C++ 变量

写程序离不开处理各种各样的数据，比如用户的年龄、考试的分数、商品的数量等。这些数据不仅需要保存在程序里，还会随着程序的运行不断发生变化。那么，C++ 程序是怎么记住并管理这些数据的呢？这就需要用到 “变量”。

C++ 变量是什么？

学习一门编程语言，最先要了解的就是词汇。就像学英语一样，我们得先弄清楚每个单词是什么意思，才能看懂整句话在说什么。学习 C++ 也是如此，我们先来看一行简单的代码：

int age = 20;

上面这行代码就相当于 C++ 中的 “一句话”，我们称之为 “语句”，行尾的英文分号（;）表示这一条语句结束了。在 C++ 中，变量指的是一个 “值可以改变的量”。简单来说，变量就像是给数据起了一个名字，方便我们在程序里随时找到并使用它。

这行代码一共包含了以下 3 个部分：

• int：数据类型，表示这个变量用来保存整数（integer）。
• age：变量名，也就是我们给这个变量起的名字。
• 20：初始值，也就是当前保存在这个变量里的具体数值。

想要使用一个变量，我们就得先给它起一个名字，就像每个人都有自己的名字一样。当程序后面需要使用这个数据时，直接写出变量名 age 就可以了，总不能对计算机说：“喂，我要用刚才那个整数”。程序里的变量那么多，计算机怎么知道你要用哪一个呢？

变量的名字一般是不会变的，但它里面保存的值却可以随时改变。这就像人一样，名字通常是固定下来的，但每个人的年龄都会从 20 岁慢慢增长到 21 岁、30 岁，如下图所示。

需要注意的是，C++ 是一门静态类型语言，每个变量在定义时都必须明确指定数据类型，并且一旦确定就不能再改变。比如把 age 定义为 int 整型之后，后面重新赋值时也只能用来保存整数，这一点跟 Python、JavaScript 等自动识别类型的语言不同。

另外，变量名也不是随便乱起的，比如不能以数字开头，也不能包含空格。完整的命名规则我们会在后面的 “C++ 标识符” 一节中展开介绍，现阶段先使用简单的英文单词起名即可。

C++ 变量的定义与初始化

在 C++ 中，使用变量必须遵循 “先定义，后使用” 的原则。也就是说，我们必须先把变量创建出来，后面的代码才能读取或修改它。

1. 定义单个变量

在实际开发中，最常见的做法是在定义变量的同时，直接给它赋一个初始值。

语法：

数据类型 变量名 = 初始值;

说明：

上面这行语法同时完成了两件事：一是创建一个指定类型的变量并为它分配内存空间，二是给这个变量赋予最开始的值。这种在创建变量的同时第一次给它赋值的操作，就叫做 “初始化”。

示例 1：定义并输出变量

#include <iostream>

int main() {
    int age = 20;
    std::cout << age;
    return 0;
}

运行结果如下。

20

分析：

int age = 20; 表示定义了一个名为 age 的整型变量，并将其初始化为 20。紧接着，我们使用专门用来输出内容的 std::cout 把 age 保存的值打印到屏幕上，运行结果就是 20。

2. 一行定义多个同类型变量

如果有多个变量属于同一种数据类型，我们也可以在一行代码中同时定义它们，变量与变量之间用英文逗号（,）隔开。

语法：

数据类型 变量名1 = 初始值1, 变量名2 = 初始值2;

说明：

采用这种写法时，同一行里的所有变量都共用最前面的那一个数据类型。

示例 2：一行定义多个变量

#include <iostream>

int main() {
    int age = 20, score = 95;
    std::cout << age << " " << score;
    return 0;
}

运行结果如下。

20 95

分析：

在这个例子中，我们在同一行定义了 age 和 score 两个整型变量。输出时连续使用了多个 << 按从左到右的顺序依次打印，并在两个变量中间加上了 " "，用来输出一个空格把 20 和 95 隔开，避免两个数字粘在一起变成 2095。

对于这个例子来说，下面 2 种方式是等价的：

// 方式 1
int age = 20, score = 95;

// 方式 2（推荐）
int age = 20;
int score = 95;

