L1-03 变量

在程序运行期间其值可以改变的量称为变量。变量是代码中最重要的元素。

一个变量应该有一个名字，并在内存中占据一定的存储单元，在该存储单元中存放变量的值。请注意区分变量名和变量值这两个不同的概念。

几乎所有程序都离不开变量。做饭之前要准备食材，写字画画之前要准备笔墨，刺绣之前要准备针线，我们写程序之前当然也要准备好相应的“素材”，这就是变量。

使用变量

在 C++ 语言中，要求对所有用到的变量作强制定义，也就是必须“先声明，后使用”。定义变量的一般形式是：变量类型 变量名表列。变量名表列指的是一个或多个变量名的序列。

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main()
{
    int n; //声明一个变量，名字叫做n，n是一个整型变量
}

数据类型

使用编程语言进行编程时，需要用到各种变量来存储各种信息。变量保留的是它所存储的值的内存位置。这意味着，当您创建一个变量时，就会在内存中保留一些空间。

您可能需要存储各种数据类型（比如字符型、整型、浮点型、双浮点型、布尔型等）的信息，操作系统会根据变量的数据类型，来分配内存和决定在保留内存中存储什么。

在上面的例子中，我们声明了一个整型变量 $n$ 。

变量声明

变量一经声明就不能改变了。下面这段程序，编译就会报错。

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main()
{
    int n; //声明一个变量，名字叫做n，n是一个整型变量
    long long n; //再次声明
}

哪怕再次声明相同类型的变量，如下所示程序，也会报错。

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main()
{
    int n; //声明一个变量，名字叫做n，n是一个整型变量
    int n; //再次声明
}

可以连续声明多个变量。

int main()
{
    int n; //声明一个变量，名字叫做n，n是一个整型变量
    int m; //声明一个变量，名字叫做m，m是一个整型变量
}

相同数据类型的变量，可以一起声明，中间用逗号隔开。

int main()
{
    int m, n; //声明2个整型变量，名字分别叫做m,n
}

变量名可以是单词

变量的名字可以不仅仅是一个字符，可以是单词、拼音，这样可以提高代码的可读性。

int main()
{
    int max, min; //声明2个整型变量，名字分别叫做max,min,用来保存最大值和最小值

变量赋值

直接赋值

赋值需要先声明变量，再将值赋给变量。

int a, b;
a = 3;
b = 4;

不声明则无法通过编译。

a = 3;
b = 4;
int a, b;

可以在声明的同时赋值。

int a = 3, b = 4;

从其他变量赋值

故名思意，就是将其他变量的值付给当前变量。

int a, b = 4;
a = b;

赋值还可以这样：

int a, b = 4;
a = b + 3; //a = 7

还可以这样：

int b = 4, a = -b; //a = -4

但是这样会编译错误，因为在对 $a$ 赋值前，$b$ 没有声明。

int a = -b, b = 4; //这样会错

从自己赋值

变量还可以通过自己以前的值，来进行赋值。

int a = 4;
a = a + 1; //a = 5
a = a * 2; //a 从5变为10

上面的程序还可以这样写。

int a = 4;
a += 1; //a = 5
a *= 2; //a 从5变为10

变量还可以通过 ++ 和 −− 进行赋值，其作用等同于 +=1 以及 −=1 。

int a = 4;
a++; //a = 5
a--; //a = 4
++a; //a = 5
--a; //a = 4

单选题

可否使用一个常量对变量赋值？

A. 正确

B. 错误

• 答案

  正确，可以使用一个常量对变量赋值；例如：a=10;

常见问题

变量名的拼写

凡未被事先定义的，不作为变量名，这就能保证程序中变量名使用得正确。例如，如果在声明部分写了

int student;

而在执行语句中错写成 statent 。如

statent=30;

在编译时检查出 statent 未经定义，作为错误处理。输出“变量 statent 未经声明”的信息，便于用户发现错误，避免变量名使用时出错。

变量名与标识符

单选题

在 C++ 中下面哪个不是合法的变量名( D )。

A. sum

B. Student_name

C. BASIC

D. M.D.Joh

• 题解

  变量名是标识符的一种，变量的名字必须遵循标识符的命名规则。 1.只能由字母（ A-Z ， a-z ） 、数字（0-9）和下划线（\ _）组成。 2.不能数字开头。 3.不能用C++关键字来命名变量，以免冲突。 因此选D

用来标识变量、符号常量、函数、数组和类型等实体名字的有效字符序列称为**标识符 (identifier) **。简单地说，标识符就是一个名字。变量名是标识符的一种，变量的名字必须遵循标识符的命名规则。

标识符只能由字母（ A−Z， a−z ）、数字（ 0−9 ）和下划线（ _）组成，第一个字符必须为字母或者下划线开头，不能用 C++ 关键字来命名变量，以免冲突。

下面是不合法的标识符和变量名：

M.D.John ， 123 ， 3G64 ， Ling li， C++ ， Zhang−ling ， U.S.A.

