Pascal 转 C++ 急救

用来急救,不多废话。

药方食用提示

本急救贴可以让您充分了解以下内容(对应 C++ 语法快速提要 ):

  • 基本语法(块语句、注释、导入库、简单输入输出、声明变量、赋值……)
  • C++ 的 Hello World 与 A+B Problem 写法与解释

    对应语法 部分较为紧凑,正式食用可能需要额外参考资料(已给出)。此部分不包括指针与 C 风格数组的介绍,也没有结构体、运算符重载等等。

    重要不同之处 部分为 C++ 的语法特点,也是 Pascal 转 C++ 时会碰到的坑。

如要快速查找,请见附录:

C++ 快速安装与环境配置

注意:这里假设使用的系统是 Windows。

方式一:使用 IDE

以下 IDE 选择一个即可:

方式二:使用 代码编辑器 + 编译器 + 调试器

如果愿意折腾就去配吧,此处略,需要注意配置环境变量。

C++ 语法快速提要 Start Here

C++ 程序都是从 main 这个部分开始运行的。

大括号表示块语句的开始与结束: { 就相当于 Pascal 里面的 begin ,而 } 就相当于 end

注意,和 Pascal 一样,C++ 每句话结束要加分号 ; ,不过大括号结尾不需要有分号,而且程序结束末尾不用打句号 .

// 表示行内注释, /* */ 表示块注释。

按照惯例,看看 Hello World 吧。

Hello World:第一个 C++ 程序

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#include <iostream>  // 导入 iostream 库

int main()  // main 部分
{
  std::cout << "Hello World!" << std::endl;

  return 0;
}

然后编译运行一下,看看结果。

简要解释

第一行, #include <iostream> 的意思是,导入 iostream 这个库。

Pascal 的库文件

Pascal 其实是有库文件的,只不过,很多同学从来都没有用过……

看到第三行的 main 吗?程序从 main 开始执行。

接下来最重要的一句话是

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std::cout << "Hello World!" << std::endl;

std::cout 是输出( cout 即 C-out)的命令。你可能看过有些 C++ 程序中直接写的是 cout

有关 std:: 前缀

有关 std:: 这个前缀的问题,请见 这节 底下的注释「什么是 std?」。

中间的 << 很形象地表示流动,其实它就是表示输出怎么「流动」的。这句代码的意思就是, "Hello World!" 会先被推到输出流,之后 std::endl 再被推到输出流。

std::endl输出 换行( endl 即 end-line)命令,这与 Pascal 的 writeln 类似,不过 C++ 里面可没有 coutln 。Pascal 与 C++ 的区别在于, write('Hello World!') 等价于 std::cout << "Hello World!" ,而 writeln('Hello World!') 等价于 std::cout << "Hello World!" << std::endl

此处 "Hello World!" 是字符串,Pascal 中字符串都是用单引号 ' 不能用双引号,而 C++ 的字符串必须用双引号。C++ 中单引号包围的字符会有别的含义,后面会再提及的。

好了,到这里 Hello World 应该解释的差不多了。

可能有同学会问,后面那个 return 0 是什么意思?那个 int main() 是啥意思? 先别管它 ,一开始写程序的时候先把它当作模板来写吧(这里也是用模板写的)。因为入门时并不会用到 main 中参数,所以不需要写成 int main(int argc, char const *argv[])

简单练习

  1. 试着换个字符串输出。
  2. 试着了解转义字符。

A+B Problem:第二个 C++ 程序

经典的 A+B Problem。

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#include <iostream>

int main() {
  int a, b, c;

  std::cin >> a >> b;

  c = a + b;

  std::cout << c << std::endl;

  return 0;
}

注:代码空行较多,若不习惯可去掉空行。

简要解释

std::cin 是读入( cin 即 C-in), >> 也与输出语法的类似。

这里多出来的语句中最重要的是两个,一个是变量声明语句

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int a, b, c;

你可能习惯于 Pascal 里面的声明变量

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var
a, b, c: integer;

C++ 的声明是直接以数据类型名开头的,在这里, int (整型)开头表示接下来要声明变量。

接着一个最重要的语句就是赋值语句

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c = a + b;

这是 Pascal 与 C++ 语法较大的不同, 这是个坑 :Pascal 是 := ,C++ 是 = ;而 C++ 判断相等是 ==

C++ 也可直接在声明时进行变量初始化赋值

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int a = 0, b = 0, c = 0;