在实际开发中，我们更推荐使用方式 2，也就是一行只定义一个变量。等后面代码变复杂以后，每行只写一个变量更容易看清它的类型、名字和初始值。

另外，初学者在一行定义多个变量时，很容易写出 int a, b = 10;，误以为两个变量都成了 10。实际上，这里的 = 10 只会赋给最后一个变量 b，前面的 a 并没有初始化。如果想把两个变量都初始化为 10，必须写成 int a = 10, b = 10; 才行。

3. 先定义，后赋值

创建变量时是不是必须在定义的同时就给出初始值呢？并不是。如果一开始还不知道具体的初始值，比如要等后面计算或用户输入后才能确定，我们可以先定义好变量，等到后面再给它赋值。平时大家也常把这种分步写法称为 “先声明，后赋值”。

示例 3：分步定义与赋值

#include <iostream>

int main() {
    int count;
    count = 10;
    std::cout << count;
    return 0;
}

运行结果如下。

10

分析：

第一行 int count; 先定义了一个整型变量 count，此时还没有给它赋初值。第二行 count = 10; 把整数 10 赋给它，随后再读取输出，结果完全正常。

不过这里有一条重要的语法红线：如果定义变量时没有赋初值，就必须保证在第一次读取它之前已经赋上了确定的值：

// 正确方式
int count = 0;
std::cout << count;

// 错误方式
int count;
std::cout << count;

为什么上面的错误方式不能直接读取呢？因为计算机里的内存空间是反复回收利用的，别的程序用完退还后，里面的旧数据并不会自动清零。如果只写了 int count; 却没有赋初值，这块内存里留下的就是随机的 “垃圾值”。

在 C++ 中，直接读取未初始化的局部变量属于 “未定义行为”，也就是结果不再可控，程序可能会输出一串随机的怪异数字。因此小伙伴们平时写代码时要注意：如果创建变量时暂时不确定具体数值，直接先初始化为 0，写成 int count = 0; 是最稳妥的习惯。

C++ 变量的修改

变量之所以叫 “变量”，就在于它定义好之后，里面的值可以随时修改。在实际开发中，修改变量主要有 2 种常见方式：一种是直接赋一个新值覆盖旧值，另一种是在原值的基础上进行增减。

1. 重新赋值覆盖旧值

当变量已经创建好之后，我们可以随时使用等号（=）把一个新的值交给它，这种操作叫做 “赋值”。

示例 4：覆盖原有的值

#include <iostream>

int main() {
    int age = 20;
    age = 30;
    std::cout << age;
    return 0;
}

运行结果如下。

30

分析：

“咦？age 的值原本不是 20 吗？怎么输出 30 了呢？” 我们可别忘了，age 是一个变量，里面的值是可以改变的。后面的 age = 30; 会直接覆盖原来的初始值 20，最终输出的结果自然就是 30。

这里我们可以顺便区分一下 “初始化” 和 “赋值”。在定义变量的同时第一次给值，比如写成 int age = 20，叫做初始化。等变量创建好之后再去修改它的值，比如写成 age = 30，则叫做赋值。

另外要注意，修改已有变量时直接写 变量名 = 新值; 就可以了。下面这种写法是错误的，因为变量名前面又写了一次 int，编译器会认为你想重复定义同名变量而直接报错：

int age = 20;
int age = 30;    // 重复定义同名变量

2. 在原值基础上更新

除了直接换成一个全新的数字之外，平时写代码时，我们经常需要让变量在 “原来的值” 基础上增加或减少，比如得分加 5 分、库存减 1 件。

示例 5：基于原值增减

#include <iostream>

int main() {
    int score = 60;
    score = score + 5;
    std::cout << score;
    return 0;
}

运行结果如下。

65

分析：

初学的小伙伴第一次看到 score = score + 5; 这句代码，很容易把它当成数学方程来看，心里觉得奇怪：左边的 score 怎么可能等于右边的 score + 5 呢？

其实，在 C++ 中千万不要把等号当成数学等式来理解。程序执行 score = score + 5; 时，会先计算等号右边的 score + 5，再把算出来的结果赋给左边的 score。对于这个例子来说，上面代码等价于下面两步：

int temp = 60 + 5;    // 先算出 65
score = temp;         // 再赋给 score

弄清楚了从右往左赋值的规则后，下面这段代码中，score 的最终值是 70，小伙伴们可以思考一下为什么。

int score = 60;
score = score + 20;
score = score - 10;