第一份程序：
保存、编译与顺序执行。

这章从一个很实际的问题开始： 我已经改了 .cpp 文件，为什么屏幕上的数字还是旧的？ 要回答它，我们要分清你编辑的文字、编译器生成的程序，以及程序运行时保存的数值。每次只增加一个概念；不要求你提前会终端、变量或普通函数。

本章对应一个完整学习单元，五节合计预估5小时。这个数字包括慢读、预测、实际操作和回头找错，是设计估算，没有经过个人试学校准。可以分几次完成；打开页面或运行下载示例，不代表你已经能够独立完成。

准备一个纯文本编辑器和终端。本章操作适用于macOS的Terminal及常见Linux终端；命令不是Windows原生PowerShell教程。先跟01.1准备文件，到了01.2才写第一份源码。遇到不认识的符号时，请沿本章顺序读。

01.1 文件、终端和编译器 · 预估45分钟

先认清手上是哪一种东西

源文件（source file） 是一份纯文本。比如 hello.cpp，里面保存你写的C++文字。.cpp是文件名的后缀，常用来表明它是C++源码。把一份文字改名为 .cpp，并不意味着文字已经符合C++规则。

可执行程序（executable） 是构建成功后得到的另一个文件。本章让它叫 hello，没有 .cpp 后缀。你编辑 hello.cpp；运行的是 hello。它们不是同一个文件的两种显示方式。暂时把编译（compile）理解为：让工具检查保存的源码，并把它构建成计算机能够运行的程序。这条命令也会完成生成可执行文件所需的后续连接工作；内部阶段留到后面的构建章节展开。

终端（terminal） 是输入命令、查看结果的窗口；其中的命令解释器叫 shell 。你输入一行命令并按回车，shell负责找到工具并执行。本页标为 sh 的代码框放的是终端命令；标为 cpp 的框放的是源文件内容。不要把编译命令贴进 .cpp，也不要把整个C++程序贴进shell。

知道自己站在哪个目录

目录就是文件夹。终端有一个“当前目录”，不带完整路径的文件名通常从这里寻找。先认识三个小操作：pwd显示当前目录；ls列出当前目录的文件名；cd改变当前目录。命令和后面的内容用空格分开，每行按一次回车。示例省略了终端自己显示的提示符，不需要补上 $ 或 %。

先输入下面一行，看看当前目录在哪里：

pwd

再看文件列表：

ls

为这章准备一个专用文件夹。shell中的 ~代表你自己的用户目录；mkdir表示新建目录。下面目录名含一个空格，所以用英文双引号把整个名字包起来，避免被拆成两个名字。

cd ~
mkdir "cpp start"
cd "cpp start"
pwd

如果你之前已经建过这个目录，mkdir可能提示它已存在；这不意味着C++有错误。进入后先用 ls检查：若已有自己的练习文件，回到用户目录，换一个新目录名（例如 cpp start 2），再重复新建和进入的操作，避免覆盖以前的作品。pwd最后显示的路径应以你选择的目录名结尾。以后找不到源码，先查当前位置和文件名，不要先改程序。

g++和clang++都可以用，先看它们实际是谁

g++通常是GCC的C++编译入口，clang++是Clang的C++编译入口。它们都能处理本章的标准C++代码；报错措辞、版本与默认设置可以不同。尤其在macOS上，名为 g++ 的命令也可能实际调用Apple Clang。 名字是入口，版本输出才是判断当前工具身份的依据。

--version是询问工具版本的选项，不会编译你的文件。分别检查这两行：

g++ --version
clang++ --version

如果其中一个找不到，而另一个能显示版本，先用能工作的那个。若两个都显示Apple Clang，就不要把这次操作记录成“用两种不同编译器验证过”。若两个都无法使用，需要先完成系统的C++工具安装；那属于环境准备，不能用“看过命令”代替一次成功构建。以下统一写 g++；你使用Clang时，只需将命令开头换成 clang++，后面的本章参数保持一样。

