1、第二章 C+簡單程序設計,C+語言程序設計,2,本章主要內(nèi)容,C+語言概述 基本數(shù)據(jù)類型和表達式 數(shù)據(jù)的輸入與輸出 算法的基本控制結(jié)構(gòu) 自定義數(shù)據(jù)類型,3,C+語言的產(chǎn)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

2、是一個純正的面向?qū)ο蟮恼Z言 支持面向?qū)ο蟮姆椒?C+語言概述,5,C+程序?qū)嵗?-1,/2_1.cpp #include using namespace std; int main() cout Hello! endl; cout Welcome to c+! endl; return 0; 運行結(jié)果： Hello! Welcome to c+！,C+語言概述,6,C+字符集,大小寫的英文字母：AZ，az 數(shù)字字符：09 特殊字符： !#%.,:?(),C+語言概述,7,詞法記號,關(guān)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(shù)據(jù)

3、操作符用于實現(xiàn)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(chǎn)生的字符）、垂直制表符、換行符、回車符和注釋的總稱,C+語言概述,8,標識符的構(gòu)成規(guī)則,以大寫字母、小寫字母或下劃線(_)開始。 可以由以大寫字母、小寫字母、下劃線(_)或數(shù)字09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(shù)據(jù)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; tota

4、l = num * PRICE; cout total endl; r = 2.5; h = 3.2; v = 3.14159 * r * r * h; cout v endl; return 0; ,基本數(shù)據(jù)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; total = num * PRICE; cout total endl; r = 2.5; h = 3.2; v = 3.14159 * r * r * h;

5、cout v endl; return 0; ,數(shù)據(jù)類型 整型數(shù)據(jù),short unsigned short 2字節(jié) int unsigned int 4字節(jié) long unsigned long 4字節(jié),基本數(shù)據(jù)類型和表達式,11,數(shù)據(jù)類型 整型數(shù)據(jù)及取值范圍,類型說明符 位數(shù)數(shù)值范圍 短整short16-3276832767 基本 int32 -231(231-1) 長整long32-231(231-1) 無符號unsigned short16065535 unsigned int320(232-1)unsigned long320(232-1),基本數(shù)據(jù)類型和表達式,12,#includ

6、e 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; cout v endl; return 0; ,數(shù)據(jù)類型 實型數(shù)據(jù),實型常量,float 4字節(jié) 3.41038 7位有效數(shù)字 double 8字節(jié) 1.710308 15位有效數(shù)字 long double 8字節(jié) 1.710308 15位有效

7、數(shù)字,實型變量,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(shù)據(jù)類型和表達式,13,數(shù)據(jù)類型 字符型數(shù)據(jù)（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 = A; 字符數(shù)據(jù)在內(nèi)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(shù)據(jù)類型和表達式,14,字符數(shù)據(jù)的使用方法 字符數(shù)據(jù)和整型數(shù)據(jù)之間可以運算。 字符數(shù)據(jù)與整型數(shù)據(jù)可以互相賦值。 字符串常量 例:CHINA a a 所以：char c; c=a;,Page 14,

8、數(shù)據(jù)類型 字符型數(shù)據(jù)（二）,基本數(shù)據(jù)類型和表達式,15,數(shù)據(jù)類型 布爾型數(shù)據(jù),布爾型變量的說明：例：bool flag; 布爾型數(shù)據(jù)的取值：只有 false 和 true 兩個值,基本數(shù)據(jù)類型和表達式,16,數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)類型和表達式,17,數(shù)據(jù)類型 混合運算時的類型轉(zhuǎn)換,不同類型數(shù)據(jù)進行混合運算時，C+編譯器會自動進行類型轉(zhuǎn)換。 為了避免不同的數(shù)據(jù)類型在運算中出現(xiàn)類型問題，應盡量使用同種類型數(shù)據(jù)。 可以采用強制類型轉(zhuǎn)換： 例如：float c;int a,

