存储数据的容器——变量

今天我们要学习一个非常重要的概念——变量。在生活中，我们经常会遇到各种各样的变化，比如温度的变化、身高的增长等。在计算机编程中，也有类似的概念，那就是变量。变量是用来存储数据的容器。我们可以把变量理解为装液体的瓶子。不同瓶子之间的形状和材质各不相同，有的适合装水，有的适合装油，有的适合装醋，所有可以把这些瓶子分成不同的种类，即瓶子的“类型”不同。在编程中，这个瓶子的类型称作变量的“数据类型”。比如能存储整数的变量是整数类型，简称“整型”，能存储字母的变量是字符类型。当然，在生活中为了防止错拿调料瓶，比如放陈醋和酱油的瓶子很容易被混淆，我们还会为每个瓶子都贴上一个标签，比如“陈醋”、“酱油”、“色拉油”等等。这些标签就如同这些容器的“名字”一样，我们称其为变量名。那我们该如何获得和使用变量呢？

变量的声明

如果你想用瓶子装某种液体，你首先得先有一个瓶子才行。在C++中也是如此，你想存储一个数据，你首先要有一个变量，而这个变量可不会凭空出现，你必须明确的向计算机系统表达你的需求：“计算机我需要一个瓶子！”。这个过程叫变量的声明。声明变量时，你需要告诉计算机这个变量的名称和类型。比如在C++中这样声明一个变量：

int n;

计算机系统就会给你一个瓶子，不仅如此他还会为你在这个瓶子上贴上一个标签：“n”，他还会时时刻刻帮你记得这个瓶子只能装整数（int代表整数类型）。你还可以声明一个能装字母的字符型变量，如：

char ch;

当然如果你一次需要多个同类型的变量，也可以一起跟计算机说，而不用一次一次的声明。比如：

int a,b,c;

这样计算机一次帮你申请了3个int类型的变量。千万注意，变量a、b、c之间是英文的逗号，而最后用的是英文的分号。在C++中，分号表示这句话结束了，功能有点类似中文中的句号。

聪明的小朋友们，你们现在可以在编译器中尝试声明一下变量吧！

变量赋值

有了瓶子，我们就可以往瓶子里装东西了。在C++中，往变量中“放”数据的工作叫做变量的赋值。比如：

n = 10;

注意，初学者不要把它读成“n等于10”，正确的读法是把10赋值给变量n。当然在使用n这个变量之前，前面要先定义好。

字符型变量的赋值如下：

ch = ‘A’;

这里应该读作：“把字母A赋值给变量ch”。

有的时候我们可以在声明变量的时候直接给变量赋值。这有点像在超市买矿泉水——瓶子里直接已经有水了，不需要我们另外去装。

比如：

int n = 10;

char ch = ‘A’;

除了在程序中直接给变量赋值以外，还可以在程序运行的时候，通过键盘输入得方式为变量赋值。

比如：

cin>>a;

程序运行到这条代码的时候就会暂停，在控制台上闪烁光标，等待你为变量a来赋值。你现在就可以动手试一下了，注意光标是否在闪烁。

cin的功能非常强大，可以一次同时为多个不同类型的变量赋值。比如：

cin>>a>>ch;

如果在控制台输入10   A，那么整型变量a中存储的就是10，字符型变量ch中存储的就是字母’A’。

注意：在控制台为字符型变量赋值的时候不需要单引号，但是在程序中赋值的时候需要单引号。

 

这里请你思考一个问题：对于一个刚声明的变量，在被赋值之前里面有没有内容呢？

其实是有的。你可以这样理解，这些瓶子都是反复循环利用的。之前的瓶子装过东西，你申请到这个瓶子以后，可能还残留前一个使用者装的液体，因此对于变量，一定要赋值以后再使用！

变量的使用

首先我们经常做的操作是，看瓶子里还有多少东西？C++中叫做查看变量的内容。比如：

cout<< a<<endl;

就是在控制台中显示变量a中存储的数据。

我们在瓶中保存数据的目的并不是用来看这么简单的，我们还可以做很多其他的事情：

比如，我们可以用来参与计算：

cout<<20+a<<endl;

