Урок 2. Переменные, типы, ввод и вывод

Программа из первого урока всегда выводит одно и то же. Чтобы она что-то считала, ей нужно где-то хранить числа и текст. Для этого есть переменные.

Что такое переменная

Переменная — именованное место в памяти, где лежит значение. У каждой переменной в C++ есть тип: он говорит, что в ней хранится (целое число, дробное, символ) и сколько места она занимает. Тип указывается один раз, когда переменная объявляется, и потом не меняется.

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int age = 15;          // целое число
    double height = 1.72;  // дробное число
    char letter = 'A';     // один символ
    bool ready = true;     // истина или ложь
    cout << age << " " << height << " " << letter << " " << ready << "\n";
    age = 16;              // новое значение той же переменной
    cout << age << "\n";
    return 0;
}

15 1.72 A 1
16

Строка using namespace std; позволяет писать cout вместо std::cout. В учебных программах и на олимпиадах так пишут очень часто; что это значит и когда так делать не стоит, рассказывает справка using namespace std — что это.

bool выводится как 1 (истина, true) или 0 (ложь, false).

Основные типы

Для string нужен #include <string> — строкам посвящён отдельный урок Строки std::string.

Если сумма или произведение может выйти за 2 миллиарда, берите long long: int в таком случае переполняется и молча даёт неверный ответ. Подробно — в справке Переполнение int и long long.

Имена переменных

Имя состоит из латинских букв, цифр и знака _ и не может начинаться с цифры: sum, max_value, x2. Большие и маленькие буквы различаются: Sum и sum — разные переменные. Нельзя брать служебные слова языка: int, return, class и другие. Давайте понятные имена: total лучше, чем t, если переменная живёт дольше пары строк.

Арифметика

Действия: +, -, *, / и % (остаток от деления). Главная ловушка — деление: если оба числа целые, результат тоже целый, дробная часть отбрасывается.

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    cout << 7 / 2 << "\n";     // 3, а не 3.5
    cout << 7 % 2 << "\n";     // остаток: 1
    cout << 7.0 / 2 << "\n";   // одно число дробное — результат дробный
    cout << -7 / 2 << "\n";    // отбрасывается к нулю: -3
    cout << -7 % 2 << "\n";    // знак остатка — как у делимого
    return 0;
}

3
1
3.5
-3
-1

Чтобы поделить две целые переменные «по-настоящему», переведите одну из них в double:

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int a = 7, b = 2;
    double half = static_cast<double>(a) / b;
    cout << half << "\n";
    return 0;
}

3.5

static_cast<double>(a) — приведение типа: значение a берётся как дробное. Часто пишут короче — (double)a / b, результат тот же.

Сокращённые записи: x += 5 значит x = x + 5, так же работают -=, *=, /=, %=. А x++ и ++x увеличивают x на единицу (чем они отличаются — в справке Разница между ++i и i++).

Ввод: cin

cin читает данные с клавиатуры (или из входного файла задачи на олимпиаде). Оператор >> пропускает пробелы и переводы строк и читает очередное значение в переменную:

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int a, b;
    cin >> a >> b;
    cout << a + b << "\n";
    cout << a - b << "\n";
    cout << a * b << "\n";
    cout << a / b << " " << a % b << "\n";
    return 0;
}

17 5

22
12
85
3 2

Числа можно ввести через пробел или каждое на своей строке — cin >> прочитает одинаково. А строку cin >> name прочитает только до первого пробела — одно слово; как прочитать строку целиком, рассказывает справка Как прочитать строку с пробелами.

Вывод: cout

Через << в cout можно отправить сколько угодно значений подряд: числа, строки, переменные, выражения. Пробелы и переводы строк сами не вставляются — их пишут явно: " " и "\n".

Перевод строки можно сделать и через endl: cout << x << endl;. Разница в том, что endl ещё и сразу выталкивает накопленный вывод на экран, а это медленно. Если вывод большой (тысячи строк), пишите "\n" — программа будет работать заметно быстрее. Подробнее — в справке Быстрый ввод-вывод.

Дробные числа cout по умолчанию выводит не больше чем с 6 значащими цифрами: 3.14159265 превратится в 3.14159. Как вывести ровно два знака после запятой, рассказывает справка Как вывести число с нужной точностью.

const и auto

const делает переменную неизменной — компилятор не даст присвоить ей новое значение:

const int DAYS_IN_WEEK = 7;

auto просит компилятор самому вывести тип из начального значения: auto x = 5; — это int, auto y = 2.5; — double. С простыми числами удобнее писать тип явно, а auto пригодится позже, с длинными типами из стандартной библиотеки.

Частые ошибки

• int вместо long long для больших чисел — неверный ответ без всякого сообщения.
• 5 / 2 ждут 2.5, а получают 2 — целочисленное деление.
• Переменная без начального значения — случайный результат.
• Запятая вместо точки в дробном числе: в коде пишется 1.5, а 1,5 даёт либо ошибку компиляции, либо совсем другое значение.

Коротко

• Переменная объявляется с типом: int n = 5;. Тип потом не меняется.
• Целые — int (до ~2·10⁹) и long long (до ~9·10¹⁸), дробные — double, символ — char, логический — bool.
• Деление двух целых отбрасывает дробную часть; % — остаток.
• Ввод — cin >> a >> b;, вывод — cout << a << " " << b << "\n";.
• "\n" быстрее endl при большом выводе.

Проверьте себя