章节介绍
欢迎来到这些C++教程的第一个主要章节！
在这一章中，我们将首次深入了解许多对每个C++程序都至关重要的主题。因为有相当多的主题要覆盖，我们将在相对浅显的层次上覆盖大多数主题（只讲到足够理解的程度）。本章的目标是帮助你理解基本的C++程序是如何构建的。到本章结束时，你将能够编写自己的简单程序。
在后续章节中，我们将重新审视这些主题的大部分，并更详细地探索它们。我们还将引入建立在这些基础之上的新概念。
为了保持课程长度的可管理性，主题可能会分散在随后的几个课程中。如果你觉得某个重要概念在课程中没有被覆盖，或者你有一个当前课程没有回答的问题，它可能在下一个课程中被覆盖。
语句
计算机程序是一系列告诉计算机要做什么的指令。语句是一种指令，它使程序执行某些动作。
语句是C++程序中最常见类型的指令。这是因为它们是C++语言中最小的独立计算单元。在这方面，它们的行为很像自然语言中的句子。当我们想向另一个人传达一个想法时，我们通常用句子来写或说（而不是随机的单词或音节）。在C++中，当我们想让我们的程序做某事时，我们通常编写语句。
大多数（但不是全部）C++语句以分号结尾。如果你看到一行以分号结尾，它很可能是一个语句。
在C++这样的高级语言中，一个单独的语句可能会编译成许多机器语言指令。
高级读者
C++中有多种不同类型的语句：
- 声明语句
- 跳转语句
- 表达式语句
- 复合语句
- 选择语句（条件）
- 迭代语句（循环）
- 尝试块
当你完成这个教程系列时，你将理解所有这些！
函数和main函数
在C++中，语句通常被分组到称为函数的单元中。函数是按顺序执行的语句集合（从上到下）。当你学会编写自己的程序时，你将能够创建自己的函数，并以任何你喜欢的方式混合和匹配语句（我们将在将来的课程中展示如何做到这一点）。
规则
每个C++程序都必须有一个名为main的特殊函数（全部小写字母）。
当程序运行时，main内的语句按顺序执行。 程序通常在函数main中的最后一个语句执行完毕后终止（尽管在某些情况下程序可能会提前终止，或者之后进行一些清理工作）。
函数通常被编写来完成特定的工作或执行一些有用的动作。例如，一个名为max的函数可能包含计算两个数字中哪个更大的语句。一个名为calculateGrade的函数可能根据一组考试成绩计算一个学生的等级。一个名为printEmployee的函数可能会将员工的信息打印到控制台。我们很快就会更多地讨论函数，因为它们是程序中最常用的组织工具。
术语
在讨论函数时，一种常见的简写是在函数名称的末尾附加一对括号。例如，如果你看到main()或doSomething()这样的术语，这是分别指名为main或doSomething的函数的简写。这有助于区分函数和其他有名称的事物（如变量），而不必每次都写上"函数"这个词。
在编程中，函数（或对象、类型、模板等）的名称被称为它的标识符。
字符和文本
最早的计算机主要设计用于数学计算和数据处理。随着硬件的改进、网络的可访问性和消费者软件的发展，计算机也成为书面交流的宝贵工具。
在书面语言中，最基本的交流单位是字符。稍微简化一下，字符是一个书面符号或标记，如字母、数字、标点符号或数学符号。当我们在键盘上敲击字母或数字键时，会产生一个字符，然后可以在屏幕上显示。以下是所有字符：a、2、$和=。
在许多情况下，比如写单词或句子时，我们希望使用多个字符。字符序列被称为文本（在编程上下文中也称为字符串）。
术语
传统上，“文本"一词也用来表示纯文本，这是一种只包含标准键盘上出现的字符的文本，没有特殊的格式化或样式。例如，纯文本不能表示粗体字，因为那需要样式。
我们的C++程序是作为纯文本编写的。
高级读者
计算机有一种额外类型的字符，称为"控制字符”。这些字符对计算机系统有特殊含义，但要么不打算显示，要么显示的不是单个可见符号。一些众所周知的控制字符包括"转义"（不显示任何内容）、“制表符”（显示为一些空格）和"退格"（擦除前一个字符）。
解剖Hello world！
现在你对语句和函数有了初步的了解，让我们回到我们的"Hello world"程序，并详细地看看每一行的作用。
#include <iostream>
int main()
{