保存在哪里，命令就指向哪里

在编辑器中创建纯文本文件 hello.cpp，保存到刚才的 cpp start目录。不要用会保存字体、版式的富文本文档；还要确认没有被自动加成 hello.cpp.txt。如果使用终端里的 nano编辑器，nano hello.cpp表示打开或创建这个文件；写完后按Control与O保存，按回车确认文件名，再按Control与X退出。这里Control键不是macOS的Command键。源码在下一节提供，现在先留空并保存即可。

nano hello.cpp

用 ls看到 hello.cpp，只能证明文件存在，不能证明内容正确。下一节写好内容并保存后，才执行这条构建命令：

g++ -std=c++20 hello.cpp -o hello

逐块读它：g++是工具；-std=c++20选择C++20语言模式；hello.cpp是输入源文件；-o意为指定输出文件，紧跟的 hello就是生成的程序名。不要把输出名字写成 hello.cpp，输入和输出必须分开。编译成功时可能没有任何文字提示，这是正常的。

运行用另一条命令：

./hello

这里 .表示当前目录，/把目录与文件名分开；./hello就是“运行当前目录的hello文件”。单写 hello会让shell按自己的查找规则找命令，未必会找到当前目录中的它。运行 ./hello.cpp也不是在请求编译。

认识两步后，可以把它们连在一起。shell的 &&表示左边命令成功后才执行右边命令 ；它不是本章C++代码里的符号。这样编译失败时，就不会顺手执行之前留下的旧程序。

g++ -std=c++20 hello.cpp -o hello && ./hello

小练习：分清动作与对象

你在编辑器里改了 hello.cpp，尚未保存，然后运行 ./hello。这一步会读取编辑器里未保存的新文字吗？要让新文字产生新的运行结果，需要依次做什么？

01.2 逐个读懂最小程序 · 预估90分钟

在拼完整程序前，先读清每块的意思

#include <iostream>是放在源码开头的包含指令。#include告诉构建工具引入指定头文件提供的声明；iostream是C++标准库中提供常用输入输出声明的头文件名。本章只用输出。两边的尖括号标出这个头文件名，不是在做大小比较。这一行末尾不加分号。它在构建时起作用，不是程序运行时“先去网上下载一个库”。

int main()标出本程序的入口函数。先把 函数（function） 理解为有名字的一段工作；这一章只使用规定的入口 main，还不自己编写其他函数。开头的 int在这里说明 main返回一个整数；main这个入口名字要保持小写；后面的空圆括号表示我们选择了不接收参数的入口写法，并非可以随手删掉的装饰。

紧随其后的一对花括号 {和 }把入口内部的语句括起来，组成一个 块（block） 。在本章的顺序程序中，语句按出现的先后执行。每行前面的缩进帮助人看出它属于哪一块；真正规定边界的是花括号。打开一个块，就要有对应的结束花括号。

std::cout是标准库提供的标准输出对象，本章通常把内容送到终端显示。std是标准库名字所在的命名空间，作用类似名字的归属范围；中间的 ::读作“在这个范围中查找”，所以整体读作“std中的cout”。你现在需要会识别这个完整名字，不需要会定义自己的命名空间。不要省掉 std::，也不要把两个冒号换成一个。

在 std::cout后面的 <<是输出运算符 ：把右边的值写到左边的输出中。这里根据左右对象判断它表示输出；现在不引入它在其他类型上的用途。一条输出语句可以连续写多个 <<，按顺序输出多个内容。

"Hello"是一段固定文本，叫字符串字面量。英文双引号标出文本边界，引号自身不显示；大小写按原样输出。'\n'使用英文单引号，表示一个换行字符：反斜杠与字母n合起来是换行的写法，输出后接下来的内容到新的一行。它不是要显示一个反斜杠再显示n。双引号写文本，单引号写这里的一个字符；不要换成中文弯引号。

