本章介绍程序中的数据存储和使用的基本知识。

3.1 输入

"Hello, World!"程序只是打印到屏幕，它不从用户那里得到输入。实际的程序通常基于我们给它的输入产生结果，而不是每次执行都做相同的事。

为了读取数据，需要在计算机内存中的某个地方放置读取的内容，这样的“地方”称为对象。对象(object)是一个某种类型(type)的内存区域，类型指定了可以放置什么样的信息。有名字的对象称为变量(variable)。可以将对象看成一个“盒子”，在其中放置该对象类型的值。例如，下图表示一个名为age的int类型的变量，其中保存的是整数值42：

使用字符串(string)变量可以从输入中读取一个字符串，然后将它打印出来：

读取并打印名字

main()的第一行输出一个信息，鼓励用户输入一个名字，这个信息通常称为提示符(prompt)。

下一行string first_name;定义了一个名为first_name的string变量，这将划分一个可以保存一个字符串的内存区域，并将它命名为first_name，如下图所示：

下一行cin >> first_name;将键盘输入的字符串读取到变量first_name。

名字cin是由标准库定义的标准输入流（读作"see-in"，是"character input"的缩写）。操作符>>右边的名字指定输入到哪里。因此，如果输入"Nicholas"并按回车，则first_name的值将会变成字符串"Nicholas"，如下图所示：

注：输出操作符>>和输入操作符<<可以看作是数据流动方向的箭头，cout << x表示将变量x的内容输出到cout（屏幕），cin >> x表示从cin（键盘）读取内容到x。

使用>>运算符读取字符串时，计算机简单地收集输入的字符，直到遇到一个换行符（按下回车键），在按回车键之前可以删除或修改某些字符。这个换行符不会成为字符串的一部分。

最后一行cout << "Hello, " << first_name << "!\n";使用first_name变量输出欢迎词"Hello, Nicholas!"。该语句等价于以下三个语句：

cout << "Hello, ";
cout << first_name;
cout << "!\n";
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注意，"Hello, "使用了引号，是一个字符串常量，将原样输出；first_name没有引号，是一个变量，输出的是变量中的值。

3.2 变量

用来存储数据的内存区域称为对象(object)，命名后的对象称为变量(variable)，它有特定的类型(type)（例如int或string）。类型决定可以将什么赋给变量，以及可以使用的操作。赋给变量的数据项称为值(value)。用来定义变量的语句称为定义(definition)，定义可以（通常应该）提供一个初始值。例如：

string name = "Annemarie";
int number_of_steps = 39;
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可以像这样可视化这些变量：

不能将错误类型的值赋给变量：

string name = 39;                   // error: 39 is not a string
int number_of_steps = "Annemarie";  // error: "Annemarie" is not an int
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否则会产生编译错误。编译器会记录每个变量的类型，并确认你对它的使用是否与它的类型一致。

C++提供了相当多的类型。但是只使用其中五种就完全可以写出好的程序：

int number_of_steps = 39;  // int表示整数
double flying_time = 3.5;  // double表示浮点数
char decimal_point = '.';  // char表示单个字符
string name = "Annemarie"; // string表示字符串
bool tap_on = true;        // bool表示布尔值
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每种类型的文字常量/字面值(literal)都有自己特殊的格式：一串数字表示一个整数（例如1234、2或976）；带小数点的一串数字表示一个浮点数（例如1.234、0.12或.98）；在单引号中的一个字符表示一个字符（例如'1'、'@'或'x'）；在双引号中的一串字符表示一个字符串（例如"1234"、"Howdy!"或"Annemarie"）；布尔值只有两个：true或false。

3.3 输入和类型

输入操作>> (“get from”)是对类型敏感的，它读取的值与变量类型需要一致。例如：

读取名字和年龄

如果输入"Carlos 22"，>>操作符将"Carlos"读入first_name，将22读入age，并输出"Hello, Carlos (age 22)"。

为什么它不将"Carlos 22"全部读入first_name？这是有由于按照规定，字符串的读取会被空白符(whitespace)终止，包括空格、换行符和制表符(tab)；对于数值类型的读取，空白符在默认情况下会被>>忽略。例如，可以在读取的数字之前添加任意多的空格，>>将会跳过它们并读取这个数字。

如果输入"22 Carlos"，“22”将被读入first_name，而"Carlos"并不是一个整数，因此age的读取失败。这时的输出将是22和某个随机数（例如-96739或0）。这是因为没有给age赋一个初始值，并且没能成功地读取一个值存入它，因此得到的是程序开始执行时碰巧在这块内存中的“垃圾值”。只要初始化age，这样在输入错误时会得到一个可预测的值（初始值）：

读取名字和年龄（版本2）

现在，输入"22 Carlos"将会输出"Hello, 22 (age 0)"。

注：书中说输出是"Hello, 22 (age -1)“，而实际得到的结果是"Hello, 22 (age 0)”。这是由于不同版本的C++标准的区别：当>>读取失败时，C++11之前不改变变量的值，而C++11之后将变量置为0。对此cppreference有说明：

If extraction fails (e.g. if a letter was entered where a digit is expected), zero is written to value and failbit is set.

注意，可以在一个输入语句中读取多个值，就像可以在一个输出语句中写入多个值一样，因此cin >> first_name;和cin >> age;这两行等价于一行cin >> first_name >> age;

使用>>读取字符串会被空白符终止，也就是说它只能读取一个单词。但是有时候需要读入多个单词，有多种方法来实现。例如，可以像这样读取由两个单词组成的名字：

读取全名

输入时会忽略空白符，但输出时必须手动插入空格。

试一试

3.4 运算和运算符

3.5 赋值和初始化

3.6 组合赋值运算符

3.7 命名

3.8 类型和对象

3.9 类型安全