c--語言程序設計第二章解析

1、第二章 C++簡單程序設計,清華大學 鄭 莉,C++語言程序設計,2,本章主要內容,C++語言概述基本數據類型和表達式數據的輸入與輸出算法的基本控制結構自定義數據類型,3,C++語言的產生,C++是從C語言發(fā)展演變而來的，首先是一個更好的C引入了類的機制，最初的C++被稱為“帶類的C”1983年正式取名為C++從1989年開始C++語言的標準化工作于1994年制定了ANSI C++標準草案于1998年11月被國際

2、標準化組織（ISO）批準為國際標準，成為目前的C++,C++語言概述,4,C++的特點,全面兼容C它保持了C的簡潔、高效和接近匯編語言等特點對C的類型系統(tǒng)進行了改革和擴充C++也支持面向過程的程序設計，不是一個純正的面向對象的語言支持面向對象的方法,C++語言概述,5,C++程序實例—例2-1,//2_1.cpp#include using namespace std;int main(){ cout<<

3、"Hello!\n"; cout<<"Welcome to c++!\n";}運行結果：Hello!Welcome to c++！,C++語言概述,6,C++字符集,大小寫的英文字母：A～Z，a～z數字字符：0～9特殊字符：空格!#%^&*_(下劃線)+=-~/\'";.,()[]{},C++語言

4、概述,7,詞法記號,關鍵字C++預定義的單詞標識符程序員聲明的單詞，它命名程序正文中的一些實體文字在程序中直接使用符號表示的數據操作符用于實現各種運算的符號分隔符 () {} , : ; 用于分隔各個詞法記號或程序正文空白符空格、制表符（TAB鍵產生的字符）、換行符（Enter鍵所產生的字符）和注釋的總稱,C++語言概述,8,標識符的構成規(guī)則,以大寫字母、小寫字母或下劃線(_)開始。可以

5、由以大寫字母、小寫字母、下劃線(_)或數字0～9組成。大寫字母和小寫字母代表不同的標識符。,C++語言概述,9,,,,,數據類型 ——常量與變量,#include using namespace std;int main(){ const int PRICE=30; int num,total; float v ,r,h; num=10; total=num*PRICE; cout<

6、;<total <<endl; r=2.5; h=3.2; v=3.14159*r*r*h; cout<<v<<endl;},基本數據類型和表達式,10,#include using namespace std;int main(){ const int PRICE=30; int num,total; float v ,r,h; num=10; to

7、tal=num*PRICE; cout<<total <<endl; r=2.5; h=3.2; v=3.14159*r*r*h; cout<<v <<endl;},,數據類型 ——整型數據,,整型常量,shortunsigned short 2字節(jié)intunsigned int 4字節(jié)longunsigned

8、 long 4字節(jié),整型變量,,,基本數據類型和表達式,11,數據類型 —整型數據及取值范圍,類型說明符 位數數值范圍短整short16-32768～32767基本 int32 -231～(231-1)長整long32-231～(231-1)無符號unsigned short160～65535 unsigned [int]320～(232-1)unsigned

9、 long320～(232-1),基本數據類型和表達式,12,#include using namespace std;int main(){ const int PRICE=30; int num,total; float v ,r,h; num=10; total=num*PRICE; cout<<total<<endl; r=2.5; h=3.2; v=3.14159*r*r*h

10、; cout<<v<<endl;},數據類型 ——實型數據,實型常量,,,,float 4字節(jié)精度：3.4×10±38 7位有效數字double 8字節(jié)精度：1.7×10±308 15位有效數字long double 8字節(jié)精度：1.7×10±308 15位有效數字,實型變量,,,

11、,默認為double型后綴 F（或 f）為 float型后綴 L（或 l）為 long double型,基本數據類型和表達式,13,數據類型 ——字符型數據（一）,字符常量單引號括起來的一個字符，如：'a', 'D', '?', '$'字符變量用來存放字符常量例：char c1,c2; c1='a'; c2=&#

