C++程序设计教程.ppt

1、1,C+程序设计 谭浩强编著 清华大学出版社 课件制作：福建师范大学 Jerryhuang,2,第一章C+概述,C+语言发展历史,自从1946年第一台电子数字计算机ENIAC问世以来，随着计算机应用领域的不断扩大，促进了计算机技术的高速发展，尤其是近年来计算机的硬件和软件都是日新月异。作为应用计算机的一种工具程序设计语言，得到不断的充实和完善。每年都有新的程序设计语言问世，老的程序设计语言不断地更新换代。,3,20世纪60年代，Martin Richards为计算机软件人员在开发系统软件时，作为记述语言使用而开发了BCPL语言(Basic Combined Programming Langua

2、ge)。1970年，Ken Thompson在继承BCPL语言的许多优点的基础上发明了实用的B语言。到了1972年，贝尔实验室的Dennis Ritchie和Brian kernighan在B语言的基础上,作了进一步的充实和完善，设计出了C语言。当时，设计C语言是为了编写UNIX操作系统的。以后,C语言经过多次改进,并开始流行。C+是在C语言的基础上发展和完善的，而C是吸收了其它语言的优点逐步成为实用性很强的语言。,4,C语言的主要特点是：1、C语言是一种结构化的程序设计语言，语言本身简洁、使用灵活方便。既适用于设计和编写大的系统程序，又适用于编写小的控制程序，也适用科学计算。,2、它既有高级

3、语言的特点，又具有汇编语言的特点。运算符丰富，除了提供对数据的算术逻辑运算外，还提供了二进制的位运算。并且也提供了灵活的数据结构。用C语言编写的程序表述灵活方便，功能强大。用C语言开发的程序，其结构性好，目标程序质量高，程序执行效率高。,5,3、程序的可移植性好。用C语言在某一种型号的计算机上开发的程序，基本上可以不作修改，而直接移植到其它型号和不同档次的计算机上运行。,4、程序的语法结构不够严密，程序设计的自由度大。这对于比较精通C语言的程序设计者来说，可以设计出高质量的非常通用的程序。但对于初学者来说，要能比较熟练运用C语言来编写程序，并不是一件容易的事情。与其它高级语言相比而言，调试程序

4、比较困难。往往是编好程序输入计算机后，编译时容易通过，而在执行时还会出错。但只要对C语言的语法规则真正领会，编写程序及调试程序还是比较容易掌握的。,6,随着C语言应用的推广，C语言存在的一些缺陷或不足也开始流露出来，并受到大家的关注。如：C语言对数据类型检查的机制比较弱；缺少支持代码重用的结构；随着软件工程规模的扩大，难以适应开发特大型的程度等等。,7,为了克服C语言本身存在的缺点，并保持C语言简洁、高效，与汇编语言接近的特点，1980年，贝尔实验室的Bjarne Stroustrup博士及其同事对C语言进行了改进和扩充，并把Simula 67中类的概念引入到C中。并在1983年由Rick M

5、aseitti提议正式命名为C+（C Plus Plus）。后来，又把运算符的重载、引用、虚函数等功能加入到C+中，使C+的功能日趋完善。当前用得较为广泛的C+有：VC+ （Visual C Plus Plus）、 BC+（Borland C Plus Plus）、AT&T C+等。,8,简单的C+程序介绍,高级语言编译过程,源程序（文本文件）*.CPP,目标文件（二进制文件）*.OBJ,可执行文件（二进制文件）*.EXE,库文件（各种函数）,在Vitual C+系统中，可直接从源程序编译连接至可执行程序，但依然要生成*.OBJ及*.EXE这两个文件。,F7,compile,link,9,一个

6、简单的C+程序,#includevoid main(void ) couti; /从键盘上输入变量i的值 cout “i的值为：” in; / 输出变量i的值,另一个例子,25,第二章 数据类型、运算符与表达式,26,2000H2001H2002H2003H2004H,3,3+5=?,5,运算器,(2000H)+(2002H),用一个字节表示整数，范围为-128127；用两个字节表示整数，范围为-32768 32767。一般用四个字节表示整数。(举例),内存,CPU,内存,data,外存,Program,8,硬盘 软盘,27,有符号数,无符号数,32767,32767,32766,32766,

