C的初步知識(shí)PPT課件

1、1C+C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)第1頁/共44頁2 教材 C+程序設(shè)計(jì)譚浩強(qiáng) 清華大學(xué)出版社 C+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)譚浩強(qiáng) 清華大學(xué)出版社第2頁/共44頁3教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容第1篇 基 本 知 識(shí)第1章 C+的初步知識(shí)第2章 數(shù)據(jù)類型與表達(dá)式第2篇 面向過程的程序設(shè)計(jì)第3章 程序設(shè)計(jì)初步第4章 函數(shù)與預(yù)處理第5章 數(shù)組第6章 指針第7章 自定義數(shù)據(jù)類型第3頁/共44頁4第3篇 基于對象的程序設(shè)計(jì)第8章 類和對象第9章 關(guān)于類和對象的進(jìn)一步討論第10章 運(yùn)算符重載第4篇 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)第11章 繼承與派生第12章 多態(tài)性與虛函數(shù)第13章 輸入輸出流第14章 C+工具第4頁/共44頁5第

2、1章 C+的初步知識(shí)第2章 數(shù)據(jù)類型與表達(dá)式第第1 1篇篇基基 本本 知知 識(shí)識(shí)第5頁/共44頁6第第1章章 C+的初步知識(shí)的初步知識(shí)1.1 從C到C+1.2 最簡單的C+程序1.3 C+程序的構(gòu)成和書寫形式1.4 C+程序的編寫和實(shí)現(xiàn)1.5 關(guān)于C+上機(jī)實(shí)踐第6頁/共44頁7計(jì)算機(jī)程序（Computer Program）p計(jì)算機(jī)的工作是用程序（Program）來控制的p程序是指令（Instruction）的集合p指令是計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的命令1.1 從C到C+第7頁/共44頁8計(jì)算機(jī)程序語言的發(fā)展:(1)機(jī)器語言：由計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)可以識(shí)別的二進(jìn)制指令組成的語言稱為機(jī)器語言。計(jì)算機(jī)發(fā)展的初期，軟件

3、工程師們只能用機(jī)器語言來編寫程序。這一階段，在人類的自然語言和計(jì)算機(jī)編程語言之間存在著巨大的鴻溝。(2)匯編語言：將機(jī)器指令映射為一些可以被人讀懂的助記符（Symbol），如ADD、SUB等此時(shí)編程語言與人類語言間的鴻溝略有縮小，但仍與人類的思維相差甚遠(yuǎn)。因?yàn)樗某橄蟪潭忍停绦騿T需要考慮大量的機(jī)器細(xì)節(jié)。第8頁/共44頁9(3)高級(jí)語言屏蔽了機(jī)器的細(xì)節(jié)，提高了語言的抽象層次，程序中可以采用具有一定涵義的數(shù)據(jù)命名和容易理解的執(zhí)行語句。這使得在書寫程序時(shí)可以聯(lián)系到程序所描述的具體事物。第9頁/共44頁10世界上第一種計(jì)算機(jī)高級(jí)語言誕生于1954年，它是FORTRAN語言。先后出現(xiàn)了多種計(jì)算機(jī)高級(jí)

4、語言。其中使用最廣泛、影響最大的當(dāng)推BASIC語言和C語言。BASIC語言是1964年在FORTRAN語言的基礎(chǔ)上簡化而成的，它是為初學(xué)者設(shè)計(jì)的小型高級(jí)語言。C語言是1972年由美國貝爾實(shí)驗(yàn)室研制成功的。它不是為初學(xué)者設(shè)計(jì)的，是為了編寫UNIX操作系統(tǒng)的。大多數(shù)系統(tǒng)軟件和許多應(yīng)用軟件都是用C語言編寫的。第10頁/共44頁11C語言的主要特點(diǎn)是：1、C語言是一種結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)語言，語言本身簡潔、使用靈活方便。既適用于設(shè)計(jì)和編寫大的系統(tǒng)程序，又適用于編寫小的控制程序，也適用科學(xué)計(jì)算。2、它既有高級(jí)語言的特點(diǎn)，又具有匯編語言的特點(diǎn)。運(yùn)算符豐富，除了提供對數(shù)據(jù)的算術(shù)邏輯運(yùn)算外，還提供了二進(jìn)制的位運(yùn)算