12、39;A';字符數據在內存中的存儲形式以ASCII碼存儲，占1字節(jié)，用7個二進制位,基本數據類型和表達式,14,字符數據的使用方法字符數據和整型數據之間可以運算。字符數據與整型數據可以互相賦值。字符串常量例:"CHINA" "a" 'a'所以：char c; c="a";,Page 14,數據類型

13、 ——字符型數據（二）,基本數據類型和表達式,15,數據類型 ——布爾型數據,布爾型變量的說明：例：bool flag;布爾型數據的取值：只有 false 和 true 兩個值,基本數據類型和表達式,16,數據類型 ——變量初始化,例： int a=3; double f=3.56; char c='a'; int c(5);,Page 16,基本數據類型和表達式,c

14、onst 數據類型說明符 常量名=常量值；或者數據類型說明符 const 常量名=常量值；聲明一個代表圓周率符號常量const float pi=3.1415926；PS：在C語言中，可以使用#define去定義符號常量，但是在C++中，盡量采用 const ，因為const可以設置,符號常量,18,,數據類型 —混合運算時的類型轉換,不同類型數據進行混合運算時，C++編譯器會自動進行類型轉換。為了避免不同

15、的數據類型在運算中出現類型問題，應盡量使用同種類型數據?？梢圆捎脧娭祁愋娃D換：例如：float c;int a,b;c=float(a)/float(b); 或 c=(float)a/(float)b;,基本數據類型和表達式,19,變量的存儲類型,auto屬于一時性存儲，其存儲空間可以被若干變量多次覆蓋使用。register存放在通用寄存器中。extern在所有函數和程序段中都可引用。static在內存中是以固

16、定地址存放的，在整個程序運行期間都有效。,基本數據類型和表達式,20,算術運算符與算術表達式,基本算術運算符 + - * /(若整數相除，結果取整) %（取余，操作數為整數）優(yōu)先級與結合性先乘除，后加減，同級自左至右++, --（自增、自減）例：i++; -- j;,Page 20,基本數據類型和表達式,21,賦值運算符和賦值表達式 簡單的賦值運算符"=",舉例n=n+5表達

17、式的類型等號左邊對象的類型表達式的值等號左邊對象被賦值后的值,Page 21,基本數據類型和表達式,22,賦值運算符和賦值表達式 復合的賦值運算符,有10種復合運算符：+=, -=, *=, /=, %=,>=,&=,^=,|= 例a+=3 等價于 a=a+3x*=y+8 等價于 x=x*(y+8),基本數據類型和表達式,23,賦值運算符和賦值表達式 ——賦值表達式舉例,a=5

18、表達式值為5a=b=c=5表達式值為5，a,b,c均為5a=5+(c=6)表達式值為11，a為11，c為6a=(b=4)+(c=6) 表達式值為10，a為10，b為4，c為6a=(b=10)/(c=2) 表達式值為5，a為5，b為10，c為2a+=a-=a*a 相當于 a=a+(a=a-a*a),Page 23,基本數據類型和表達式,24,逗號運算和逗號表達式,格式表達

19、式1，表達式2求解順序及結果先求解1，再求解2，最終結果為表達式2的值例a=3*5 , a*4 最終結果為60,Page 24,基本數據類型和表達式,25,關系運算與關系表達式,關系運算是比較簡單的一種邏輯運算，優(yōu)先次序為： >= == != 優(yōu)先級相同（高） 優(yōu)先級相同（低） 關系表達式是一種最簡單的邏輯表達式其結果類型為

20、bool，值只能為 true 或 false。例如：a>b，c<=a+b，x+y==3,基本數據類型和表達式,,,26,邏輯運算與邏輯表達式,邏輯運算符 !(非) &&(與) ||(或)優(yōu)先次序： 高 → 低 邏輯表達式 例如：(a>b)&&(x>y) 其結果類型為 bool，值只能為 true 或 false,基

