C++程序設(shè)計：第一章C++基礎(chǔ)知識

1、C+ 程序設(shè)計,計算機語言的基本體系結(jié)構(gòu),語言的基本體系結(jié)構(gòu),程序設(shè)計語言,第一章 C+基礎(chǔ)知識(4學時,1.3-6 C+語法基礎(chǔ) 詞法單位、數(shù)據(jù)類型、 常量變量、運算符與表達式,1.8 簡單的輸入輸出,1.7 數(shù)組與字符數(shù)組,1.1 C+語言概述,1.2 一個C+程序?qū)嵗?1.1 C語言概述,歷史： C+是由C語言為基礎(chǔ)發(fā)展起來的。 C語言是作為UNIX操作系統(tǒng)的開發(fā)語言為人們所認識。 1988年美國國家標準協(xié)會ANSI對C語言進行了標準化，產(chǎn)生了ANSI C,自學閱讀： C語言主要特點； C+與C的最主要區(qū)別； C+與C的兼容性,1.2 一個C+程序?qū)嵗?*test.cpp*/ #incl

2、ude using namespace std; void main(void) cout“Best wishes for everybody here!”endl;,先看一個程序入門程序,*a simple application: Ex1_1.cpp*/ #include using namespace std; int max(int i, int j) if (i=j) return i; else return j; int main(void) coutij; /從鍵盤輸入變量值 cout“max number is:”max(i,j)endln; /輸出 return 0;,例1

3、.1】 一個簡單的C+程序,程序組成： #打頭編譯預(yù)處理指令 若干函數(shù)，其中有且只有一個main() 注釋,1.3 C+的詞法單位,1.3.1 C+的字符集,1.3.2 關(guān)鍵字,1.3.3 標識符（ID，identifier,1.3.4 標點符號,1.3.1 C+的字符集,ASCII碼字符集是計算機中的常用字符集。它包括英文字母及阿拉伯數(shù)字等128個字符，存儲一個ASCII碼占用一個字節(jié)單元,漢字國標碼用于漢字處理。國標碼的存儲占用兩個字節(jié)單元,Unicode字符集對各類字符進行統(tǒng)一的雙字節(jié)編碼。它包括了世界上多種語言的基本字符，最多可容納65536個字符。 ASCII碼字符集，國標碼字符集都

4、是它的子集,計算機可處理字符集,C+的字符集,C+語言基本字符,1.3.2 關(guān) 鍵 字,關(guān)鍵字（keyword）： 又稱保留字。是由系統(tǒng)定義的具有特定含義的英文單詞。關(guān)鍵字不能另作它用,C+區(qū)分大小寫，關(guān)鍵字全部由小寫字母組成。標準C+（ISO14882）定義了74個關(guān)鍵字，具體的C+編譯器會做一些增刪。常用關(guān)鍵字及分類見表2.1,關(guān) 鍵 字,表2-1 C+常用關(guān)鍵字及分類,1.3.3 標識符,標識符（Identifier，ID ）： 是程序員定義的“單詞”，用來給變量、常量、數(shù)據(jù)類型、函數(shù)等命名,標識符命名應(yīng)考慮可讀性 合法標識符的要求,標識符,例: 判斷下面哪些是合法的標識符,MyFile

5、,Salary 94,amount,void,94Salary,Salary94,amount,f3.5,Num_of_Student,1.3.4 標點符號,標點符號: # ( ) ， ： ； 等,標點符號的作用,有些是有一定的語法意義。如字符和字符串常量分別用 和 引起來,有些是對語法符號起分隔作用。如 ；等,1.4 C+中的數(shù)據(jù)類型,C+基本數(shù)據(jù)類型稱為內(nèi)置數(shù)據(jù)類型，內(nèi)置數(shù)據(jù)類型不僅定義了數(shù)據(jù)類型，還定義了常用操作。本節(jié)僅介紹各種基本數(shù)據(jù)類型的定義，常用操作將在后面介紹,內(nèi)置數(shù)據(jù)類型,整型：用來保存整數(shù)，有符號時存儲的是補碼，無符號時存儲的時原碼,字符型：用來保存字符，存儲的是該字符的AS