简单练习

  1. 重写一遍代码,提交到 OJ 上,并且 AC。
  2. 更多的输入输出语法参考 这节内容 ,并试着了解 C++ 的格式化输出。

结束语与下一步

好了,到现在为止,你已经掌握了一些最基本的东西了,剩下就是找 Pascal 和 C++ 里面对应的语法和不同的特征。

不过在此之前,强烈建议先看 变量作用域:全局变量与局部变量 ,也可使用 附 B:文章检索 查阅阅读。

请善用Alt+Alt+返回跳转。

对应语法 Syntax

变量 Variable

基本数据类型 Fundamental types

C++ 与 Pascal 基本上差不多,常见的有

  • bool Boolean 类型
  • int 整型
  • 浮点型
    • float
    • double
  • char 字符型
  • void 无类型

C++ 的单引号是专门用于表示单个字符的(字符型),比如 'a' ,而字符串(字符型数组)必须要用双引号。

C++ 还要很多额外的数据类型,请参考更多资料。

扩展阅读:

常量声明 Constant

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const double PI = 3.1415926;

若不清楚有关宏展开的问题,建议使用常量,而不用宏定义。

运算符 Operator

请直接参考

条件

if 语句

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if (a = b) and (a > 0) and (b > 0) then
    begin
        b := a;
    end
else
    begin
        a := b;
    end;
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if (a == b && a > 0 && b > 0) {
  b = a;
} else {
  a = b;
}

布尔运算与比较

  • and -> &&
  • or -> ||
  • not -> !
  • = -> ==
  • <> -> !=

注释:

  1. Pascal 中 and 与 C++ 中 && 优先级不同,C++ 不需要给判断条件加括号。
  2. Pascal 中判断相等是 = ,赋值是 := ;C++ 中判断相等是 == ,赋值是 =
  3. 如果在 if 语句的括号内写了 a = b 而不是 a == b ,程序不会报错,而且会把 b 赋值给 aa = b 这个语句的返回结果是 true
  4. C++ 不需要思考到底要不要在 end 后面加分号。
  5. C++ 布尔运算中,非布尔值可以自动转化为布尔值。
易错提醒

特别注意: 不要把 == 写成 =

由于 C/C++ 比 Pascal 语法灵活,如果在判断语句中写了 if (a=b) { ,那么程序会顺利运行下去,因为 C++ 中 a=b 是有返回值的。

caseswitch

用到得不多,此处不详细展开。

需要注意:C++ 没有 1..n ,也没有连续不等式(比如 1 < x < 2 )。

循环 Loop

以下三种循环、六份代码实现的功能是一样的。

while 循环

while 很相似。(C++ 此处并非完整程序,省略一些框架模板,后同)

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var i: integer;

begin
    i := 1;
    while i <= 10 do
        begin
            write(i,' ');
            inc(i); // 或者 i := i + 1;
        end;
end.
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int i = 1;
while (i <= 10) {
  std::cout << i << " ";
  i++;
}

for 循环

C++ 的 for 语句非常不同。

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var i: integer;

begin
    for i:= 1 to 10 do
        begin
            write(i, ' ');
        end;
end.
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for (int i = 1; i <= 10; i++) {
  std::cout << i << " ";
}

注释:

  1. for (int i = 1; i <= 10; i++){ 这一行语句很多, for 中有三个语句。
  2. 第一个语句 int i = 1; 此时声明一局部变量 i 并初始化。(这个设计比 Pascal 要合理得多。)
  3. 第二个语句 i <= 10; 作为判断循环是否继续的标准。
  4. 第三个语句 i++ ,在每次循环结尾执行,意思大约就是 Pascal 中的 inc(i) ,此处写成 ++i 也是一样的。 i++++i 的区别请参考其他资料。

repeat untildo while 循环

注意, repeat untildo while 是不同的,请对比以下代码

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var i: integer;

begin
    i := 1;
    repeat
        write(i, ' ');
        inc(i);
    until i = 11;
end.
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int i = 1;
do {
  std::cout << i << " ";
  i++;
} while (i <= 10);

