2.2 C++程序分析
在上例中，可能有很多关键字是初学者不太理解的，本节将详细分析该例中用到的关键字。
2.2.1 #include指令及头文件
在上例中，使用了include这个关键字，但是这个关键字起了什么作用呢？下面就来详细介绍include这个关键字。
include是C++的预处理指令，表示包含C/C++标准输入头文件。C++编译系统会根据头文件名把该文件的内容包含进来。包含指令不仅仅限于.h头文件，可以包含任何编译器能识别的C/C++代码文件，包括.c、.hpp、.cpp、.hxx、.cxx等，甚至.txt、.abc等都可以。
提示
C++虽然主要是在C的基础上发展起来的一门新语言，但它不是C的替代品，也不是C的升级，不要用""代替<>来包含系统头文件，虽然有些编译器允许你这样做，但它不符合C/C++标准。错误的示例：#include "stdio.h"、#include "iostream"。
那么，在C++中头文件是怎么定义的呢？
在语句“#include<iostream>”中，iostream.h就是头文件。C++程序的头文件是以“.h”为后缀的，用于保存程序的声明。
一个头文件由3部分内容组成：
●头文件开头处的版权和版本声明。
●预处理块。
●函数和类结构声明等。
在C++中，头文件的作用主要包含以下两点。
（1）可以通过头文件来调用已有的程序功能。为了保护源代码的安全性，通过头文件的形式来调用该代码的功能。用户只需要按照头文件中的接口声明来调用该头文件中的功能，而不必关心具体功能是怎么实现的。编译器会从库中读取相应的代码。
（2）头文件可以加强安全性检查。在调用接口功能时，如果调用方式和头文件中的声明不一致，编译器就会报错，从而减少程序员的调试负担。
提示
不要使用#include <iostream.h>，不要使用#include <string.h>，因为它们已经被C++标准明确地废弃了，请改为#include <iostream>和#include <cstring>，规则如下。
（1）如果这个头文件是旧C++特有的，那么去掉.h后缀，并放入std名字空间，如iostream.h变为iostream。
（2）如果这个头文件是C也有的，那么去掉.h后缀，增加一个c前缀，如string.h变为cstring、stdio.h变为cstdio等。
2.2.2 main函数
在上例中，使用了main（）函数，那么这个main（）函数代表什么呢？C++程序必须有且只能有一个main（）函数，main（）函数是程序的入口点，无论main函数在程序中处于什么样的位置。但是，并非所有C++程序都有传统的main（）函数。用C或C++写成的Windows程序入口点函数称为WinMain（），而不是传统的main（）函数。
main（）函数和其他函数一样也是函数，有相同的构成部分。在32位控制台应用程序中，C++Builder生成具有下列原型的默认main（）函数：int main（int argc,char** argv）；。这个main（）函数形式取两个参数并返回一个整型值。
提示
不要将main函数的返回类型定义为void，虽然有些编译器允许你这样做，但它不符合C/C++标准。不要将函数的int返回类型省略不写，在C++中要求编译器至少给一个警告。错误的示例：void main（）{}、main（）{}。
第一个参数argc，argc代表参数的数量，指明有多少个参数将被传递给主函数main（）。真正的参数以字符串数组（即第2个参数argv[]）的形式来传递。
main（）函数本身以索引0为第一参数，所以argc至少为1。它的总数是argv列阵的元素数目。这意味着argv[0]的值是至关重要的，如果用户在控制台环境中程序名称后输入含参数的指令，那么随后的参数将传递给argv[1]。
下面用一个实例来说明main如何调用参数。
【实例2-2】main函数调用参数（代码2-2.txt）
新建名为“Maintest”的【C++Source File】源程序，源代码如下所示：
【代码详解】
