1
非法名字：2num（数字开头），int（关键字），my-name（有连字符）
2.1.3 编程实例讲解¶
实例1：交换两个变量的值¶
题目：有两个盒子a和b，分别装着苹果和橘子，现在要交换它们的内容。
思路：需要第三个临时盒子来帮忙。
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int a = 5; // 盒子a有5个苹果
int b = 3; // 盒子b有3个橘子
int temp; // 临时盒子
cout << "交换前：a=" << a << ", b=" << b << endl;
temp = a; // 把a的东西放到临时盒子
a = b; // 把b的东西放到a
b = temp; // 把临时盒子的东西放到b
cout << "交换后：a=" << a << ", b=" << b << endl;
return 0;
}
运行结果：
交换前：a=5, b=3
交换后：a=3, b=5
2.1.4 阶段性编程练习¶
- 练习1：定义三个整型变量
x,y,z，分别赋值为 7, 8, 9，然后计算它们的和并输出。 - 练习2：定义两个
double型变量，赋值为 2.5 和 3.7，输出它们的乘积。 - 练习3：定义一个字符变量存储你名字的首字母，输出这个字母。
- 练习4：交换两个变量的值，但不使用临时变量（提示：可以用加法，比如
a = a + b; b = a - b; a = a - b;试试看）。
2.2 输入¶
2.2.1 输入程序范例¶
前面的程序都是我们直接赋值，现在我们要让用户从键盘输入数据。看这个例子：
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int age; // 定义一个变量存放年龄
cout << "请输入你的年龄："; // 提示用户输入
cin >> age; // 从键盘读取一个整数，存到age里
cout << "你的年龄是：" << age << "岁" << endl;
return 0;
}
运行示例（假设用户输入15）：
请输入你的年龄：15
你的年龄是：15岁
2.2.2 输入的用法¶
cin 的基本用法¶
cin 是 C++ 的输入命令，和 cout 对应。>> 是提取运算符，意思是从键盘输入流中提取数据存到变量里。
- 格式：
cin >> 变量名; - 可以连续输入多个变量：
cin >> 变量1 >> 变量2 >> 变量3;输入时用空格或回车分隔。
输入不同类型的数据¶
int a;
double b;
char c;
cin >> a >> b >> c; // 输入：10 3.14 x
- 输入整数给
int变量。 - 输入小数给
double变量。 - 输入一个字符（注意不要有空格，比如直接输入
x）。
注意事项¶
- 输入的数据类型必须和变量类型匹配，否则可能出错或得到奇怪的结果。
- 输入字符串（string）需要包含
<string>头文件，并用cin >> 字符串变量;，但字符串不能有空格（空格会被当作分隔符）。如果要输入带空格的整行，需要用getline(cin, 变量);，我们以后再学。
2.2.3 编程实例讲解¶
实例2：输入两个数，求它们的和¶
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int num1, num2;
cout << "请输入两个整数（用空格隔开）：";
cin >> num1 >> num2;
int sum = num1 + num2;
cout << "它们的和是：" << sum << endl;
return 0;
}
运行示例：
请输入两个整数（用空格隔开）：12 8
它们的和是：20
2.2.4 阶段性编程练习¶
- 练习1：编写程序，让用户输入自己的身高（厘米），然后输出“你的身高是xxx厘米”。
- 练习2：编写程序，输入一个圆的半径（整数），计算并输出圆的周长（周长 = 2 * 3.14 * 半径）。
- 练习3：输入两个小数，计算它们的乘积并输出。
- 练习4：输入一个字符，输出该字符在ASCII表中的下一个字符（比如输入 ‘A’，输出 ‘B’）。提示：字符也可以像整数一样加减。
2.3 变量的运算¶
2.3.1 运算程序范例¶
C++ 可以对变量进行各种数学运算。看这个例子：
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int a = 10, b = 3;
int sum, diff, product, quotient, remainder;
sum = a + b; // 加法
diff = a - b; // 减法
product = a * b; // 乘法
quotient = a / b; // 除法（整数除法，结果只取整数部分）
remainder = a % b; // 取余（求余数）
cout << "a + b = " << sum << endl;
cout << "a - b = " << diff << endl;
cout << "a * b = " << product << endl;
cout << "a / b = " << quotient << endl;
cout << "a % b = " << remainder << endl;
return 0;
}
运行结果：