5、。并且也提供了靈活的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。用C語言編寫的程序表述靈活方便，功能強(qiáng)大。用C語言開發(fā)的程序，其結(jié)構(gòu)性好，目標(biāo)程序質(zhì)量高，程序執(zhí)行效率高。第11頁/共44頁123、程序的可移植性好。用C語言在某一種型號(hào)的計(jì)算機(jī)上開發(fā)的程序，基本上可以不作修改，而直接移植到其它型號(hào)的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。4、程序的語法結(jié)構(gòu)不夠嚴(yán)密，程序設(shè)計(jì)的自由度大。這對于比較精通C語言的程序設(shè)計(jì)者來說，可以設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的非常通用的程序。但對于初學(xué)者來說，要能比較熟練運(yùn)用C語言來編寫程序，并不是一件容易的事情。與其它高級(jí)語言相比而言，調(diào)試程序比較困難。往往是編好程序輸入計(jì)算機(jī)后，編譯時(shí)容易通過，而在執(zhí)行時(shí)還會(huì)出錯(cuò)。第12頁/共44頁13

6、隨著C語言應(yīng)用的推廣，C語言存在的一些缺陷或不足也開始流露出來，并受到大家的關(guān)注。如：C語言對數(shù)據(jù)類型檢查的機(jī)制比較弱；缺少支持代碼重用的結(jié)構(gòu)；隨著軟件工程規(guī)模的擴(kuò)大，難以適應(yīng)開發(fā)特大型的程度等等（由于C語言等高級(jí)語言是面向過程的，最初用于科學(xué)計(jì)算）。第13頁/共44頁14C+是由AT&T Bell(貝爾)實(shí)驗(yàn)室于20世紀(jì)80年代初在C語言的基礎(chǔ)上開發(fā)成功的。C+保留了C語言原有的所有優(yōu)點(diǎn)，增加了面向?qū)ο蟮臋C(jī)制。C+是由C發(fā)展而來的，與C兼容。用C語言寫的程序基本上可以不加修改地用于C+。從C+的名字可以看出它是C的超集。C+既可用于面向過程的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)，又可用于面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)

7、，是一種功能強(qiáng)大的混合型的程序設(shè)計(jì)語言。第14頁/共44頁15C+對C的“增強(qiáng)”，表現(xiàn)在兩個(gè)方面： (1) 在原來面向過程的機(jī)制基礎(chǔ)上，對C語言的功能做了不少擴(kuò)充。(2) 增加了面向?qū)ο蟮臋C(jī)制。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)，是針對開發(fā)較大規(guī)模的程序而提出來的，目的是提高軟件開發(fā)的效率。不要把面向?qū)ο蠛兔嫦蜻^程對立起來，面向?qū)ο蠛兔嫦蜻^程不是矛盾的，而是各有用途、互為補(bǔ)充的。學(xué)習(xí)C+，既要會(huì)利用C+進(jìn)行面向過程的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)，也要會(huì)利用C+進(jìn)行面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)。第15頁/共44頁16例1.1 輸出一行字符： “This is a C+ program.”。程序如下： #include /包含頭文件ios

8、tream， /用cout輸出時(shí)需要用using namespace std; /使用命名空間stdint main( )coutThis is a C+ program.;/ 上面用C+的方法輸出一行return 0;1.2 最簡單的C+程序主函數(shù)（類型主函數(shù)（類型intint，返回值），返回值）函數(shù)體函數(shù)體預(yù)處理命令預(yù)處理命令在運(yùn)行時(shí)會(huì)在屏幕上輸出以下一行信息:This is a C+ program.第16頁/共44頁17(1)用main代表“主函數(shù)”的名字。每一個(gè)C+程序都必須有一個(gè) main 函數(shù)。main前面的int的作用是聲明函數(shù)的類型為整型。程序第6行的作用是向操作系統(tǒng)返回一個(gè)

9、零值。如果程序不能正常執(zhí)行，則會(huì)自動(dòng)向操作系統(tǒng)返回一個(gè)非零值，一般為-1。(2)函數(shù)體是由大括號(hào) 括起來的。本例中主函數(shù)內(nèi)只有一個(gè)以cout開頭的語句。注意C+所有語句最后都應(yīng)當(dāng)有一個(gè)分號(hào)。第17頁/共44頁18(3)第1行“#include ”，這不是C+的語句，而是C+的一個(gè)預(yù)處理命令，它以“#”開頭以與C+語句相區(qū)別，行的末尾沒有分號(hào)。#include 是一個(gè)“包含命令”，它的作用是將文件內(nèi)容插入到該命令所在的程序文件中，由于iostream這類文件都放在程序單元的開頭，所以稱為“頭文件”(head file)。在程序進(jìn)行編譯時(shí)，先對所有的預(yù)處理命令進(jìn)行處理，將頭文件的具體內(nèi)容代替 #i