9、 b;c = float(a) / float(b); 或 c = (float)a / (float)b;,基本數(shù)據(jù)類型和表達式,18,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(shù)和程序段中都可引用。 static 在內(nèi)存中是以固定地址存放的，在整個程序運行期間都有效。,基本數(shù)據(jù)類型和表達式,19,算術(shù)運算符與算術(shù)表達式,基本算術(shù)運算符 + - * /(若整數(shù)相除，結(jié)果取整) %（取余，操作數(shù)為整數(shù)） 優(yōu)先級與結(jié)合性 先乘除，后加減，同級自左至右 +, -（自增、自減） 例：i+; -j;,

10、Page 19,基本數(shù)據(jù)類型和表達式,20,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 20,基本數(shù)據(jù)類型和表達式,21,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：+=, -=, *=, /=, %=,=, ,基本數(shù)據(jù)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、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(shù)據(jù)類型和表達式,29,sizeof

11、 運算符,語法形式sizeof (類型名)或 sizeof 表達式 結(jié)果值：“類型名”所指定的類型或“表達式”的結(jié)果類型所占的字節(jié)數(shù)。 例： sizeof(short) sizeof x,基本數(shù)據(jù)類型和表達式,30,位運算按位與（,基本數(shù)據(jù)類型和表達式,32,位運算按位異或（）,運算規(guī)則 兩個操作數(shù)進行異或：若對應位相同，則結(jié)果該位為 0，若對應位不同，則結(jié)果該位為 1， 舉例：計算 071052 071: 0 0 1 1 1 0 0 1 052： () 0 0 1 0 1 0 1 0 071052 : 0 0 0 1 0 0 1 1,基本數(shù)據(jù)類型和表達式,33,位運算按位異或（）,用途： 使

12、特定位翻轉(zhuǎn)（與0異或保持原值，與1異或取反） 例如：要使 01111010 低四位翻轉(zhuǎn)： 0 1 1 1 1 0 1 0 ()0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1,基本數(shù)據(jù)類型和表達式,34,位運算取反(),單目運算符，對一個二進制數(shù)按位取反。 例： 025：0000000000010101 025：1111111111101010,基本數(shù)據(jù)類型和表達式,35,位運算移位,左移運算（） 右移后， 低位：舍棄 高位：無符號數(shù)：補0 有符號數(shù)：補“符號位”,基本數(shù)據(jù)類型和表達式,36,運算符優(yōu)先級,括號 +，-，sizeof *, /, % +, - =, != 位運算

13、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圍，便構(gòu)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(jié)構(gòu) 分支結(jié)構(gòu) 循環(huán)結(jié)構(gòu),算法的基本控制結(jié)構(gòu),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(jié)構(gòu),#include using namespace std; int main() int year; bool IsLeapYear; cout year; IsLeapYear = (year %

14、 4 = 0 ,46,運行結(jié)果： Enter the year: 2000 2000 is a leap year,47,48,if (表達式) 語句 例：if (x y) cout y) cout x; else cout y; if (表達式1) 語句1else if (表達式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(jié)構(gòu),49,如何解決多分問題?,例2-3 輸入兩個整數(shù)，比較兩個數(shù)的大小。,算法的基本控制結(jié)構(gòu),#include using namespace std; int main() int x, y; cout x

15、y; if (x != y) if (x y) cout y endl; else cout x y endl; else cout x = y endl; return 0; ,50,運行結(jié)果1： Enter x and y:5 8 x y,51,52,一般形式 if( ) if( ) 語句 1 else 語句 2 else 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(guān)系。,算法的基本控制結(jié)構(gòu),53,特殊的多分支結(jié)構(gòu),例2-4 輸入一個06的整數(shù)，轉(zhuǎn)換成星期輸出。,算法的基本控制結(jié)構(gòu),#includ