a + b = 13
a - b = 7
a * b = 30
a / b = 3
a % b = 1
2.3.2 变量运算的用法¶
算术运算符¶
| 运算符 | 含义 | 例子 | 结果（a=10，b=3） |
|---|---|---|---|
+ |
加法 | a + b | 13 |
- |
减法 | a - b | 7 |
* |
乘法 | a * b | 30 |
/ |
除法 | a / b | 3（注意：整数除法会丢弃小数部分） |
% |
取余（模） | a % b | 1（10除以3余1） |
注意：
- 如果两个数都是整数，/执行整数除法，结果也是整数，直接去掉小数部分（不是四舍五入）。
- 如果想要小数结果，至少其中一个数要是double类型。例如：double c = 10.0 / 3;结果约为 3.33333。
-%只能用于整数。
复合赋值运算符¶
有时候我们需要对一个变量自身进行运算，比如 a = a + 5;，可以简写为 a += 5;。
| 复合运算符 | 含义 | 例子 | 等价于 |
|---|---|---|---|
+= |
加等于 | a += 5 | a = a + 5 |
-= |
减等于 | a -= 3 | a = a - 3 |
*= |
乘等于 | a *= 2 | a = a * 2 |
/= |
除等于 | a /= 4 | a = a / 4 |
%= |
模等于 | a %= 3 | a = a % 3 |
自增和自减¶
a++相当于a = a + 1（先使用a的值，再自增）++a相当于a = a + 1（先自增，再使用a的值）a--和--a同理，是减1。
初学者可以先记 a++ 就是 a = a + 1 的简写。
运算符优先级¶
和数学一样，乘除取余优先级高于加减，括号 () 可以改变优先级。
例如：a + b * c 先算 b * c，再加 a。
(a + b) * c 先算括号里的 a + b，再乘 c。
2.3.3 编程实例讲解¶
实例3：计算圆的面积和周长¶
题目：输入圆的半径（可以是小数），输出面积和周长。公式：面积 = π * r²，周长 = 2 * π * r。取 π = 3.14159。
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
double r, area, perimeter;
const double PI = 3.14159; // 常量，值不能改变
cout << "请输入圆的半径：";
cin >> r;
area = PI * r * r; // 计算面积
perimeter = 2 * PI * r; // 计算周长
cout << "圆的面积是：" << area << endl;
cout << "圆的周长是：" << perimeter << endl;
return 0;
}
实例4：求两个数的平均值¶
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int a, b;
double avg; // 平均值可能是小数，用double
cout << "请输入两个整数：";
cin >> a >> b;
avg = (a + b) / 2.0; // 除以2.0，确保结果是小数
cout << "平均值为：" << avg << endl;
return 0;
}
2.3.4 阶段性编程练习¶
- 练习1：输入一个三位整数，分离出它的个位、十位、百位，并输出。例如输入 123，输出“百位是1，十位是2，个位是3”。（提示：用除法和取余）
- 练习2：输入两个整数，交换它们的值（使用加减法交换，不用临时变量）。
- 练习3：输入一个华氏温度，转换为摄氏温度。公式：摄氏 = (华氏 - 32) * 5 / 9。
- 练习4：输入一个秒数（整数），转换为小时:分钟:秒的形式。例如输入 3661，输出 1小时1分钟1秒。
2.4 第2章编程作业¶
现在，你已经学会了变量、输入和运算，来挑战一下综合题目吧！
作业1：计算总分和平均分¶
编写一个程序，要求用户输入三门课的成绩（整数），计算总分和平均分（平均分保留一位小数）。
输入示例：
请输入三门课的成绩：80 90 75
输出示例：
总分：245
平均分：81.7
作业2：简单的计算器¶
编写程序，让用户输入两个整数，然后分别输出它们的和、差、积、商（如果第二个数是0，则输出“除数不能为0”）、余数。
输入示例：
请输入两个整数：10 3
输出示例：
10 + 3 = 13
10 - 3 = 7
10 * 3 = 30
10 / 3 = 3
10 % 3 = 1
作业3：数字反转¶
输入一个三位整数，输出反转后的数（例如输入 123，输出 321）。注意：如果个位是0，反转后要输出没有前导0的数，比如输入 120，输出 21。
提示：先分离个十百，再组合。
作业4：猜数字游戏（拓展）¶
程序随机生成一个1-100之间的整数（用 rand() 函数），让用户猜，每次告诉用户猜大了还是猜小了，直到猜中为止。（提示：需要用到 #include <cstdlib> 和 #include <ctime>，以及 srand(time(0)); 初始化随机种子，rand() % 100 + 1 生成1-100的随机数。）这个题目有点挑战，但你可以尝试！
恭喜你完成了第2章的学习！你已经掌握了C++编程中最核心的基础：变量、输入和运算。