看看控制台会输出什么内容，是不是输出的是30？因为变量a中保存的数据是10。20+10等于30。在一个运算中，变量可以当一个具体的数来使用。

请思考一下，如果有下面的代码会输出什么内容？

int a, b = 20, c;

a = 10;

c = a + b;

cout << c << endl;

当你心中有了结果以后，可以在你的编译器中，运行上面的代码，看看程序在你头脑中运行的结果与计算机是否一致？是的，以后所有的程序都要现在脑袋里运行，然后再去计算机中验证。那么你的脑袋就会越来越好使，最终会像电脑一样厉害！

这里还有一个小技巧要偷偷的告诉你。C++中，针对整型变量，有个特殊的写法：

a++;

他会让变量a里的内容增加1。比如a里面原来存储的数据是10，这行这个操作以后就会变成11。前面这种写法完全等价于下面的写法：

a = a + 1;

你猜一猜，下面的代码有什么作用呢？

a–;

 

思考题：如何交换两个变量的值？

我们可以把变量看做装了水的瓶子，那这个问题就转换成如何交换两个瓶子里的水。通常的做法是：第一步，我们先找朋友借一个空瓶子；第二步，把第一个瓶子里的水倒入借来的瓶子中；第三步，把第二个瓶子里的水倒进第一个瓶子里；最后，借来瓶子中的水倒入第二个瓶子中（还有别忘了把瓶子还给你的朋友）。

我们在C++中模拟这个过程：

int a = 10, b = 20;

int c; //变量c用来模拟借来的瓶子

c = a;

a = b;

b = c;

cout << a << ” ” << b << endl;

 

当然，还有不是“通常”的做法。要了解这种做法，首先要知道变量在给别的变量赋值时，自身不会发生变换的（这与现实生活中的倒水不同）。比如执行下面的语句：

c = a;

系统会用a的值赋为变量c赋值，这个过程中变量a的值是不会改变的。知道了这个事情，我们再来看一下下面的代码：

int a = 10, b = 20;

a = a + b;

b = a – b;

a = a – b;

cout << a << ” ” << b << endl;

这段代码同样实现了变量值的交换。聪明的你能看懂原理么？如果懂了做一下下面的填空题看看：

//交换两个变量的值

int a = 10, b = 20;

a = a – b;

______;

______;

cout << a << ” ” << b << endl;

 

对于int类型变量有个非常特别的性质：当两个整数做除法的时候得到的结果是商。比如下面的代码：

int a = 5, b = 2;

cout << a/b << endl;

输出的结果是2，不是5.2！一定要记住两个整数相除的时候得到的是商！！！那余数怎么求呢？C++给了另外一个运算符，专门计算两个整数相除的余数，他就是“%”。大家可以试一下cout << a%b << endl;的结果是什么。

这里一定要注意两点：

• 对于除法运算符“/”，只有两边都是整数时结果才是商，两边只要有一个是其他类型的数据就会直接计算结果；
• 求余数运算符“%”，两边必须是整数，否则系统编译时会报错！

好了，学了这么知识，让我们来实践一下吧。你的好朋友小明同学家里经常来客人，现在需要为每个人准备茶水。已知小明家的水壶能有n毫升水，纸杯能装m毫升水。请你帮助小明同学设计一个程序，能帮助小明快速计算能倒多少杯水（每杯都要满）？水壶还剩下多少水？

int n, m;
cin >> n >> m;
cout << “能倒” << n / m << “杯水，水壶中还剩余” << n % m << “毫升水” << endl;

现在我们挑战一下更有难度的一道题。假设输入一个三位数，求各个位上的数字之和是多少？首先我们需要知道怎么求个位。因为我们是十进制的整数n，所以除以10的余数就是个位，商就是去掉个位以后的数值。比如整数n的值是123。

123%10结果是3， 123/10的结果是12，即去掉个位以后的值。这样我们就可以用“降维”的方法来思考问题，把3位数降到2位数，然后再降到1位数。参考代码如下：