首先，在主程序中定义了三个double类型的变量。第一个变量Operand1对传入参数数组的第一个数取整，第二个变量Operand2对传入参数数组的第二个数取整，定义第三个变量Addition为前两个变量的和。
将第一个变量Operand1和第二个变量Operand2输出，然后将第三个变量Addition也输出。
在Visual Studio 2019主界面，选择【生成】|【生成Maintest】菜单选项，即可生成可执行文件Maintest.exe。在【DOS】窗口中执行Maintest.exe文件，输入两个参数12.5和36.8，运行结果如图2-2所示。
图2-2 代码运行结果
【实例分析】
在本例中，首先编译了该程序，生成Maintest.exe可执行文件。在调用可执行文件时，输入两个参数，分别是12.5和36.8，最后输出的结果是按照程序设计输出的。该例通过调用main函数实现上述功能。
2.2.3 变量声明和定义
在C++中，不仅变量有名字，枚举（enumeration）、函数（function）、类（class）、模板（template）等事务都有名字。在使用任何一个名字之前，必须先对该名字表示的事务进行声明（declaration）或者定义（definition）。在程序使用中，离不开变量。变量的定义可以为变量分配存储空间，还可以为变量指定初始值。在程序中，变量有且仅有一个定义。
声明是为了说明变量的类型和名字。定义也是声明，当定义变量的时候声明了它的类型和名字。可以通过使用extern关键字声明变量名而不定义它。不定义变量的声明包括对象名、对象类型和对象类型前的关键字extern。extern声明不是定义，也不分配存储空间。它只是说明变量定义在程序的其他地方，程序中变量可以声明多次，但只能定义一次。
例如：
在上例中，就是一个单纯的声明，而不是定义。这条语句只是告诉程序有一个int型变量i，而没有为i分配空间，也没有给i赋值。
任何在多文件中使用的变量都需要有与定义分离的声明。在这种情况下，一个文件含有变量的定义，使用该变量的其他文件则包含该变量的声明（而不是定义）。
可以用下面的语法来定义（也是声明）一个变量。
其中，变量类型说明符的作用是告诉编译器该变量的类型。表2-1列出了C++中的一些基本数据类型。
表2-1 C++中的一些基本数据类型
在定义变量时，需要遵循以下规则。
（1）变量名的首字母必须为26个英文字母的大小写加下画线，其他字母必须为26个英文字母的大小写加下画线和数字。
（2）变量名不可以是C++中预留的关键词。前面已经介绍过一些关键词，例如signed、unsigned、int和double等。
（3）C++标准规定，所有以两个下画线开头的名字，以及一个下画线加上一个大写字母开头的名字，例如__range、__Range或者_Range，在程序中都不可以用，因为要为标准库预留；所有以一个下画线开头并且第二个字符并不是下画线，也不是大写字母的名字，例如_range，在程序中不可以用在全局名字空间（对变量来说，在全局名字空间的变量也是全局变量）。全局变量和全局名字空间稍后再提。如果你用了这些名字，编译器可能不会报错，但是你的程序的可移植性就变差了，因为换到另一个编译器，就可能和另一个编辑器的库实现存在名字冲突。
提示
使用C++变量作用域时一定要注意，一般是以一对花括号范围作为一个作用域的。
（4）在C++中，名字的大小写是不同的，即大写字母的名字和小写字母的名字是不同的名字。例如，age、Age、AGE是3个不同的名字。
2.2.4 函数的声明
在上面的实例中，定义了一个函数main。其实在C++中，函数声明不仅仅是main函数。在C++程序中调用任何函数之前，首先要对函数进行定义。如果调用此函数在前，定义函数在后，就会产生编译错误。
为了使函数的调用不受函数定义位置的影响，可以在调用函数前进行函数的声明。这样，无论函数是在哪里定义的，只要在调用前进行函数的声明，就可以保证函数调用的合法性。
在C++中，函数的定义格式为：
提示
参数的书写要完整，不要图省事只写参数的类型而省略参数名字。如果函数没有参数，就用void填充。另外，参数命名要恰当，顺序要合理。