6、CII碼，占用一個字節(jié)。如大寫字母A的ASCII碼為65，在對應(yīng)的一個字節(jié)中存放的就是65。字符型數(shù)據(jù)從本質(zhì)上說也是整數(shù)，可以是任何一個8位二進制整數(shù),實型：單精度和雙精度型都用來存放實數(shù)，兩者表示的實數(shù)精度不同。實數(shù)在內(nèi)存中以規(guī)范化的浮點數(shù)存放，包括尾數(shù)、數(shù)符和階碼。數(shù)的精度取決于尾數(shù)的位數(shù),邏輯型：也稱布爾型，其取值為true（邏輯真）和false（邏輯假），布爾型在運算中可以和整型相互轉(zhuǎn)化，false對應(yīng)為0，true對應(yīng)為1或非0,無值型：主要用來說明函數(shù)的返回值類型，將在函數(shù)一章中具體介紹,基本數(shù)據(jù)類型還可以加上一些修飾詞，包括：signed（有符號）、unsigned（無符號）、l

7、ong（長）、short（短）。參見下表,VC+中所有基本數(shù)據(jù)類型,1.5 變量和常量 用來表示數(shù)據(jù),1.5.1 變量,變量，在程序中是指可以改變值的量； 變量必須用標識符進行標識，稱為變量名； 任何變量都必須先說明后使用；一是便于編譯程序為變量分配空間，二是便于編譯時進行語法檢查； 如何進行變量說明 和 變量初始化,變量說明,在C+中，變量說明的一般格式為： 存儲類型數(shù)據(jù)類型 變量名1,變量名2, ,變量名n,例： int i, j, k; /說明三個整型變量i, j, k float x, y, z; /說明三個單精度實型變量x, y, z char c1, c2; /說明兩個字符型變量c

8、1, c2 double dx; /說明一個雙精度型變量dx,變量初始化,變量初始化： 定義變量時即給變量一個值稱為變量初始化 例如：int a=3, b=4, c=5;float x=3.0,1.5.2 文字常量,1. 整型常量,4. 字符串常量,3. 字符型常量,2. 實型常量,文字常量：指程序中直接給出的量； 常量的值在程序執(zhí)行過程中保持不變；并且存儲在程序區(qū)，而非數(shù)據(jù)區(qū)； 根據(jù)取值和表示方法的不同，可分為以下幾種,整型常量,十進制表示法,八進制表示法,十六進制表示法,其他表示法,整型常量表示方法,整數(shù)的十進制表示方法,C+中十進制表示與平時熟悉的書寫方式相同。 例： 15 -24,整數(shù)

9、的八進制表示,C+中八進制表示以0開始，由數(shù)字07組成，用來表示一個八進制數(shù)。 例： 012 /八進制數(shù)12，即十進制數(shù)10 -0655/八進制數(shù)-655，即十進制數(shù)-429,整數(shù)的十六進制表示,C+中十六進制以0X（大小寫均可）開始，由數(shù)字09和字母AF（大小寫均可）組成，用來表示一個十六進制數(shù)。 例： 0 x32A /十六進制數(shù)32A，即十進制數(shù)810 -0 x2fe0 /十六進制數(shù)-2fe0， /即十進制數(shù)-12256,整數(shù)的其他表示方法,長整型常量和無符號整型常量： 長整型常數(shù)以 L 或 l 結(jié)尾，無符號常整數(shù)以 U 或 u 結(jié)尾，以 U L 或 L U（大小寫均可）結(jié)尾則可表示無符號

10、長整型常數(shù)。 例如： -84L/十進制長整數(shù)-84 026U/八進制表示的無符號整數(shù)26 0X32LU /十六進制表示的無符號長整型數(shù)32,實型常量,1)一般形式與平時書寫形式相同，由數(shù)字 0 9和小數(shù)點組成。例如： 0.23 -125.76 0.0 .46 -35,2) 指數(shù)形式（也稱為科學表示法）表示為尾數(shù)乘以10的次方形式，由尾數(shù)、E或e和階數(shù)組成。指數(shù)形式要求在E或e前面的尾數(shù)部分必須有數(shù)字，后面的指數(shù)部分必須為整數(shù),例 : 判斷下列表示是否合法,123E12,0.34e-2,E4,1.43E3.5,包含小數(shù)點和10的冪的數(shù)為實型常量 表示方法,字符型常量,字符常量： 用單引號引起來的