16、e using namespace std; int main() int day; cin day; switch (day) case 0: cout Sunday endl; break; case 1: cout Monday endl; break; case 2: cout Tuesday endl; break; case 3: cout Wednesday endl; break; case 4: cout Thursday endl; break; case 5: cout Friday endl; break; case 6: cout Saturday endl; bre

17、ak; default: cout Day out of range Sunday . Saturday endl; break; return 0; ,54,55,一般形式 switch (表達式) 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(jié)構(gòu),56,使用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

18、或char型。 若干分支執(zhí)行內(nèi)容相同可共用一組語句。,算法的基本控制結(jié)構(gòu),57,如何有效地完成重復工作,例2-5 求自然數(shù)110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(xiàn)。,算法的基本控制結(jié)構(gòu),#include using namespace std; int main() int i = 1, sum = 0; while (i = 10) sum += i; /相當于sum = sum + i; i+; cout sum = sum endl; return 0; ,運行結(jié)果： sum = 55,58,59,while 語句,形式 while (表達式

19、) 語句,執(zhí)行順序 先判斷表達式的值，若為 true 時，執(zhí)行語句。,算法的基本控制結(jié)構(gòu),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(shù)，將各位數(shù)字反轉(zhuǎn)后輸出。,算法的基本控制結(jié)構(gòu),#include using namespace std; int main() int n, right_digit, newnum = 0; cout n; cout The number in reverse order is ; do right_digit = n % 10; cout right_digit; n /= 10; /相當于n=n/10 while (n != 0); cout

20、 endl; return 0; ,61,運行結(jié)果： Enter the number: 365 The number in reverse order is 563,62,63,do-while 語句,一般形式 do 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(jié)構(gòu),對比下列程序：,程序1： #include using namespace std; int main() int i, sum = 0; cin i;

21、while (i = 10) sum += i; i+; cout sum= sum endl; return 0; ,算法的基本控制結(jié)構(gòu),程序2： #include using namespace std; int main() int i, sum = 0; cin i; do sum += i; i+; while (i = 10)； cout sum= sum endl; return 0; ,64,65,for 語句,語法形式 for (初始語句；表達式1；表達式2) 語句,算法的基本控制結(jié)構(gòu),66,例2-8,輸入一個整數(shù)，求出它的所有因子。,算法的基本控制結(jié)構(gòu),#include u

22、sing namespace std; int main() int n; cout n; cout Number n Factors ; for (int k = 1; k = n; k+) if (n % k = 0) cout k ; cout endl; return 0; ,67,運行結(jié)果1： Enter a positive integer: 36 Number 36 Factors 1 2 3 4 6 9 12 18 36 運行結(jié)果2： Enter a positive integer: 7 Number 7 Factors 1 7,68,69,例2-9 編寫程序輸出以下圖案,*

23、 * * * * * *,算法的基本控制結(jié)構(gòu),#include using namespace std; int main() const int N = 4; for (int i = 1; i = N; i+) /輸出前4行圖案 for (int j = 1; j = 30; j+) cout ;/在圖案左側(cè)空30列 for (int j = 1; j = 8 - 2 * i; j+) cout ; for (int j = 1; j = 2 * i - 1; j+) cout *; cout endl; ,70,/輸出后3行圖案 for (int i = 1; i = N - 1; i+

24、) for (int j = 1; j = 30; j+) cout ;/在圖案左側(cè)空30列 for (int j = 1; j = 7 - 2 * i ;j+) cout *; cout endl; return 0; ,71,72,循環(huán)結(jié)構(gòu)與選擇結(jié)構(gòu)相互嵌套,#include using namespace std; int main() for (int n = 100; n = 200; n+) if (n % 3 != 0) cout n; return 0; ,算法的基本控制結(jié)構(gòu),73,例2-10,讀入一系列整數(shù)，統(tǒng)計出正整數(shù)個數(shù)i和負整數(shù)個數(shù)j,讀入0則結(jié)束。 分析： 需要讀入一