21、本數據類型和表達式,27,條件運算符與條件表達式,一般形式表達式1？表達式2：表達式3表達式1 必須是 bool 類型執(zhí)行順序先求解表達式1，若表達式1的值為true，則求解表達式2，表達式2的值為最終結果若表達式1的值為false，則求解表達式3，表達式3的值為最終結果例： x=a>b? a:b;,基本數據類型和表達式,28,條件運算符與條件表達式,注意：條件運算符優(yōu)先級高于賦值運算符，低于邏輯運算符表達式2、

22、3的類型可以不同，條件表達式的最終類型為 2 和 3 中較高的類型。例： x=a>b? a:b;,基本數據類型和表達式,,①,,②,29,sizeof 運算符,語法形式sizeof (類型名)或 sizeof (表達式)結果值：“類型名”所指定的類型或“表達式”的結果類型所占的字節(jié)數。例：sizeof(short)sizeof(x),基本數據類型和表達式,30,,位運算——按位與（&）,運算規(guī)則將兩個運算

23、量的每一個位進行邏輯與操作舉例：計算 3 & 5 3： 0 0 0 0 0 0 1 1 5：(&) 0 0 0 0 0 1 0 13 & 5: 0 0 0 0 0 0 0 1用途：將某一位置0，其他位不變。例如：將char型變量a的最低位置0: a=a&0376;取指定位。例如：有char c; int a; 取出a的低字節(jié)，置于c中：c=a&0377

24、;,基本數據類型和表達式,31,位運算——按位或（|）,運算規(guī)則將兩個運算量的每一個位進行邏輯或操作舉例：計算 3 | 5 3： 0 0 0 0 0 0 1 1 5：(|) 0 0 0 0 0 1 0 13 | 5: 0 0 0 0 0 1 1 1用途：將某些位置1，其他位不變。例如：將 int 型變量 a 的低字節(jié)置 1 ： a = a | 0xff;,基本數據類型和表達式,

25、32,位運算——按位異或（^）,運算規(guī)則兩個操作數進行異或：若對應位相同，則結果該位為 0，若對應位不同，則結果該位為 1，舉例：計算 071^052 071: 0 0 1 1 1 0 0 1 052： (^) 0 0 1 0 1 0 1 0 071^052 : 0 0 0 1 0 0 1 1,基本數據類型和表達式,33,位運算——按位異或（^）,用途：使特定位翻轉（與0異或

26、保持原值，與1異或取反） 例如：要使 01111010 低四位翻轉： 0 1 1 1 1 0 1 0 (^)0 0 0 0 1 1 1 10 1 1 1 0 1 0 1,基本數據類型和表達式,34,位運算——取反(~),單目運算符，對一個二進制數按位取反。例： 025：0000000000010101 ~025：1111111111101010,基本數據類型和表達式,35,位運算——移位,左移運算（

27、>）右移后，低位：舍棄高位：無符號數：補0 有符號數：補“符號位”,基本數據類型和表達式,36,運算符優(yōu)先級,++，--，sizeof*, /, %+, -==, !=位運算&&||?:賦值運算逗號運算,,低,高,基本數據類型和表達式,37,混合運算時數據類型的轉換 ——隱含轉換,一些二元運算符（算術運算符、關系運算符、邏輯運算符、位運算符和賦值運算符）要求兩個操作數的類

28、型一致。在算術運算和關系運算中如果參與運算的操作數類型不一致，編譯系統(tǒng)會自動對數據進行轉換（即隱含轉換），基本原則是將低類型數據轉換為高類型數據。char,short,int,unsigned,long,unsigned long,float,double低 高,基本數據類型和表達式,,38,混合運算時數據類型的轉換 ——隱含轉換,

29、當參與運算的操作數必須是bool型時，如果操作數是其它類型，編譯系統(tǒng)會自動將非0數據轉換為true，0轉換為false。位運算的操作數必須是整數，當二元位運算的操作數是不同類型的整數時，也會自動進行類型轉換，賦值運算要求左值與右值的類型相同，若類型不同，編譯系統(tǒng)會自動將右值轉換為左值的類型。,基本數據類型和表達式,39,混合運算時數據類型的轉換 ——強制類型轉換,語法形式：類型說明符(表達式)或(類型說明符)表達式