循环控制 Loop Control

C++ 中 break 的作用与 Pascal 是一样的,退出循环。

continue 也是一样的,跳过当前循环,进入下一次循环(回到开头)。

数组与字符串 Array and String

不定长数组:标准库类型 Vector

C++ 标准库中提供了 vector ,相当于不定长数组,调用前需导入库文件。

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#include <iostream>
#include <vector>  // 导入 vector 库

int main() {
  std::vector<int> a;  // 声明 vector a 并定义 a 为空 vector 对象
  int n;

  std::cin >> n;
  // 读取 a
  for (int i = 0; i < n; i++) {
    int t;
    std::cin >> t;
    a.push_back(t);  // 将读入的数字 t,放到 vector a 的末尾;该操作复杂度 O(1)
    /* 这里不能使用下标访问来赋值,因为声明时,a 大小依然为空,
    此处使用 `a[i] = t;` 是错误做法。
    */
  }

  // 将读入到 a 中的所有数打印出
  for (int i = 0; i < n; i++) {
    std::cout << a[i] << ", ";  // !注意,a 中第一个数是 a[0];
    // 如果下标越界,它会返回一个未知的值(溢出),而不会报错
  }
  std::cout << std::endl;

  return 0;
}

C++ 访问数组成员,与 Pascal 类似,不过有很重要的区别:数组的第一项是 a[0] ,而 Pascal 中是可以自行指定的。

扩展阅读:

字符串:标准库类型 String

C++ 标准库中提供了 string ,与 vector 可以进行的操作有些相同,同样需要导入库文件。

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#include <iostream>
#include <string>

int main() {
  std::string s;  // 声明 string s

  std::cin >> s;  // 读入 s;
  // 读入时会忽略开头所有空格符(空格、换行符、制表符),读入的字串直到下一个空格符为止。

  std::cout << s << std::endl;

  return 0;
}

扩展阅读:

C 风格数组 Array

如果要用不定长的数组请用 Vector,不要用 C 风格的数组。

C 风格的数组与指针有密切关系,所以此处不多展开。

扩展阅读:

重要不同之处 Differences

变量作用域 Scope:全局变量与局部变量

C++ 几乎可以在 任何地方 声明变量。

以下对于 C++ 的变量作用域的介绍摘自 变量作用域 - OI Wiki

作用域是变量可以发挥作用的代码块。

变量分为全局变量和局部变量。在所有函数外部声明的变量,称为全局变量。在函数或一个代码块内部声明的变量,称为局部变量。

全局变量的作用域是整个文件,全局变量一旦声明,在整个程序中都是可用的。

局部变量的作用域是声明语句所在的代码块,局部变量只能被函数内部或者代码块内部的语句使用。

由一对大括号括起来的若干语句构成一个代码块。

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int g = 20;  // 声明全局变量
int main() {
  int g = 10;         // 声明局部变量
  printf("%d\n", g);  // 输出 g
  return 0;
}

在一个代码块中,局部变量会覆盖掉同名的全局变量,比如上面的代码输出的 g 就是 10 而不是 20 。为了防止出现意料之外的错误,请尽量避免局部变量与全局变量重名的情况。

在写 Pascal 过程/函数时,容易忘记声明局部变量 i 或者 j ,而一般主程序里会有循环,于是大部分情况下 ij 都是全局变量,于是,在这种情况下,过程/函数中对 i 操作极易出错。更要命的是,如果忘记声明这种局部变量,编译器编译不报错,程序可以运行。(有很多难找的 bug 就是这么来的。)

所以,在使用 C++ 时,声明变量,比如循环中使用的 i不要用全局变量,能用局部变量就用局部变量 。如果这么做,不用担心函数中变量名(比如 i )冲突。

额外注

Pascal 可在某种程度上避免这个问题,仿照 C++ 的方法,主程序只有调用过程/函数,不声明 i j 这类极易名称冲突的全局变量,如果需要循环,另写一个过程进行调用。

C++ 可以自动转换类型

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int i = 2;
if (i) {  // i = 0 会返回 false,其余返回 true
  std::cout << "true";
} else {
  std::cout << "false";
}

不光是 int 转成 bool ,还有 intfloat 相互转换。在 Pascal 中可以把整型赋给浮点型,但不能反过来。C++ 没有这个问题。

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int a;
a = 3.2;      // 此时 a = 3
float b = a;  // 此时 b = 3.0

区分 / 是整除还是浮点除法,是通过除数与被除数的类型判断的

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float a = 32 / 10;    // 32/10 的结果是 3(整除);a = 3.0
float b = 32.0 / 10;  // 32.0/10 的结果是 3.2;b = 3.2

pow(a, b) 计算 a^b ,该函数返回的是浮点型,如果直接用来计算整数的幂,由于有自动转换,不需要担心它会报错

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int a = pow(2, 3);  // 计算 2^3