25、系列整數(shù)，但是整數(shù)個數(shù)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)控制條件應該是n!=0。由于要判斷數(shù)的正負并分別進行統(tǒng)計，所以需要在循環(huán)內(nèi)部嵌入選擇結(jié)構(gòu)。,算法的基本控制結(jié)構(gòu),#include using namespace std; int main() int i = 0, j = 0, n; cout n; while (n != 0) if (n 0) i += 1; if (n n; cout Count of positive integers: i endl; cout Count of negative integers: j endl; return

26、 0; ,74,75,break 和 continue 語句,break語句 使程序從循環(huán)體和switch語句內(nèi)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(jié)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(jié)構(gòu),76,typedef語句,為一個已有的數(shù)據(jù)類型另外命名 語法形式 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(shù)據(jù)類型,77,枚舉類型enum,只要將需要的變量值一一列舉出

27、來，便構(gòu)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, TUE, WED, THU, FRI, SAT;,自定義數(shù)據(jù)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 WeekdaySUN=7,MON=1,TUE,WED,THU,FRI,SAT; 枚舉值可以進行關(guān)系運算。 整數(shù)值不能直接賦給枚舉變量，如需要將整數(shù)賦值給枚舉變量，應進行強制

28、類型轉(zhuǎn)換。,自定義數(shù)據(jù)類型,79,例2-11,設某次體育比賽的結(jié)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(jié)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(jié)果。,自定義數(shù)據(jù)類型,#include using namespace std; enum GameResult WIN, LOSE, TIE, CANCEL; int main() GameResult result; enum GameResult omit = CANCEL; for (int count = WIN;

29、count = CANCEL; count+) result = GameResult(count); if (result = omit) cout The game was cancelled endl; else cout The game was played ; if (result = WIN) cout and we won!; if (result = LOSE) cout and we lost.; cout endl; return 0; ,80,運行結(jié)果 The game was played and we won! The game was played and we

30、lost. The game was played The game was cancelled,81,82,結(jié)構(gòu)體結(jié)構(gòu)的聲明,結(jié)構(gòu)的概念 結(jié)構(gòu)是由不同數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)組成的集合體。 聲明結(jié)構(gòu)類型 struct 結(jié)構(gòu)名 數(shù)據(jù)類型 成員名 1； 數(shù)據(jù)類型 成員名 2； 數(shù)據(jù)類型 成員名 n； ;,自定義數(shù)據(jù)類型,83,結(jié)構(gòu)體結(jié)構(gòu)的聲明,舉例： struct Student /學生信息結(jié)構(gòu)體 int num; /學號 string name; /姓名 char gender; /性別 int age; /年齡 float score; /成績 string addr; /住址 ;,自定義數(shù)據(jù)類型,8

31、4,結(jié)構(gòu)體結(jié)構(gòu)變量說明,變量說明形式 結(jié)構(gòu)名 結(jié)構(gòu)變量名； 注意： 結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)變量說明在結(jié)構(gòu)類型聲明之后，二者也可同時進行。 結(jié)構(gòu)變量占內(nèi)存大小可用 sizeof 運算求出： sizeof(運算量),自定義數(shù)據(jù)類型,85,結(jié)構(gòu)體結(jié)構(gòu)變量的初始化和使用,初始化 說明結(jié)構(gòu)變量的同時可以直接設置初值。 使用 結(jié)構(gòu)體成員的引用形式：結(jié)構(gòu)變量名.成員名,自定義數(shù)據(jù)類型,86,例2-12,結(jié)構(gòu)體變量的初始化和使用 #include #include #include using namespace std; struct Student /

32、學生信息結(jié)構(gòu)體 int num;/學號 string name;/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) setw(3) stu.sex setw(3) stu.age; return 0; ,自定義數(shù)據(jù)類型,運行結(jié)果: 97001 Lin Lin F 19,87,聯(lián)合體,聲明形式： union 聯(lián)合名 數(shù)據(jù)類型 成員名 1； 數(shù)據(jù)類型 成員名 2； ： 數(shù)據(jù)類型 成員名 n； ; 聯(lián)合體類型變量說明的語法形式 聯(lián)