输出语句最后的 ;叫 分号（semicolon） ，标明这条语句结束。换行排版不能代替分号。return 0;则表示结束 main并向运行它的环境返回整数0；这个数字是 退出状态（exit status） ，惯例中0表示成功。它不会自动显示在屏幕上。入口末尾虽允许省略这条成功返回，本章显式写出，方便区分“打印什么”与“向shell报告什么”。

支持样本：把已经解释的部分放到一起

现在把下面内容写入 hello.cpp，每个符号都应能在上面的解释中找到。这个小样本只用于确认输入、保存和运行链路；本章的两个完整状态例子在下一节和01.4。

#include <iostream>

int main() {
    std::cout << "Hello" << '\n';
    return 0;
}

保存后回到终端，确认仍在 cpp start目录，再执行已经学过的编译与运行命令。预期程序输出如下，末尾还有一次换行：

Hello

可以按执行过程复述：进入 main，把文本Hello写出，再写换行，随后 return 0;报告正常结束。包含指令不在这个运行过程里；输出中没有双引号，没有分号，也没有最后那个0。

第一次只改一个条件

把输出文本中的 Hello改成 Ready，其余内容保持。先在纸上预测会显示哪几个字符，再保存、编译、运行。若结果符合预测，说明你建立了“修改文本—生成新程序—观察输出”的联系。若还显示Hello，先回查保存、构建是否成功及运行文件名；暂时不要怀疑 cout会随机忽略文字。

小练习：屏幕文字与退出状态

这个程序输出了Hello，却写着 return 0;，二者矛盾吗？再指出本节的花括号、分号、尖括号分别在哪里承担什么作用。

01.3 创建、读取与修改一个整数 · 预估60分钟

给一个数取名字

写固定文本很快会不够用。假设你需要记录手上有多少件物品，随后多了一件，想观察前后的数。 对象（object） 可以先理解为程序执行时保存一个值的地方；本章用一个有名字的整数对象来保存数量。 变量（variable） 这个名字，让我们能在源码中找到它并读取或改变它。

int count{2};要拆成四部分读：int选择整数类型；count是我们起的变量名；{2}给新对象初值2；;结束这条声明。创建对象时给定初值，叫 初始化（initialization） 。这里的2是直接写在源码中的小整数，叫整数字面量；本章仅使用很小的数，不涉及整数范围边界。

此处花括号属于初始化，里面是要保存的初值；main后面的花括号属于块，里面是一组语句。两者由位置和整体结构区分，不能见到花括号就假定它一定在创建一个代码块。

变量名要写得一致：count与 Count是不同名字。先用字母开头、不含空格的英文名字，后面可以有数字；本章不使用下划线命名。输出 count读到的是这个对象当前的数值；输出 "count"则只显示五个字母。去掉或加上双引号，会改变你要求输出的东西。

赋值为什么能把2改成3

count = count + 1;叫 赋值（assignment） 。右边先读取旧的count，再做加法；把得到的结果写回左边已经存在的count。若原值为2，过程就是读2、算2加1得到3、保存3。=在这条C++语句里表示赋值，不是数学里要求两边永久相等的等号。也不是创建第二个同名对象：这条语句前面没有再写 int。

读取本身不会改变count；一次赋值才改变它的当前值。已经打印出来的2也不会随之后的赋值变成3，终端保存的是此前输出的文字。

完整例子一：先看2，再看3

输入不需要你在运行时键入；初值2已经写在源码里。读完之前先停一下：你预测程序会输出一行还是两行？两行各是什么？把文件保存为 count.cpp后再运行。

#include <iostream>

int main() {
    int count{2};
    std::cout << count << '\n';
    count = count + 1;
    std::cout << count << '\n';
    return 0;
}

g++ -std=c++20 count.cpp -o count && ./count

完整输出为：

2
3

检查时同时核对数值与顺序。只有一个3，不能说明你完成了“观察前后状态”的任务；出现2与3但没有换行，也说明输出格式和当前示例不同。先说清差异，再确定是哪一条语句负责。