11、單個字符。在內(nèi)存中保存的是字符的ASCII碼值。 在所有字符中，可顯示字符通常就用單引號引起來表示：不可見字符用轉(zhuǎn)義字符表示。 a /字符a /字符 4/字符4 /空格字符 不可見字符：n 表換行,注意,e和E是不同的字符常量，它們代表不同的ASCII碼值。 4和整型數(shù)4是不同的值， 4的ASCII碼值為52。 0和0是兩個不同的字符。 0的ASCII碼值為48。而0的ASCII碼值為0，詳見轉(zhuǎn)義字符,4. 字符串常量,字符串常量與字符型常量的區(qū)別,字符串常量 a 占兩個字節(jié)，存放a和0，值為0 x6100,字符型常量a 占一個字節(jié)，存放a，值為0 x61,字符串常量： 用雙引號引起來的若干個

12、字符。 例如: I am a Chinese., 123, a ,1.5.3 常變量,標識符常量： 用常量說明符const給常量起的名字（標識符），因為其說明和引用形式很像變量，所以也稱常變量； 例如： const float PI=3.14159; const int Number_of_Student=100; /推薦用大寫字母作為常變量名，以便與一般變量區(qū)分 存儲在數(shù)據(jù)區(qū)?？勺x不可寫 使用常變量的意義：便于程序修改，增加可讀性。 C+建議使用常變量，而不要使用直接常量,1.6 運算符和表達式,1.6.1 運算符、優(yōu)先級和結(jié)合性,1.6.2 基本運算符及其表達式,1.6.4 算術(shù)類型轉(zhuǎn)換和

13、賦值類型轉(zhuǎn)換 (選讀,1.6.5 求值次序與副作用(選讀,1.6.3 語句,1.6.1 運算符、優(yōu)先級和結(jié)合性,運算符對數(shù)據(jù)進行運算或處理的符號 分單目、雙目、三目 操作數(shù)參與運算的對象,運算符按操作數(shù)的數(shù)量分類： 單目運算符 如“-” ； 雙目運算符 如“+、-”； 三目運算符 如“,1.6.1 運算符、優(yōu)先級和結(jié)合性,優(yōu)先級和結(jié)合性決定了運算中的優(yōu)先關(guān)系,優(yōu)先級：指不同運算符在運算中的優(yōu)先關(guān)系，可以用序號表示，序號越小，優(yōu)先級越高。 例如： 加號（）和減號（）的優(yōu)先級是6；乘號（ * ）和除號（ / ）的優(yōu)先級是5；* 和 / 的優(yōu)先級高于和,優(yōu)先級無需記憶，可使用()限制優(yōu)先運算,1.6

14、.1 運算符、優(yōu)先級和結(jié)合性,結(jié)合性： 決定優(yōu)先級相等的運算符組合在一起時的運算次序， 如+、-的結(jié)合性是從左到右（左結(jié)合），則a+b+c-d的運算次序為： (a+b)+c)-d /先算a+b，再加c，最后減d 又如前+和單目負-的結(jié)合性是從右到左（右結(jié)合），則-+a的運算次序為： -(+a) /先做+a，再取反（加負號,1.6.1 運算符、優(yōu)先級和結(jié)合性,例： （1） a*b+c; /根據(jù)優(yōu)先級，先做乘法運算，再 /做加法 （2） a+b-c ;/根據(jù)左結(jié)合性，先取a、b相加； /再取c，最后相減,1 算術(shù)運算符及其表達式,4 邏輯運算、邏輯表達式及其求值優(yōu)化,5 位運算（選讀,2 賦值運算

15、符賦值表達式,3 自增、自減運算,6 逗號運算符與逗號表達式（使用較少，自學,1.6.2 基本運算符及其表達式,7 sizeof( )運算符,表達式：由運算符、操作數(shù)組成的，能取得值的式子,/ 與 % 的使用,左值、右值概念,運算符前置、后置的區(qū)別,求值優(yōu)化的 副作用,計算字節(jié)數(shù),1.算術(shù)運算符及其表達式,算術(shù)表達式,使用時注意： 1、表達式中每個變量都有確定的值時才能進行表達式求值； 2、C+中算術(shù)運算應(yīng)注意數(shù)據(jù)溢出問題。 為變量選擇合適的數(shù)據(jù)類型，并確保該數(shù)據(jù)類型能存放變量可能的值， 盡可能避免除數(shù)是一個絕對值很接近于0的數(shù)， 盡可能避免整數(shù)的連續(xù)乘運算,由算術(shù)運算符連接的表達式，如：a+