10、nclude命令行，然后再對該程序單元進(jìn)行整體編譯。第18頁/共44頁19(4)程序的第2行“using namespace std; ” 的意思是“使用命名空間std”C+標(biāo)準(zhǔn)庫中的類和函數(shù)是在命名空間std中聲明的，因此程序中如果需要用到C+標(biāo)準(zhǔn)庫就需要用“using namespace std; ”作聲明，表示要用到命名空間std中的內(nèi)容。第19頁/共44頁20(5)C+程序中可以用/*/做注釋，可以用/做注釋。前者可以做多行注釋，后者只做單行注釋。第20頁/共44頁21例1.2 求a和b兩個(gè)數(shù)之和?？梢詫懗鲆韵鲁绦颍?/ 求兩數(shù)之和 (本行是注釋行)#include /預(yù)處理命令usi

11、ng namespace std; /使用命名空間stdint main( ) /主函數(shù)首部 /函數(shù)體開始 int a,b,sum; /定義變量 cinab; /輸入語句 sum=a+b; /賦值語句couta+b=sumendl; /輸出語句return 0; /如程序正常結(jié)束，向操作系統(tǒng)返回一個(gè)零值 /函數(shù)結(jié)束第21頁/共44頁22本程序的作用是求兩個(gè)整數(shù)a和b之和sum。第1行“/求兩數(shù)之和”是一個(gè)注釋行，C+規(guī)定在一行中如果出現(xiàn)“/”，則從它開始到本行末尾之間的全部內(nèi)容都作為注釋。如果在運(yùn)行時(shí)從鍵盤輸入 123 456則輸出為a+b=579第22頁/共44頁23例1.3 給兩個(gè)數(shù)x和y

12、，求兩數(shù)中的大者。在本例中包含兩個(gè)函數(shù)。#include /預(yù)處理命令using namespace std;int max(int x,int y) /定義max函數(shù)，函數(shù)值為整型，形式參數(shù) /x，y為整型 /max函數(shù)體開始 int z; /變量聲明，定義本函數(shù)中用到的變量/z為整型 if(xy) z=x; /if語句，如果xy，則將x的值賦給zelse z=y; /否則，將y的值賦給z return(z); /將z的值返回，通過max帶回調(diào)用處 /max函數(shù)結(jié)束int main( ) /主函數(shù)第23頁/共44頁24 /主函數(shù)體開始 int a,b,m; /變量聲明 cinab; /輸入變

13、量a和b的值 m=max(a,b); /調(diào)用max函數(shù)，將得到的值賦給mcoutmax=mn; /輸出大數(shù)m的值return 0; /如程序正常結(jié)束，向操作系統(tǒng)返回一個(gè)零值 /主函數(shù)結(jié)束本程序包括兩個(gè)函數(shù):主函數(shù)main和被調(diào)用的函數(shù)max。程序運(yùn)行情況如下: 18 25 (輸入18和25給a和b)max=25 (輸出m的值) 注意輸入的兩個(gè)數(shù)據(jù)間用一個(gè)或多個(gè)空格間隔，不能以逗號(hào)或其他符號(hào)間隔。第24頁/共44頁25在上面的程序中，max函數(shù)出現(xiàn)在main函數(shù)之前，因此在main函數(shù)中調(diào)用max函數(shù)時(shí)，編譯系統(tǒng)能識(shí)別max是已定義的函數(shù)名。如果把兩個(gè)函數(shù)的位置對換一下，即先寫main函數(shù)，后寫

14、max函數(shù)，這時(shí)在編譯main函數(shù)遇到max時(shí)，編譯系統(tǒng)無法知道m(xù)ax代表什么含義，因而無法編譯，按出錯(cuò)處理。為了解決這個(gè)問題，在主函數(shù)中需要對被調(diào)用函數(shù)作聲明。上面的程序可以改寫如下：#include using namespace std;int main( ) int max(int x,int y); /對max函數(shù)作聲明 int a,b,c; cinab; c=max(a,b); /調(diào)用max函數(shù)第25頁/共44頁26 coutmax=cy) z=x; else z=y; return(z);只要在被調(diào)用函數(shù)的首部的末尾加一個(gè)分號(hào)，就成為對該函數(shù)的函數(shù)聲明。函數(shù)聲明的位置應(yīng)當(dāng)在函數(shù)調(diào)

15、用之前。第26頁/共44頁27C+程序的結(jié)構(gòu)和書寫格式歸納如下： （1） 一個(gè)C+程序可以由一個(gè)程序單位或多個(gè)程序單位構(gòu)成。每一個(gè)程序單位作為一個(gè)文件。在程序編譯時(shí)，編譯系統(tǒng)分別對各個(gè)文件進(jìn)行編譯，因此，一個(gè)文件是一個(gè)編譯單元。(2) 在一個(gè)程序單位中，可以包括以下幾個(gè)部分： 預(yù)處理命令。上節(jié)4個(gè)程序中都包括#include命令。 全局聲明部分(在函數(shù)外的聲明部分)。在這部分中包括對用戶自己定義的數(shù)據(jù)類型的聲明和程序中所用到的變量的定義。1.3 C+程序的構(gòu)成和書寫形式第27頁/共44頁28 函數(shù)。函數(shù)是實(shí)現(xiàn)操作的部分，因此函數(shù)是程序中必須有的和最基本的組成部分。每一個(gè)程序必須包括一個(gè)或多個(gè)函