std::cout << "Hello world!";
return 0;
}
第1行是一种特殊类型的行，称为预处理器指令。这个#include预处理器指令表示我们希望使用iostream库的内容，这是C++标准库的一部分，允许我们从控制台读取和写入文本。我们需要这行代码来在第5行使用std::cout。不包括这行代码会导致第5行编译错误，因为编译器否则不会知道std::cout是什么。
第2行是空的，被编译器忽略。这行代码的存在只是为了帮助使程序对人类更易读（通过分隔#include预处理器指令和程序的后续部分）。
第3行告诉编译器我们将编写（定义）一个名为main的函数。正如你上面学到的，每个C++程序都必须有一个main函数，否则它将无法链接。这个函数将产生一个int（整数）类型的值。
第4行和第7行告诉编译器哪些行是main函数的一部分。第4行的开括号和第7行的闭括号之间的所有内容都被认为是main函数的一部分。这称为函数体。
第5行是main函数内的第一个语句，也是我们运行程序时将执行的第一个语句。std::cout（代表"字符输出"）和«运算符允许我们在控制台上显示信息。在这种情况下，我们正在显示文本Hello world!。这个语句创建了程序的可见输出。
第6行是一个返回语句。当可执行程序完成运行时，程序会向操作系统发送一个值，以指示它是否成功运行。这个特定的返回语句向操作系统返回整数0，意味着"一切都很好！"。这是程序中执行的最后一个语句。
我们编写的所有程序都将遵循这个通用模板，或其变体。
语法和语法错误
在英语中，句子是根据特定的语法规则构建的，你很可能在学校的英语课上学过这些规则。例如，在写作中，正常的句子以句号结尾。描述特定单词（和标点）如何排列以形成语言中有效句子的规则集称为语法。例如，“我的房子画成蓝色"是一个语法错误，因为单词的顺序是非传统的。“你们的所有基地都属于我们！“是另一个值得注意的例子。
C++编程语言也有一个语法，描述了你的程序元素必须如何编写和排列才能被认为是有效的。当你编译程序时，编译器负责确保你的程序遵循这些语法规则。如果你的程序做了一些偏离语言语法的事情，编译器将停止编译并发出语法错误。
与英语不同，英语允许很多歧义，C++的语法规则是严格定义和维护的。语法错误很常见。幸运的是，这类错误通常很容易找到和修复，因为编译器通常会直接指向它们。只有在解决了所有语法错误后，程序的编译才会完成。
语法错误示例
由于大多数语句的语法要求这些语句以分号结尾，让我们看看如果我们在"Hello world"程序的第5行省略分号，像这样会发生什么：
#include <iostream>
int main()
{
std::cout << "Hello world!"
return 0;
}
请随意编译这个格式错误的程序。
当使用Clang编译时，会产生以下错误消息：
prog.cc:5:31: error: expected ‘;’ after expression
Clang告诉我们，在第5行的第31个字符处，语法规则要求一个分号，但我们没有提供。因此，编译因错误而停止。
当使用Visual Studio编译时，编译器会产生这个编译错误：
c:\vcprojects\hello.cpp(6): error C2143: syntax error : missing ‘;’ before ‘return’
注意Visual Studio说错误是在第6行遇到的（而不是第5行）。那么谁对呢？两者都是，以某种方式。
Clang知道我们通常在语句的末尾放置分号，所以它报告错误是在第5行，基于我们会这样做的假设。Visual Studio选择报告它确定错误发生时正在编译的行（第6行，当它遇到return而不是预期的分号）。
关键见解
编译器有时会报告错误发生在我们通常会修复问题的下一行。如果你在指示的行上找不到错误，请检查前一行。
要看到其他不同的错误消息，请尝试从"Hello world"程序中删除字符或整行。也可以尝试恢复第5行末尾的缺失分号，然后删除第1行、第3行或第4行，看看会发生什么。
库文件是已经"打包"好的预编译代码集合，用于在其他程序中重用。C++标准库是随C++一起提供的库。它包含可以在你的程序中使用的额外功能。