小练习：只改加法右边的一个数

保持初值2，把加法中的1改成2。其他字符不变。先预测两行输出，再保存、编译、运行。为什么第一行没有一起变？

01.4 两个独立状态与重新构建 · 预估60分钟

复制一个值，没有建立自动同步关系

int a{3};创建第一个整数对象，保存3。随后 int b{a};读取a 此刻的值 ，拿这个3初始化另一个整数对象b。这里的b有自己的值，不是a的另一个名字。现在才执行 a = 5;，只改动a，b仍为3。把过程画成两个格子就能避免“它们曾经一样，所以今后也一样”的误解。

“尚未创建”不表示b存着0，也不是让你运行一条提前读取b的语句；它表示执行还没有到声明b的位置。本章只在声明与初始化之后读取变量。

完整例子二：a改成5，b仍是3

下面没有键盘输入，固定起点是a的初值3。先遮住后面的输出，把初始化、赋值与输出语句按顺序口述一遍，再将完整程序保存为 copy.cpp。

#include <iostream>

int main() {
    int a{3};
    int b{a};
    a = 5;
    std::cout << a << '\n';
    std::cout << b << '\n';
    return 0;
}

g++ -std=c++20 copy.cpp -o copy && ./copy

预期输出：

5
3

第一行来自a，第二行来自b。编译器没有漏掉“让b也变”的工作，源文件根本没有要求它去改b。若你希望b以后再次得到a的新值，必须在相应位置明确写一次给b的赋值；这已是一个不同的程序，要重新预测，而不能把它当作当前例子的隐含步骤。

一次真实的旧程序观察

先使用下面这个 重编译支持版本 ，仍保存为你工作目录里的 copy.cpp。它只是完整例子二少了一条修改a的语句，并不是新的主例子。

#include <iostream>

int main() {
    int a{3};
    int b{a};
    std::cout << a << '\n';
    std::cout << b << '\n';
    return 0;
}

成功编译、运行，确认两行是3、3。然后在创建b之后、第一次输出之前插入 a = 5;，保存；这时源码回到完整例子二。 暂时不要编译 ，只执行已经存在的程序：

./copy

它仍会输出3、3。原因是保存只改变 .cpp，没有改动上次生成的程序文件。随后真正重编译并运行：

g++ -std=c++20 copy.cpp -o copy && ./copy

此时才应输出5、3。每一次启动又从 main按源码的固定初值开始；上次运行结束时的a不会自动留给这一次。我们要区分三件事：编辑器里当前的文字、磁盘上保存的源码、最近一次成功构建的程序。若还显示3、3，依次查“是否保存到这个目录”“编译是否成功”“输入输出名字是否一致”。

小练习：把一条语句移动位置

若把 a = 5;移动到创建b之前，其他语句的顺序保持，最终两行是什么？这会不会证明复制总是让两个变量同步？

01.5 读第一条报错，再做独立练习 · 预估45分钟

先判断错误发生在哪一步

第一次遇到红色报错时，不用一口气读完整页诊断。先回答：这是shell找不到命令或文件，还是编译器发现源码不符合规则，还是程序已经运行但结果不对？它们需要的修复不同。

诊断样本：丢了一枚分号

下面是 故意不能编译的支持样本 ，保存为 missing-semicolon.cpp。先自己找出与已学规则冲突的位置，再让编译器提供证据。它没有合法的预期运行输出。

#include <iostream>

int main() {
    int count{2}
    std::cout << count << '\n';
    return 0;
}

g++ -std=c++20 missing-semicolon.cpp -o missing-semicolon

常见诊断含文件名、行号，有时还有列号，以及 error后的原因描述。例如“expected ‘;’”表示这里期待分号；不同工具的完整句子和指向位置可能不同，不要求逐字匹配教程截图。这个文件第4行的初始化语句少了分号。工具也可能读到下一条输出语句时才确认拼接不成立，因此箭头附近只是线索，不保证错误字符一定在箭头正下方。