7、1,1,0,0,-1(补码),65535,-2,65534,-32767,32769,-32768,32768,28,常量与变量,常量：在程序运行过程中，其值一直保持不变的量为常量。常量也区分不同的类型：30，40 为整型，30.0，40.0为实型，编辑器只是根据其表面形式来判断其类型。,变量：在程序运行过程中，其值可以改变的量为变量。变量在程序的执行中能够赋值，发生变化。变量有一个名字，并在使用之前要说明其类型，一经说明，就在内存中占据与其类型相应的存储单元。,29,#include#define PRICE 30 /常量，在程序中保持不变void main(void) int num, t

8、otal; /定义变量,在内存中开辟区间 num=10; /变量赋值,10为常量 total=num*PRICE; cout“total=“total; /输出结果,其中：num=10 total=num*PRICE,是赋值号，不同于数学意义上的等号。,num,total,10,300,30,C+中有多种数据类型，均有常量与变量之分，各占不同的内存空间，正确定义与使用数据是编写程序的基本前提。,31,变量名的命名方法：变量名、数组名、函数名称为标识符。标识符只能由字母、数字、下划线这三种字符组成，且第一个字符必须为字母或下划线，长度不大于247个字符，大小写不通用。（关键字不能作为标识符）。关

9、键字即是VC+的语法要求中使用的字。如 int if while 等。 正确的标识符：INT, sum , de12, SUM等。变量必须使用前定义，以分配空间。举例说明,32,abc English 2xy x-y if Else b(3) def Chine_bb b3y AbsFloat float,一般变量都是用匈牙利命名法命名的。,int nCount; char chChoice;,33,整型数据,整型常量：常量是根据其表面形式来判定，整型量即是没有小数点的整数，范围：-231（231-1） ，有三种形式:1）十进制（默认方式）43 1345 876542）八进制 以0开头 043

10、， 056， 0113）十六进制 以0x开头 0x12 0xa3 0x34 0xdf（举例说明）,34,#includevoid main(void)int int10,int8,int16; /定义3个整型变量int10=10;/默认为十进制int8=010;/八进制int16=0x10;/十六进制coutint10=int10endl;coutint8=int8endl;coutint16=int16endl;,输出int10=10int8=8int16=16,35,整型变量：分为有符号型与无符号型。有符号型： short 在内存中占两个字节，范围为-215（215-1） int 在内存中

11、占四个字节，范围为-231（231-1）long在内存中占四个字节，范围为-2-31231-1,无符号型：最高位不表示符号位unsigned short 在内存中占两个字节，范围为0216-1unsigned int 在内存中占四个字节，范围为0232-1unsigned long在内存中占四个字节，范围为0232-1,36,1）整型常量亦有长短之分，常量中无unsigned型，但一个非负的整型常量可以赋给unsigned型的变量。 2）若一个常量定义为长整型数，则在其后加l或L进行区分。如：32l 32L 564L等，内存为其分配四个字节存储。,一个数在内存中为,当这个数为有符号数时，是-1

12、；为无符号数时，是232-1内存中的数是以补码的形式存放的。（举例说明）,37,#include void main() unsigned short a; short int b= -1; a=b; couta=aendl;,结果：65535,不同类型的整型数据间的赋值归根到底就是一条：按存储单元中的存储形式直接传送。,a,b,unsigned short a;,38,实型数据,实型数又称浮点数，有两种表示方式：1）十进制形式： 23.0 24.5 3.56789 指数形式： 23E1 145e-1 356789e1 e前有数字，后面必须是整数。,实型变量分单精度 float 和双精度 do

13、uble 两种形式：float:占四个字节，提供78位有效数字。double: 占八个字节，提供1516位有效数字。,举例说明,39,#includevoid main(void)float a, b;double c, d;a=0.01;b=3.45678e-2;c=3.45678e-2;d=9.7654e-5;couta=atb=bendl;coutc=ctd=dendl;,a=0.01 b=0.0345678c=0.0345678 d=9.7654e-005Press any key to continue,40,如果为实数，则用浮点数的形式在内存存储，表示如下：,实数是既有整数又有小数

14、的数。实数可以表示成：N=SRJS 称为尾数，尾数决定有效数字，即数字的精度。J 表示指数（阶码）。R 是基数，可取2，4，8，16等，对具体机器而言，基数取好后，就不能再变了。数有正有负, 所以设置数符; 阶码亦有正负, 所以设置阶符,41,一般用4个字节表示一个浮点数，也有用8个字节表示的。,字长一定，尾数越多，精度越高；阶码越多，范围越大。当计算机中出现小于机器所能表示的最小数时，机器只能当零来处理，当出现超过机器所能表示的最大数时，出现溢出现象，一旦出现溢出，就会停止运算。定点数，浮点数均会出现溢出现象。,42,字符型数据（char),字符型数据实际上是作为整型数据在内存中存储的。计算