30、強制類型轉換的作用是將表達式的結果類型轉換為類型說明符所指定的類型。,基本數據類型和表達式,40,語句,聲明語句表達式語句選擇語句循環(huán)語句跳轉語句復合語句標號語句,41,表達式語句,格式：表達式；表達式語句與表達式的區(qū)別：表達式可以包含在其他表達式中，而語句不可。例如：if ((a=b)>0) t=a;不可寫為：if ((a=b;)>0) t=a;,語 句,42,復合語句,將多個語句用一對大括號包

31、圍，便構成一個復合語句例如{sum=sum+i;i++;},語 句,43,簡單的輸入、輸出,向標準輸出設備（顯示器）輸出例：int x; cout>x;,44,順序結構分支結構循環(huán)結構,算法的基本控制結構,45,如何解決分支問題?,例2-2輸入一個年份，判斷是否閏年。,算法的基本控制結構,#include using namespace std;int main(){int year

32、; bool IsLeapYear; cout>year;IsLeapYear = ((year % 4 == 0 && year % 100 != 0)||(year % 400 == 0)); if (IsLeapYear) cout<<year<<" is a leap year"<<endl;else cout&

33、lt;<year<<" is not a leap year"<<endl;},46,運行結果：Enter the year: 20002000 is a leap year,47,48,if (表達式) 語句例：if (x>y) couty) cout<<x; else cout<<y;if (表達式1) 語句1else if (表達

34、式2) 語句2else if (表達式3) 語句3 …else 語句 n,if 語句 ——三種形式,算法的基本控制結構,49,如何解決多分問題?,例2-3 輸入兩個整數，比較兩個數的大小。,算法的基本控制結構,#includeusing namespace std;int main(){ int x,y; cout>x>>y; if (x!

35、=y) if (x>y) couty"<<endl; else cout<<"x<y"<<endl; else cout<<"x=y"<<endl;},50,運行結果1：Enter x and y:5 8xy,51,52,一般形式if

36、( ) if( ) 語句 1 else 語句 2else if( ) 語句 3 else 語句 4注意語句 1、2、3、4 可以是復合語句，每層的 if 與 else 配對，或用 { } 來確定層次關系。,算法的基本控制結構,53,特殊的多分支結構,例2-4輸入一個0～6的整數，轉換成星期輸出。,算法的基本控制結構,#include using namespace std;int

37、main(){int day;cin >> day;switch (day) { case 0: cout<<"Sunday"<<endl; break; case 1: cout<<"Monday"<<endl; break; case 2: cout<<"Tuesday&qu

38、ot;<<endl; break; case 3: cout<<"Wednesday"<<endl; break; case 4: cout<<"Thursday"<<endl; break; case 5: cout<<"Friday"<<endl; break;

39、 case 6: cout<<"Saturday"<<endl; break; default: cout<<"Day out of range Sunday .. Saturday" <<endl; break; }},54,55,一般形式switch (表達式)

40、 { case 常量表達式 1：語句1 case 常量表達式 2：語句2 ┆ case 常量表達式 n：語句n default : 語句n+1 },switch 語句,執(zhí)行順序以case中的常量表達式值為入口標號，由此開始順序執(zhí)行。因此，每個case分支最后應該加break語句。,算法的基本控制結構,56,使

41、用switch語句應注意的問題,case分支可包含多個語句，且不用{ }。表達式、判斷值都是int型或char型。若干分支執(zhí)行內容相同可共用一組語句。,算法的基本控制結構,57,如何有效地完成重復工作,例2-5求自然數1～10之和分析：本題需要用累加算法，累加過程是一個循環(huán)過程，可以用while語句實現。,算法的基本控制結構,#includeusing namespace std;int main(){ int i(1

42、), sum(0); while(i<=10) { sum+=i; //相當于sum=sum+i; i++; } cout<<"sum="<<sum<<endl;},運行結果：sum=55,58,59,while 語句,形式while (表達式) 語句,執(zhí)行順序先判斷表達式的值，若為 true 時，執(zhí)行語句。,算法的基本