只在 int count{2}末尾补分号，保存，再编译运行。修正后应打印2并换行。不要给头文件包含指令随意加分号，也不要通过删除输出语句来躲开诊断；应修复真正违反规则的那条声明。

退出状态怎么观察

shell会保存刚刚结束的命令的退出状态。echo是显示文字的shell命令；$?是shell提供的“上一条命令退出状态”。下面第二行要紧跟第一行，中间不要先运行 ls等其他命令，否则看的就是另一条命令的状态。这些符号仍然写在终端，不写进C++源文件。

./hello
echo $?

若你保留了支持样本里的 return 0;并正常运行，第二条命令应显示0。你可以只把它改成 return 1;，保存并重编译，再分开执行上面两行：文本仍按输出语句显示，退出状态变成1。这个受控改动说明“有输出”与“报告成功”并不是一回事。观察完成后恢复0，并重新编译。

如果要单独检查编译状态，同样在编译命令后立刻运行 echo $?；不要把编译和程序的两种状态混为一谈。前面学的 &&依靠成功状态决定是否执行右边，因此源码编译失败时会跳过运行。但旧程序文件可能仍在目录里，手动再运行它依然可能看到旧结果。

小练习：先修哪一处

你删除了一个分号，编译失败；随后手动运行旧程序，它照常输出2。能否因此判断新源码没有问题？编译器把位置标在下一行时，你应该怎么找？

独立练习阶梯：预测 → 补全 → 找错 → 迁移

这四步只使用本章讲过的构造，计入本章操作时间。每次先写自己的答案，再打开对应答案；看过答案后可以回到空文件重做，但要如实记录哪一步需要帮助。

第一步，预测。 不运行完整例子二，画出a、b在各条语句后的状态，写最终输出，并说明为什么b不随a改变。

第二步，补全。 在自己的 count.cpp中保留两条输出及入口结构，把初始化和赋值两条语句暂时移到草稿。合上主例子，根据“第一行2，第二行3”的要求，独立补回它们；每补一条说明它应位于哪次输出之前。

第三步，找错。 有人认为count增加后，saved也会增加。他运行下面的诊断样本，并希望两行都是3。先分别说出每条输出实际在观察谁，指出哪一个判断错了。如果要求第二行也观察count的最新值，应该只改哪个名字？

#include <iostream>

int main() {
    int count{2};
    int saved{count};
    count = count + 1;
    std::cout << count << '\n';
    std::cout << saved << '\n';
    return 0;
}

第四步，迁移。 从空文件开始，自己选两个变量名。先让原变量得到4，再让副本读取这个4，输出二者，成功构建并保存实际结果。然后在创建副本之后加一条赋值，让原变量变成9；保存、重新编译，最后输出必须是9、4。保留前后两次编译命令及实际输出，不能只下载答案运行。

#include <iostream>

int main() {
    int original{4};
    int saved{original};
    original = 9;
    std::cout << original << '\n';
    std::cout << saved << '\n';
    return 0;
}

本章完成时，应留下什么

留下自己的两份程序修改记录、预测与实际输出的对照，以及一条错误诊断和修复说明。你应能不看答案解释：哪个是源码，哪个是程序；为什么保存后还要编译；初始化与赋值有什么区别；为什么复制出的整数不会自动同步；缺分号时从哪里开始找。

完成本章独立迁移与口述后，进入第02章：类型与表达式。贯穿案例中的数组、循环和条件判断按后续章节的先备安排学习。不要把一次读完页面当成整个C++基础G0已经通过。

用于查证的资料

命令写法可查GCC的输出文件与整体选项及Clang命令指南。main的返回类型、入口形式与正常返回含义见C++工作草案的main条款，标准输出声明见iostream头文件概要。这些页面供核实具体规则；完成本章不要求先读懂它们的全部术语。本章使用C++20已有规则，实际工具版本以你的版本输出和构建记录为准。