16、數(shù)，其中必須有一個(gè)(而且只能有一個(gè))主函數(shù)(main函數(shù))。但是并不要求每一個(gè)程序文件都必須具有以上3個(gè)部分，可以缺少某些部分(包括函數(shù))。(3) 一個(gè)函數(shù)由兩部分組成: 函數(shù)首部，即函數(shù)的第一行。包括函數(shù)名、函數(shù)類型、函數(shù)屬性、函數(shù)參數(shù)(形參)名、參數(shù)類型。一個(gè)函數(shù)名后面必須跟一對圓括號(hào)， 函數(shù)參數(shù)可以缺省，如int main( )。第28頁/共44頁29 函數(shù)體，即函數(shù)首部下面的大括號(hào)內(nèi)的部分。如果在一個(gè)函數(shù)中有多個(gè)大括號(hào)，則最外層的一對 為函數(shù)體的范圍。函數(shù)體一般包括:局部聲明部分 (在函數(shù)內(nèi)的聲明部分)。包括對本函數(shù)中所用到的類型、函數(shù)的聲明和變量的定義。對數(shù)據(jù)的聲明既可以放在函數(shù)之外

17、(其作用范圍是全局的)，也可以放在函數(shù)內(nèi)(其作用范圍是局部的，只在本函數(shù)內(nèi)有效)。執(zhí)行部分。由若干個(gè)執(zhí)行語句組成，用來進(jìn)行有關(guān)的操作，以實(shí)現(xiàn)函數(shù)的功能。第29頁/共44頁30（4） 語句包括兩類。一類是聲明語句，另一類是執(zhí)行語句。 C+對每一種語句賦予一種特定的功能。語句是實(shí)現(xiàn)操作的基本成分，顯然，沒有語句的函數(shù)是沒有意義的。C+語句必須以分號(hào)結(jié)束。(5) 一個(gè)C+程序總是從main函數(shù)開始執(zhí)行的，而不論main函數(shù)在整個(gè)程序中的位置如何。第30頁/共44頁31(6)C+程序書寫格式自由，一行內(nèi)可以寫幾個(gè)語句， 一個(gè)語句可以分寫在多行上。C+程序沒有行號(hào)，也不像FORTRAN或COBOL那樣嚴(yán)

18、格規(guī)定書寫格式(語句必須從某一列開始書寫)。(7) 一個(gè)好的、有使用價(jià)值的源程序都應(yīng)當(dāng)加上必要的注釋，以增加程序的可讀性。C+還保留了C語言的注釋形式，可以用“/*/”對C+程序中的任何部分作注釋。在“/*”和“*/”之間的全部內(nèi)容作為注釋。用“/”作注釋時(shí)，有效范圍只有一行，即本行有效，不能跨行。而用“/*/”作注釋時(shí)有效范圍為多行。只要在開始處有一個(gè)“/*”，在最后一行結(jié)束處有一個(gè)“*/”即可。因此，一般習(xí)慣是： 內(nèi)容較少的簡單注釋常用“/”，內(nèi)容較長的常用“/*/ ”。第31頁/共44頁32一個(gè)程序從編寫到最后得到運(yùn)行結(jié)果要經(jīng)歷以下一些步驟。1. 用C+語言編寫程序用高級(jí)語言編寫的程序稱

19、為“源程序”（source program）。C+的源程序是以.cpp作為后綴的。2. 對源程序進(jìn)行編譯為了使計(jì)算機(jī)能執(zhí)行高級(jí)語言源程序，必須先用一種稱為“編譯器(complier)”的軟件(也稱編譯程序或編譯系統(tǒng))，把源程序翻譯成二進(jìn)制形式的“目標(biāo)程序(object program)”。1.4 C+程序的編寫和實(shí)現(xiàn)第32頁/共44頁33目標(biāo)程序一般以.obj或.o作為后綴。編譯的作用是對源程序進(jìn)行詞法檢查和語法檢查。編譯時(shí)對文件中的全部內(nèi)容進(jìn)行檢查，編譯結(jié)束后會(huì)顯示出所有的編譯出錯(cuò)信息。一般編譯系統(tǒng)給出的出錯(cuò)信息分為兩種，一種是錯(cuò)誤(error)；一種是警告(warning) 。3. 將目標(biāo)文件連接在改正所有的錯(cuò)誤并全部通過編譯后，得到一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)文件。此時(shí)要用