通常，函数名可以是任何合法的标识符。函数的参数列表是可选的，如果函数不需要参数，就可以省略参数列表，但是参数列表两边的括号不能省略。
函数体描述的是函数的功能，主要由一条或多条语句构成。函数也可以没有函数体，此时的函数称为空函数。空函数不执行任何动作。在开发程序时，当前可能不需要某个功能，但是将来可能需要，此时可以定义一个空函数，在需要时为空函数添加实现代码。
函数都有一个返回值，当函数结束时，将返回值返回给调用该函数的语句。但是，函数也可以没有返回值，即返回值类型为void。如果函数有返回值，通常在函数体的末尾使用return语句返回一个值，其类型必须与函数定义时的返回值类型相同或兼容。
下面用一个简单的实例来说明函数如何声明和定义。
【实例2-3】函数应用（代码2-3.txt）
新建名为“maxtest”的【C++ Source File】源程序，源代码如下所示：
【代码详解】
在这个例子中，首先定义了main函数，在main函数中声明了min函数，之后声明了3个变量m、n和Min。然后，调用cin，输入两个float类型的数值，分别复制给a和b。最后调用min函数找到两个数中较小的数字，并将该值输出。
运行结果如图2-3所示。
图2-3 代码运行结果
【实例分析】
首先输入一个数为150，接着输入260。根据程序设计，取150和260中较小的数，将较小的数输出。
2.2.5 关于注释
在C++中，注释是用来帮助程序员读程序的语言结构，是一种程序礼仪，可以用来概括程序的算法、表达变量的意义或者阐明一段比较难懂的程序代码。注释不会增加程序的可执行代码的长度。在代码生成以前，编译器会将注释从程序中剔除掉。
提示
说明性文件（如头文件（.h文件）、.inc文件、.def文件、编译说明文件（.cfg文件）等）头部应进行注释，注释必须列出，如版权说明、版本号、生成日期、作者、内容、功能、与其他文件的关系、修改日志等，头文件的注释中还应有函数功能简要说明。
C++中有两种注释符号，一种是注释对（／*，*／），与C语言中的一样。注释的开始用／*标记，编译器会把／*与*／之间的代码当作注释。注释可以放在程序的任意位置，可以含有制表符（tab）、空格符或换行符，还可以跨越多行程序。
例如：
另一种注释符是双斜线（／／），它可以用来注释一个单行，程序行中注释符右边的内容都将被当作注释而被编译器忽略。
例如：
在C++中，注释的种类分为以下几种。
●重复性注释：只是用不同文字把代码的工作又描述一次。这种代码对程序本身并没有提供更多信息。
●解释性注释：通常用于解释复杂、敏感的代码块。对于复杂的代码，需要写注释来说明该代码的功能，以增加程序的可读性。
●标记性注释：用于告诉开发者某处的工作未做完。在实际工作中，经常会以这些注释作为程序骨架的占位符，或者已知bug的标记。
●概述性注释：将若干行代码以一两句话说出来，程序员能够快速读取注释，了解程序的功能，增加可读性。
●意图性注释：用来指出要解决的问题，而非解决的方法。意图性注释和概述性注释没有明显的界限，其差异也无足轻重，都是非常有效的注释。
有些信息不能通过代码来体现，比如版权声明、作者、日期、版本号等信息以及与代码设计有关的一些注意事项，但是这些信息都必须体现在源代码中，所以就用注释来记录这些信息。
写好一份注释，是写出完美程序的前提，写好注释并不比写好一段程序更容易。所以在写注释的过程中，必须遵循以下几个原则。
（1）站在读者的立场编写注释
编写的代码将会面对很多不同的读者。其中还包括代码的复审者。他们希望看到的是准确的注释。注释的内容应包含：源程序的特性（文件名、作用、创建时间等）和函数注释。
（2）及时编写注释
注释应该是在编程的过程中同时进行的，不能在程序开发完成之后再补写注释。这样会多花很多时间，并且在长时间之后，会慢慢读不懂自己的程序了。
（3）好注释能在更高抽象层次上解释想干什么
在编写注释这一问题上，经常犯的一个错误是将代码已经清楚说明的东西换种说法再写一次。如果为代码添加中文注释的时候，简单地等同于将英文译作中文，那么这样的注释能够给他人带来的好处微乎其微，更多时候是徒增阅读负担以及维护工作量。