15、机是以字符编码的形式处理字符的，因此，我们在计算机内部是以ASCII码的形式表示所有字符的。所以7位二进制数即可表示出一个字符，我们用一个字节的容量（8位）存储一个字符。,例如：字符A的ASCII码为0x41或65，在内存中表示为：,在程序中表示为：char grade ;/定义一个字符型的变量空间(1个字节)grade=A; /必须用 表示，否则易与标识符混同, 内括起来的字符表示该字符的ASCII码。,43,进一步，由于在内存中的形式与整型数据相同，所以，可以直接用其整型值给变量赋值。,char grade;grade=65;,以下的赋值形式均是等同的。grade=A; grade=65

16、; grade=0x41; grade=0101;,#includevoid main(void) char a,b; a=A; /输入ASCII码 b=65; /输入十进制数 couta=aendl; coutb=bendl;,输出：a=Ab=A,即在内存中的表示均是相同的,44,非打印字符有些ASCII的字符代表某些操作，不能打印出来，如回车、退格等，可用两种方式表示这些字符。1）用ASCII码的形式 char re=13;2）用转义字符 char re=n;（p15),45,46,转义字符虽然包含2个或多个字符，但它只代表一个字符。编译系统在见到字符“”时，会接着找它后面的字符，把它处理

17、成一个字符，在内存中只占一个字节。,47,典型转义字符 ：n换行 b 退格 t 下一个输出区若输出中包含这些特定格式，则再加一个,输出 c:tctc 表示为coutc:tctc;,可以用转义字符表示任一一个ASCII字符 ddd (八进制） xhh （十六进制）101 x41 x61 141,48,#includevoid main(void) char c1,c2,c3,c4; char n1,n2; c1=a;/字符常量 c2=97;/十进制 c3=x61;/转义字符 c4=0141;/八进制 coutc1=c1tc2=c2endl; coutc3=c3tc4=c4endl; n1=n;

18、/转义字符：回车 n2=t; /转义字符：下一个输出区(Tab) cout使用转义字符n; coutc1=c1n2c2=c2n1; coutc3=c3n2c4=c4n1;,输出：c1=a c2=a c3=a c4=a使用转义字符c1=a c2=a c3=a c4=a,49,字符串常量：用 表示，在内存中顺序存放，以0结束。如：CHINA,a在内存中占一个字节 a占两个字节,实际上内存是对应字符的ASCII码形式,50,标识符常量在C+中有二种方法定义标识符常量，一种是使用编译预处理指令；另一种是使用C+的常量说明符const。例如： #define PRICE 30 /在程序中凡是出现PRIC

19、E均用30替代 #define PI 3.1415926 #define S “China”,const float pi=3.1415926; /将变量pi定义为常量（举例说明）,51,#include#define PI 3.14156#define S Chinavoid main(void) const float pi=3.14156;/变量作为常量使用 coutPI=PIendl; cout10*PI=10*PIendl; coutSendl;/ PI=PI+3;/ pi=pi+4; coutPI=PIendl; coutpi=pi2 ab+c a= =2,a= =aaa b=a=

20、 =2,aA b= =a+1c-a= =a,0,0,1,0,0,1,1,0,1,69,逻辑运算符,运算符 与& 或 | 非！,A B 结果000010100111有0出0，全1出1A,B同时成立,&,A B 结果000011101111有1出1，全0出0A或B有一个成立,| |,A 结果0 11 0有0出1，有1出0,！,70,江苏籍的男生江苏籍的学生和所有男生非江苏籍的学生,江苏籍&男生,例如：两个条件：江苏籍 男生,江苏籍|男生,！江苏籍,注意：1.优先级：!&| | ！算术关系逻辑赋值逗号,71,3.不可写为 1x10 应为：1x & x3 & 2 | 8=1)&(c . （举例说明）,

21、int a,b;cinab;/程序运行至此停下，等待从键盘输入变量值,键盘输入：3 5或：3 5 均可。,输入语句自动过滤空白字符。,3,键盘,5,键盘,82,浮点型数据同整型数据一样。,float c,d;cincd;,char ch1,ch2;cinch1ch2;,若输入：ab则ch1为a,ch2为b。,若输入：a b则ch1为a,ch2为b。,字符型变量过滤空白字符。cin格式过滤空白字符,83,float a;int i1,i2;char ch1,ch2;cini1ai2ch1ch2;,输入：34 5.678 1a b,i2:1,在缺省的情况下，cin自动跳过输入的空格，换言之，cin