还有 charint 之间相互转换。

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char a = 48;              // ASCII 48 是 '0'
int b = a + 1;            // b = 49
std::cout << (a == '0');  // true 输出 1

其实 C++ 中的 charbool 本质上是整型。

扩展阅读:

C++ 很多语句有返回值:以如何实现读取数量不定数据为例

有些时候需要读取到数据结束,比如,求一组不定数量的数之和(数据可以多行),直到文件末尾,实现方式是

文件末尾 EOF

EOF,文件末尾标识符,在命令行中 Windows 上以Ctrl+Z输入(还需按Enter),*unix 系统以Ctrl+D输入。

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#include <iostream>

int main() {
  int sum = 0, a = 0;

  while (std::cin >> a) {
    sum += a;
  }
  std::cout << sum << std::endl;

  return 0;
}

实现原理: while (std::cin >> a)std::cin >> a 若在输入有问题或遇到文件结尾时,会返回 false,使得循环中断。

函数 Function:C++ 只有函数没有过程但有 void ,没有函数值变量但有 return

Pascal 函数与 C++ 函数对比示例:

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function abs(x:integer):integer;
begin
    if x < 0 then
        begin
            abs := -x;
        end
    else
        begin
            abs := x;
        end;
end;
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int abs(int x) {
  if (x < 0) {
    return -x;
  } else {
    return x;
  }
}

C++ 中函数声明 int abs ,就定义了 abs() 函数且返回值为 int 型(整型),函数的返回值就是 return 语句给出的值。

如果不想有返回值(即 Pascal 的「过程」),就用 voidvoid 即「空」,什么都不返回。

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var ans: integer;

procedure printAns(ans:integer);
begin
    writeln(ans);
end;

begin
    ans := 10;
    printAns(ans);
end.
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#include <iostream>

void printAns(int ans) {
  std::cout << ans << std::endl;

  return;
}

int main() {
  int ans = 10;
  printAns(ans);

  return 0;
}

C++ 的 return 与 Pascal 中给函数变量赋值有一点非常大的不同。C++ 的 return 即返回一个值,执行完这个语句,函数就执行结束了;而 Pascal 中给函数变量赋值并不会跳出函数本身,而是继续执行。于是,如果 Pascal 需要某处中断函数/过程,就需要一个额外的命令,即 exit 。而 C++ 则不需要,如果需要在某处中断,可以直接使用 return 。比如(由于实在想不出来简短且实用的代码,所以就先这样)

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#include <iostream>

void printWarning(int x) {
  if (x >= 0) {
    return;  // 该语句在此处相当于 Pascal 中的 `exit;`
  }
  std::cout << "Warning: input a negative number.";
}

int main() {
  int a;

  std::cin >> a;
  printWarning(a);

  return 0;
}

而在某种意义上,前面的 abs 函数,这样才是严格等效的

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function abs(x:integer):integer;
begin
    if x < 0 then
        begin
            abs := -x; exit; // !注意此处
        end
    else
        begin
            abs := x;  exit; // !注意此处
        end;
end;
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int abs(int x) {
  if (x < 0) {
    return -x;
  } else {
    return x;
  }
}
特别提醒

C++ 中 exit 是退出程序;不要顺手把 exit 打上去,要用 return

C++ 把函数和过程统统视作函数,连 main 都不放过,比如写 int main ,C++ 视 main 为一个整型的函数,这里返回值是 0 。它是一种习惯约定,返回 0 代表程序正常退出。

也许你已经猜到了, main(int argc, char const *argv[]) 中的参数就是 int argcchar const *argv[] ,不过意义请参考其他资料。

在函数中传递参数 Passing Parameters to Functions

C++ 中没有 Pascal 的 var 关键字可以改变传递的参数,但是 C++ 可以使用引用和指针达到同样的效果。

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var a, b: integer;

procedure swap(var x,y:integer);
var temp:integer;
begin
    temp := x;
    x := y;
    y := temp;
end;

begin
    a := 10; b:= 20;    
    swap(a, b);
    writeln(a, ' ', b);
end.
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// 使用指针的代码
#include <iostream>

void swap(int* x, int* y) {
  int temp;
  temp = *x;
  *x = *y;
  *y = temp;
}

int main() {
  int a = 10, b = 20;
  swap(&a, &b);
  std::cout << a << " " << b;

  return 0;
}

注意,此处 C++ 代码 涉及指针问题 。指针问题还是很麻烦的,建议去阅读相关资料。

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// 使用引用的代码
#include <iostream>

void swap(int& x, int& y) {
  int temp;
  temp = x;
  x = y;
  y = temp;
}

int main(int argc, char const* argv[]) {
  int a = 10, b = 20;
  swap(a, b);
  std::cout << a << " " << b;

  return 0;
}

注意,此处 C++ 代码涉及 引用相关类型问题 。在用引用调用一些 STL 库、模板库的时候可能会遇到一些问题,这时候需要手动声明别类型。具体资料可以在《C++ Primer》第五版或者网络资料中自行查阅。