33、合名 聯(lián)合變量名； 引用形式： 聯(lián)合名.成員名,自定義數(shù)據(jù)類型,88,例： union UArea char cData; short sData; long lData; ,聯(lián)合體,自定義數(shù)據(jù)類型,89,無名聯(lián)合,無名聯(lián)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(nèi)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; f = 2.2;,自定義數(shù)據(jù)類型,變量是如何工作的？,站在目標代碼的角度上看問題 變量具有兩個重要屬性數(shù)據(jù)類型和變量名 它們都用文字表示，便于人們理解，但不便于CPU識別，因此它們不能出現(xiàn)

34、在目標代碼中； 下面將討論它們在目標代碼中的表示方式。,90,深度探索,變量是如何工作的？,變量名 源代碼中，變量依靠變量名來標識； 目標代碼中，變量依靠地址來標識，每個變量的地址互不相同。,91,深度探索,int a, b; int main() a+; b+; return 0; ,incl 0 x80495f8 incl 0 x80495fc,變量是如何工作的？,數(shù)據(jù)類型 任何數(shù)據(jù)在內(nèi)存中都是用二進制串的形式表示的； 一串二進制數(shù)，只有確定了類型，才有真實的含義； 例：10111111,10000000,00000000,00000000 解釋為int型：-1,082,130,432 解

35、釋為unsigned型：3,212,836,864 解釋為float型：-1.0,92,深度探索,變量是如何工作的？,目標代碼體現(xiàn)數(shù)據(jù)類型的方式 類型的特性蘊含于操作之中； 對不同數(shù)據(jù)類型，源代碼中形式上相同的操作，會被轉(zhuǎn)化為目標代碼中的不同操作。,93,深度探索,93,int a; short b; char c; int main() a+; b+; c+; return 0; ,incl 0 x80495f8 incw 0 x80495fc incb 0 x80495fe,變量是如何工作的？,變量的聲明 將一個標識符聲明為變量，告訴編譯器這個標識符表示變量，同時還指出了它的數(shù)據(jù)類型； 只

36、有確定了一個變量的數(shù)據(jù)類型，變量參與的操作才具有完整的意義，編譯器才能將該變量參與的表達式翻譯為合適的操作。 變量的定義 不僅確定了一個標識符表示變量，以及該變量的類型，還確定了變量地址的分配位置。,94,深度探索,表達式的執(zhí)行原理,什么是寄存器？ CPU內(nèi)部的存儲單元 讀寫速度非?？?數(shù)量很少 IA-32有eax、ebx、ecx、edx、esp、ebp、esi、edi八個通用寄存器 大部分CPU指令都需要讀寫寄存器。 復雜的表達式，分步執(zhí)行，每條指令只能做一次基本運算，中間結(jié)果暫存在寄存器中。,95,深度探索,表達式的執(zhí)行原理,int a, b, c, d; int e; int main(

37、) a = 4; b = 2; c = 1; d = 10; e = (a + b) * (c - d); return 0; ,movl $0 x4,0 x80495d8 movl $0 x2,0 x80495dc movl $0 x1,0 x80495e0 movl $0 xa,0 x80495e4,96,深度探索,0 x80495d8：a變量 0 x80495dc：b變量 0 x80495e0：c變量 0 x80495e4：d變量 0 x80495e8：e變量,表達式的執(zhí)行原理,int a, b, c, d; int e; int main() a = 4; b = 2; c = 1; d = 10; e = (a + b) * (c - d); return 0; ,mov 0 x80495dc,%eax mov 0 x80495d8,%ecx add %eax,%ecx mov 0 x80495e4,%edx mov 0 x80495e0,%eax sub %edx,%eax i