22、不能将输入的空格赋给字符型变量，同样地，回车键也是作为输入字符之间的分隔符，也不能将输入的回车键字符赋给字符型变量。,a:5.578,i1:34,ch1:a,ch2:b,84,若要把从键盘上输入的每一个字符，包括空格和回车键都作为一个输入字符赋给字符型变量时，必须使用函数cin.get()。其格式为：cin.get()；,cin.get()从输入行中取出一个字符，并将它赋给字符型变量。这个语句一次只能从输入行中提取一个字符。,char c1;cin.get(c1);,85,char ch1,ch2,ch3;cin.get(ch1);cin.get(ch2);cin.get(ch3);,输入：A

23、 B,则：ch1:A,并且在输入缓冲区中保留回车键。,ch2:空格,ch3:B,空格的ASCII码为32,ch2,86,输入十六进制或八进制数据,在缺省的情况下，系统约定输入的整型数是十进制数据。当要求按八进制或十六进制输入数据时，在cin中必须指明相应的数据类型：hex为十六进制；oct为八进制；dec为十进制。,87,int i,j,k,l;cinhexi;/指明输入为十六进制数cinoctj;/指明输入为八进制数cink;/输入仍为八进制数cindecl;/指明输入为十进制数当执行到语句cin时，若输入的数据为：11 11 12 12,结果：i:17,j:9,k:10,l:12,88,使

24、用非十进制数输入时，要注意以下几点：1、八进制或十六进制数的输入，只能适用于整型变量，不适用于字符型变量，实型变量。,2、当在cin中指明使用的数制输入后，则所指明的数制一直有效，直到在接着的cin中指明输入时所使用的另一数制为止。如上例中，输入k的值时，仍为八进制。,89,3、输入数据的格式、个数和类型必须与cin中所列举的变量类型一一对应。一旦输入出错，不仅使当前的输入数据不正确，而且使得后面的提取数据也不正确。,cina,b;,cina b;,cinab;,int a, b;,cinab;,90,输出数据cout与输入cin对应的输出是cout输出流。,当要输出一个表达式的值时，可使用c

25、out来实现，其一般格式为：cout .;其中运算符“”称为插入运算符，它将紧跟其后的表达式的值，输出到显示器当前光标的位置。,91,int a=6;float f1=12.4;char s1 =“abcd”;coutatf1ts1endl;,t为转义字符Tabendl为回车或n,显示器,显示器,显示器,6,12.4,abcd,92,cout将双引号中的字符串常量按其原样输出,char ch1=a,ch2=b;cout“c1=“ch1t“c2=“ch2endl;,c1=ac2=b,int i1=4,i2=5;float a=3.5;cout“a*i1=“a*i1endl“a*i2=“a*i2e

26、ndl;,a*i1=14a*i2=17.5,93,指定输出项占用的宽度：在输出的数据项之间进行隔开的另一种办法是指定输出项的宽度。如上面的两个输出语句可改写为：cout setw(6) isetw(10)jendl;,_ _ _ _ _ 4_ _ _ _ _ _ _ _ _12,cout setw(5)msetw(10)j*kendl;,_ _ _ _ 7_ _ _ _ _ _ _ _ 24,其中setw(6)指明其后的输出项占用的字符宽度为6，即括号中的值指出紧跟其后的输出项占用的字符位置个数，并向右对齐。setw是“set width”的缩写。,94,使用setw()应注意以下三点：1、在

27、程序的开始位置必须包含头文件iomanip.h，即在程序的开头增加：#include ,2、括号中必须给出一个表达式（值为正整数），它指明紧跟其后输出项的宽度。,3、该设置仅对其后的一个输出项有效。一旦按指定的宽度输出其后的输出项后，又回到原来的缺省输出方式。,95,输出八、十六进制数和科学表示法的实数,对于整型数据可指定以十六进制或八进制输出，而对于实型数据可指定以科学表示法形式输出。例如，设有如下一个程序：#include void main(void) float x=3.14,y=100; cout.setf(ios:scientific,ios:floatfield); /表明浮点数用科学表示法输出 cout xt; cout yb) coutb) couta;else coutb;,102,if（表达式1） 语句1else if （表达式2） 语句2 . else if （表达式n） 语句n else 语句n+1,