C++ 中函数传递参数还有其他方法,其中一种是 直接使用全局变量传递参数 ,如果不会用指针,可以先用这种方法。但是这种方法的缺陷是没有栈保存数据, 没有办法在递归函数中传参 。(除非手写栈,注意,手写栈也是一种突破系统栈限制的方法。)

C++ 标准库与参考资料 Reference

千万不要重复造轮子(除非为了练习),想要自己动手写一个功能出来之前,先去看看有没有这个函数或者数据结构。

C++ 标准库

C++ 标准库中 <algorithm> 有很多有用的函数比如快排、二分查找等,可以直接调用。请参考这个页面: STL 算法 - OI Wiki

还有 STL 容器,比如数组、向量(可变大小的数组)、队列、栈等,附带很多函数。请参考这个页面: STL 容器简介 - OI Wiki

如果要找关于字符串操作的函数见

C/C++ 的指针是很灵活的东西,如果想要彻底理解指针,建议找本书或者参考手册仔细阅读。

错误排查与技巧

C++ 语言资料

后记

写到这里,很多同学会觉得这一点都不急救啊,有很多东西没有提到啊。那也是没办法的事情。

虽然是为了急救,但很多东西像怎么把字符串转化为数字,怎么搜索字符串中的字符,这些东西也不适合一篇精悍短小的急救帖,如果把这些都写出来,那就是 C++ 入门教程,所以请充分利用本 Wiki、参考手册与搜索引擎。

需要指出的一点是,上面说 C++ 的语法,其实有很多语法是从 C 语言来的,标题这么写比较好——《Pascal 转 C/C++ 急救帖》。

Pascal 在上个世纪后半叶是门很流行的语言,它早于 C 语言,不过随着 UNIX 系统的普及,微软使用 C 语言,现在 Pascal 已经成为历史了。Pascal 后期发展也是有的,比如 Free Pascal 这个开源编译器项目,增加面向对象的特性(Delphi 语言)。Pascal 目前的用处除了在信息竞赛外,有一个特点是其他语言没有的——编译支持非常非常多老旧机器,比如 Gameboy 这种上个世纪的任天堂游戏机,还有一个用处就是以伪代码的形式(Pascal 风格的伪代码)出现在各种教科书中。

最后,Pascal 的圈子其实很小,C/C++ 的圈子很大,帮助手册与教程很多很全,一定要掌握好英语。世界上还有很多很多编程语言,而计算机这门学科与技术不光是信息竞赛和编程语言。

本文 Pascal 语言的参考文献

附 A:Pascal 与 C++ 运算符与数学函数语法对比表 Pascal vs C++ Operator Syntax Table

仅包括最常用的运算符与函数。

基本算术

Pascal C++
加法 a + b a + b
减法 a - b a - b
乘法 a * b a * b
整除 a div b a / b
浮点除法 a / b a / b
取模 a mod b a % b

逻辑

Pascal C++
not(a) !a
a and b a && b
a or b a || b

比较

Pascal C++
相等 a = b a == b
不等 a <> b a != b
大于 a > b a > b
小于 a < b a < b
大于等于 a >= b a >= b
小于等于 a <= b a <= b

赋值

Pascal C++
a := b a = b
a := a + b a += b
a := a - b a -= b
a := a * b a *= b
a := a div ba := a / b a /= b
a := a mod b a &= b

自增/自减

Pascal C++
自增 inc(a) a++
自增 inc(a) ++a
自减 dec(a) a--
自减 dec(a) --a

数学函数

使用需要导入 <cmath> 库。

Pascal C++
绝对值 abs(a) abs(a) (整数)
绝对值 abs(a) fabs(a) (浮点数)
a^b N/A (*) pow(a, b)
截断取整 trunc(a) trunc(a)
近似取整 round(a) round(a)

*Extended Pascal 中有 a**b 不过需要导入 Math 库。

其他函数请参考:

附 B:文章检索 Index

按 C++ 语句语法索引。


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