16、b*3,2.賦值運算符與賦值表達式,賦值： 將數(shù)據(jù)存放到相應(yīng)存儲單元中稱為賦值，如果該單元中已有值，賦值操作以新值取代舊值,賦值通過賦值運算符“=”來完成，其意義是將賦值號右邊的值送到左邊變量所對應(yīng)的單元中。賦值號不是數(shù)學中的等號，它具有方向性,左值與右值： C+將變量名代表的單元稱為 “左值”，而將變量的值稱為“右值”。 左值必須是內(nèi)存中一個可以訪問且可以合法修改的對象，因此只能是變量名，而不能是常量或表達式,2.賦值運算符與賦值表達式,例如下面的賦值運算是錯誤的： 3.1415926=pi;/左值不能是常數(shù) x+y=z;/左值不能是表達式 const int N=30; N=40;/常變量

17、不能重新賦值,2.賦值運算符與賦值表達式,賦值表達式： 由賦值運算符連接的表達式。格式為： 變量 = 表達式 （先計算右值，再將右值賦給左值） 例如：x=5+6;a=b=c=d+1（右到左）; 復(fù)合賦值運算符： 雙目算術(shù)運算符和賦值運算符可以組合成單一運算符： + = （復(fù)合加） = * = / = % = 例如：x+=5 等同于：x=x+5,3.自增自減運算,前置和后置區(qū)別： int i=5, m, n; m=i+; /后置；相當于m=i; i=i+1; /結(jié)果：i的值為6，m的值為5; n=+i; /前置；相當于i=i+1; n=i; /結(jié)果：i的值為6，n的值為6,自增自減運算符（ +

18、，-） 意義：使變量當前值加1或減1，再賦給該變量自己： i+或+i /相當于i=i+1 j-或-j /相當于j=j1,4.邏輯運算、邏輯表達式及其求值優(yōu)化,邏輯運算： 用于判斷分析，運算符包括關(guān)系和邏輯運算符。 關(guān)系運算符： 包括：（大于）、（大于等于）、（小于）、（小于等于）、= =（等于）和！=（不等于）。 關(guān)系運算符完成兩個操作數(shù)大小的比較，結(jié)果為邏輯值true(真)或false（假）。真對應(yīng)1，假對應(yīng)0,例如： a+bc+d /*等同于(a+b)(c+d)， 結(jié)果為0或1*,關(guān)系表達式,邏輯運算符,包括：!、 b= 0; c= 5; d= 2; a+bc+d | 0 /* 先算37，

19、為假：0， 0|0 結(jié)果為假：0 *,邏輯表達式求值的優(yōu)化,求值優(yōu)化,已知: int a=10, b=30; 求： a | b+ /結(jié)果以及a,b的值,t1=1,整個表達式的值為 1,可見: 表達式 b+ 已不需要計算所以: b不變?nèi)詾?30,副作用,條件運算符,條件運算符是C+中惟一的一個三目運算符，由兩個符號“？”和“：”組成。條件運算符的格式如下： 條件表達式？表達式1：表達式2 其含義是如果條件表達式的結(jié)果為真(非0)，就執(zhí)行表達式1；否則就執(zhí)行表達式2。表達式1和2的類型必須相容,例：ab?(max=a):(max=b) 意思是如果a大于b，則max=a，否則max=b。即把a和b兩

20、者中的大值賦給max。 上例也可寫成：max=ab？a:b,逗號表達式,C+中，逗號既是分隔符，又是運算符，用逗號連接起來的表達式稱為逗號表達式。 一般格式為： 表達式1，表達式2，表達式n 逗號表達式中的每一個表達式都會被運算，整個逗號表達式的值為最后一個表達式的值。 例如：a=(x=3，x+=6，5+6)；/a=11 x=9（左至右,7. sizeof( ) 運算符,sizeof是帶參數(shù)的單目運算符，而不是一個函數(shù)。用于計算一個操作數(shù)類型或一個變量的字節(jié)數(shù)。一般格式為： sizeof (數(shù)據(jù)類型) 或 sizeof(變量名) 例如：sizeof(int) 值為4 sizeof( float

21、) 值為4 double x; sizeof( x) 值為8,1.6.3 語句,1 表達式語句：表達式； 2 空語句： ； 3 復(fù)合語句： /若干語句 流程控制語句：流程控制語句用來控制或 改變程序的執(zhí)行方向,1.6.3結(jié)束,1、系統(tǒng)自動進行類型轉(zhuǎn)換 混合運算的類型轉(zhuǎn)換規(guī)則 賦值類型轉(zhuǎn)換,2、人為進行強制類型轉(zhuǎn)換,1.6.4 類型轉(zhuǎn)換 (選讀,在遵循優(yōu)先級和結(jié)合性前提下的編譯器行為,1.6.5 求值次序與副作用（選讀,ok,類型轉(zhuǎn)換不改變數(shù)據(jù)本身的值,自動類型轉(zhuǎn)換,在表達式中常會遇到不同類型數(shù)據(jù)之間進行運算，此時不同類型的數(shù)據(jù)要先轉(zhuǎn)換成同一類型，然后再進行運算。： 在表達式中，char 和 s