43、控制結構,60,先執(zhí)行循環(huán)體，后判斷條件的情況,例2-6 輸入一個整數，將各位數字反轉后輸出。,算法的基本控制結構,#include using namespace std;int main(){int n, right_digit, newnum = 0; cout > n;cout << "The number in reverse order is ";do

44、{right_digit = n % 10;cout << right_digit;n /= 10; //相當于n=n/10} while (n != 0); cout<<endl;},61,運行結果：Enter the number: 365The number in reverse order is 563,62,63,,do-while 語句,一般形式do

45、 語句while (表達式),執(zhí)行順序先執(zhí)行循環(huán)體語句，后判斷條件。表達式為 true 時，繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)體與while 語句的比較：While 語句執(zhí)行順序 先判斷表達式的值，為true 時，再執(zhí)行語句,算法的基本控制結構,對比下列程序：,程序1：#includeusing namespace std;int main(){ int i,sum(0); cin>>i; while(i<

46、=10) { sum+=i; i++; } cout<<"sum="<<sum <<endl;},算法的基本控制結構,程序2：#includeusing namespace std;int main(){ int i, sum(0); cin>>i; do{ sum+=i; i++; }while(i&l

47、t;=10)； cout<<"sum="<<sum <<endl;},,64,65,for 語句,語法形式for (表達式1；表達式2；表達式3) 語句,算法的基本控制結構,66,例2-8,輸入一個整數，求出它的所有因子。,算法的基本控制結構,#include using namespace std;int main(){ int n, k;

48、cout > n;cout << "Number " << n << " Factors ";for (k=1; k <= n; k++)if (n % k == 0)cout << k << " "; cout << endl;},67,運行結果1：E

49、nter a positive integer: 36Number 36 Factors 1 2 3 4 6 9 12 18 36 運行結果2：Enter a positive integer: 7Number 7 Factors 1 7,68,69,例2-9 編寫程序輸出以下圖案,* *** *****

50、 ******* ***** *** *,算法的基本控制結構,#includeusing namespace std;int main(){ int i,j,n=4; for(i=1;i<=n;i++) //輸出前4行圖案 { for(j=1;j<=30;j++)

51、 cout<<' '; //在圖案左側空30列 for(j=1; j<=8-2*i ;j++) cout<<' '; for(j=1; j<=2*i-1 ;j++) cout<<'*'; cout<<endl; },70,for(i=1;i<=n

52、-1;i++) //輸出后3行圖案 { for(j=1;j<=30;j++) cout<<' '; //在圖案左側空30列 for(j=1; j<=7-2*i ;j++) cout<<'*'; cout<<endl; }},71,72,循環(huán)結構與選擇結構相互嵌套,#includeusing

53、namespace std;int main(){ int n；for(n=100; n<=200; n++){ if (n%3!=0) cout<<n;}},算法的基本控制結構,73,例2-10,讀入一系列整數，統(tǒng)計出正整數個數i和負整數個數j,讀入0則結束。分析：需要讀入一系列整數，但是整數個數不定，要在每次讀入之后進行判斷，因此使用while循環(huán)最為合適。循環(huán)控制條

54、件應該是n!=0。由于要判斷數的正負并分別進行統(tǒng)計，所以需要在循環(huán)內部嵌入選擇結構。,算法的基本控制結構,#includeusing namespace std;int main(){ int i=0,j=0,n; cout>n; while( n!=0 ) { if(n>0) i++; if(n>n ; } cout<<"正整數個數："<

55、;<i <<" 負整數個數："<<j<<endl;},74,75,break 和 continue 語句,break語句使程序從循環(huán)體和switch語句內跳出，繼續(xù)執(zhí)行邏輯上的下一條語句。不宜用在別處。continue 語句結束本次循環(huán)，接著判斷是否執(zhí)行下一次循環(huán)。,算法的基本控制結構,76,typedef語句,為一個已有的數據類型另外命名語法形式