单选题

下面哪个是合法的变量名( C )。

A. $123

B. #3345

C. li_ling

D. Zhang-ming

• 题解

  变量名是标识符的一种，变量的名字必须遵循标识符的命名规则。 1.只能由字母（ A-Z ， a-z ） 、数字（0-9）和下划线（\ _）组成。 2.不能数字开头。 3.不能用C++关键字来命名变量，以免冲突。 因此选C

关键字

除了标识符的限制，变量名还不可以是 C++ 的关键字。例如：定义一个名为 int 的整型变量，就会出现编译错误。

int int;

单选题

下面不是 C++ 关键字的是( C )。

A. int

B. for

C. child

D. public

题解

C++ 关键字常见关键字： char、double、else、float、if、int、long、namespace、new、public、return、switch、using、void、while

C++的关键字
asm	else	new	this
auto	enum	operator	throw
bool	explicit	private	true
break	export	protected	try
case	extern	public	typedef
catch	false	register	typeid
char	float	reinterpret_cast	typename
class	for	return	union
const	friend	short	unsigned
const_cast	goto	signed	using
continue	if	sizeof	virtual
default	inline	static	void
delete	int	static_cast	volatile
do	long	struct	wchar_t
double	mutable	switch	while
dynamic_cast	namespace	template

注意大小写

在 C++ 中，大写字母和小写字母被认为是两个不同的字符。因此， sum 和 SUM 是两个不同的变量名。因此， sum 和 SUM 是两个不同的变量名。一般地，变量名用小写字母表示，与人们日常习惯一致，以增加可读性。

以下程序会出现编译错误。

int sum;
SUM = 30;

头脑风暴

倒水问题

桌面上有 $N$ 个杯子，第一个杯子装了 $1$ 毫升水，第二个杯子装了 $2$ 毫升水，第三个杯子装了 $3$ 毫升水…第 $N$ 个杯子装了 $N$ 毫升水。每次你可以从中挑选一个或几个你喜欢的杯子，倒掉“相同毫升的水”，当然，这几个杯子里要都有足够的水可倒，比如说一个装有 $2$ 毫升水的杯子，可不能被倒掉 $3$ 毫升水。聪明的你有没有什么好的策略，用最少的次数把所有杯子里的水倒没呢？

举个例子来看，比如 $N=3$ ，三个杯子里水量分别是 $[1,2,3]$ ，第一次我会把第二杯和第三杯水分别倒掉 $2$ 毫升，这样三个杯子水量分别变成了 $[1,0,1]$ ，第二次操作我会把第一杯和第三杯水分别倒掉 $1$ 毫升，这样三个杯子的水量分别变成了 $[0,0,0]$ ，至此三个杯子全空了，达到目标，我只进行了两步操作！

那么当 $N=10,100,1000$ 的时候，你最少能多少次操作达到目标呢？

我们将所有水量大于等于 ${\displaystyle \frac{n}{2}}$ 的统一倒掉 ${\displaystyle \frac{n}{2}}$ ，这样所有杯子的水量都小于等于 ${\displaystyle \frac{n}{2}}$ 。我们通过一次操作，就可以让水量最大的杯子中的水量减半。如此只需要 $log(n)$ 次，就可以将所有杯子清空。

代码练习

课堂练习:启蒙练习-乘法

输入一个数$n$，请你输出 $n$ 乘以 $3$ 的值。

输入格式

输入一个数$n$。

输出格式

输出一个数，表示$3\ast n$的值。

输入样例

34

输出样例

102

数据范围

对于100%的数据，1<n≤2000。

样例解释

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main() {
  int n;
  cin >> n;
  cout << n * 3 << endl;
  return 0;
}

看看这段代码有什么错误？

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main(){
    cin >> n;
    cout << 3 * n;
    return 0;
}

给出的代码，其中变量 n 没有定义就使用了。因此在使用变量 n 之前，增加变量定义 int n; 即可。

课堂练习:启蒙练习-混合运算1

已完成

输入一个数n，请你输出 n 乘以 3 加 7 的值。

输入格式

输入一个数n。

输出格式

输出一个数，表示n*3+7的值。

输入样例

6

输出样例

25

数据范围

对于100%的数据，0<n≤50000。

样例解释

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main() {
  int n;
  cin >> n;
  cout << n * 3 + 7 << endl;
  return 0;
}