22、hort 類型的值都會自動轉(zhuǎn)換成int ，無符號的char 和 short 類型的值會自動轉(zhuǎn)換成unsigned int。float型數(shù)據(jù)在運算時一律先轉(zhuǎn)換成雙精度型，以提高運算精度。 按照從高到低的順序給各種數(shù)據(jù)類型分等級，依次為：long double, double, unsigned long long, long long, unsigned long, long。當兩操作數(shù)類型不同時，將精度低的操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型變換到與另一精度高的類型再進行運算,強制類型轉(zhuǎn)換,強制類型轉(zhuǎn)換格式為： 強制轉(zhuǎn)換類型 （表達式）或 （強制轉(zhuǎn)換類型） (表達式) 強制轉(zhuǎn)換并不是將表達式或變量直接轉(zhuǎn)換成指定的

23、類型，而是產(chǎn)生一個臨時變量，再將表達式強制轉(zhuǎn)換成指定的數(shù)據(jù)類型并賦給臨時變量，而原來的表達式或變量的數(shù)據(jù)類型和值不發(fā)生變化。 例如：執(zhí)行語句double f=3.6;int i=(int)f;后，i的值為3,而f的值依然為3.6,用途、特點 存儲方式 定義和訪問方法,1.7.1 一維數(shù)組,定義： int a100； /一個100個整數(shù)的數(shù)組a const int N=30; double xN; /一個30個實數(shù)的數(shù)組x,線性數(shù)據(jù)組織,連續(xù)存儲,注：元素個數(shù)只能是常數(shù),訪問： coutx1endl; /輸出某元素,1.7 數(shù)組與字符數(shù)組自定義導(dǎo)出類型,數(shù)組的初始化 : 數(shù)組初始化的方法是在定義

24、時用大括號列出元素的值。 例如： int score5=88, 92, 90, 85, 78; float y5=3.4, 4.2, 7; int n=1, 2, 3, 4;/數(shù)組n有4個元素,1,1,2,3,1,輸出,1,2,3,1+2=3,例1.2】使用數(shù)組的簡單例子。 # include void main() int int_arr4; int_arr0=1; int_arr1=1; int_arr2=2; int_arr3=int_arr1+int_arr2; coutint_arr0n int_arr1n int_arr2n int_arr3 n;,1.7.2 字符數(shù)組,字符數(shù)組定

25、義： 如果數(shù)組中的元素為字符，就稱為字符數(shù)組,char string110; /10個字符的字符數(shù)組 char city_name3=S,u,z,h,o,u; 字符數(shù)組可用來處理字符串，故也可用字符串來定義數(shù)組 char city_name130=“Nanjing”; char city_name2=“Beijing,注意：串結(jié)束標志的重要性。定義字符數(shù)組時留出足夠空間,因為字符串變量不能直接賦值，所以將一個字符串的值賦給另一個字符串必須用字符串復(fù)制函數(shù)完成。例如： char string220； string2=”VC+”；/非法 strcpy(string2, ”VC+”);/合法,字符串

26、處理函數(shù)：添加 #include strlen(s) /串s的長度(不包括0) strcpy(s1,s2) /將串s2拷貝到串s1中,1.7.2 字符數(shù)組,例1.3】 字符數(shù)組和字符串處理函數(shù)的應(yīng)用。 # include # include using namespace std; int main( ) char s1 =Hello C+;/初始化決定數(shù)組s1有10個元素 char s210, s320; s20= B; s21= e; s22= g; s23= i; s24= n; s25= 0 ; /對字符串結(jié)束處理非常重要 strcpy(s3, s2); coutThe length of s1 is: strlen(s1) n; couts2 ts3 n; return 0 /只有字符數(shù)組可整體輸出，因為有結(jié)束符 運行結(jié)果：The length of Hello C+ is：9 Begin Begin,2.4.2結(jié)束,cin： cin用來在程序執(zhí)行期間給變量輸入數(shù)據(jù)， 一般格式為： cin變量名1變量名2變量名n; cout： cout實現(xiàn)將數(shù)據(jù)輸出到顯示器的操作， 一般格式為： cout us