56、typedef 已有類型名 新類型名表;例如typedef double area,volume;typedef int natural;natural i1,i2;area a;volume v;,自定義數據類型,77,枚舉類型—enum,只要將需要的變量值一一列舉出來，便構成了一個枚舉類型。枚舉類型的聲明形式如下：enum 枚舉類型名 {變量值列表};例如：enum weekday{sun,mon,tu

57、e,wed,thu,fri,sat};,自定義數據類型,78,枚舉類型—enum,枚舉類型應用說明：對枚舉元素按常量處理，不能對它們賦值。例如，不能寫：sun=0;枚舉元素具有默認值，它們依次為： 0,1,2,......。也可以在聲明時另行指定枚舉元素的值，如：enum weekday{sun=7,mon=1,tue,wed,thu,fri,sat};枚舉值可以進行關系運算。整數值不能直接賦給枚舉變量，如需要將整數賦值給

58、枚舉變量，應進行強制類型轉換。,自定義數據類型,79,例2-11,設某次體育比賽的結果有四種可能：勝（win）、負（lose）、平局（tie）、比賽取消（cancel），編寫程序順序輸出這四種情況。分析：由于比賽結果只有四種可能，所以可以聲明一個枚舉類型，聲明一個枚舉類型的變量來存放比賽結果。,自定義數據類型,#include using namespace std;enum game_result {WIN, LOSE, TI

59、E, CANCEL};int main(){ game_result result; enum game_result omit = CANCEL; int count; for (count = WIN ; count <= CANCEL ; count++) { result = (game_result)count; if (result == omit) { cout

60、<< "The game was cancelled\n"; } else { cout << "The game was played "; if (result == WIN) cout << "and we won!"; if (result == LOSE) cou

61、t << "and we lost."; cout << "\n"; } } return 0;},80,運行結果 The game was played and we won! The game was played and we lost. The game was played The game was cancel

62、led,81,82,結構體——結構的聲明,結構的概念結構是由不同數據類型的數據組成的集合體。聲明結構類型 struct 結構名 { 數據類型 成員名 1； 數據類型 成員名 2；  ： 數據類型 成員名 n； };,自定義數據類型,83,結構體——結構的聲明,舉例：struct student //學生信息結構體{ int num; /

63、/學號 char name[20]; //姓名 char gender; //性別 int age; //年齡 float score; //成績 char addr[30]; //住址},自定義數據類型,84,結構體——結構變量說明,變量說明形式結構名 結構變量名；注意：結構變量的存儲類型概念、它的壽命、可見性及使用范圍與普通變量完全一致。結構變量說明在結構類型聲明之后，二

64、者也可同時進行。結構變量占內存大小可用 sizeof 運算求出： sizeof(運算量),自定義數據類型,85,結構體——結構變量的初始化和使用,初始化說明結構變量的同時可以直接設置初值。使用結構體成員的引用形式：結構變量名.成員名,自定義數據類型,86,例2-12,結構體變量的初始化和使用#include #include using namespace std;struct student //

65、學生信息結構體{ int num;//學號 char name[20];//姓名 char gender;//性別 int age;//年齡}stu={97001,"Lin Lin",'F',19};int main(){ cout<<setw(7)<<stu.num<<setw(20)<<stu.name <

66、;<setw(3)<<stu.sex<<setw(3)<<stu.age;},自定義數據類型,運行結果: 97001 Lin Lin F 19,87,聯合體,聲明形式：union 聯合名{ 數據類型 成員名 1； 數據類型 成員名 2；  ： 數據類型 成員名 n； };聯合體類型變量說明的語法形式聯合名 聯合變量名；引用形式：聯合名

67、.成員名,自定義數據類型,88,例： union uarea{ char c_data; short s_data; long l_data;},聯合體,自定義數據類型,89,無名聯合,無名聯合沒有標記名，只是聲明一個成員項的集合，這些成員項具有相同的內存地址，可以由成員項的名字直接訪問。例：union{ int i; float f;}在程序中可以這樣使用：i=10;