1、第二章 C+简单程序设计,清华大学 郑 莉,C+语言程序设计,2,本章主要内容,C+语言概述基本数据类型和表达式数据的输入与输出算法的基本控制结构自定义数据类型,3,C+语言的产生,C+是从C语言发展演变而来的，首先是一个更好的C引入了类的机制，最初的C+被称为“带类的C”1983年正式取名为C+从1989年开始C+语言的标准化工作于1994年制定了ANSI C+标准草案于1998年11月被国际标准化组织（ISO）批准为国际标准，成为目前的C+,C+语言概述,4,C+的特点,全面兼容C它保持了C的简洁、高效和接近汇编语言等特点对C的类型系统进行了改革和扩充C+也支持面向过程的程序设计，不是一个
2、纯正的面向对象的语言支持面向对象的方法,C+语言概述,5,C+程序实例例2-1,/2_1.cpp#include using namespace std;int main() coutHello!n; coutWelcome to c+!n;运行结果：Hello!Welcome to c+！,C+语言概述,6,C+字符集,大小写的英文字母：AZ，az数字字符：09特殊字符：空格!#%.,(),C+语言概述,7,词法记号,关键字C+预定义的单词标识符程序员声明的单词，它命名程序正文中的一些实体文字在程序中直接使用符号表示的数据操作符用于实现各种运算的符号分隔符 () , : ; 用于分隔各个词法
3、记号或程序正文空白符空格、制表符（TAB键产生的字符）、换行符（Enter键所产生的字符）和注释的总称,C+语言概述,8,标识符的构成规则,以大写字母、小写字母或下划线(_)开始。可以由以大写字母、小写字母、下划线(_)或数字09组成。大写字母和小写字母代表不同的标识符。,C+语言概述,9,数据类型 常量与变量,#include using namespace std;int main() const int PRICE=30; int num,total; float v ,r,h; num=10; total=num*PRICE; couttotal endl; r=2.5; h=3.2;
4、 v=3.14159*r*r*h; coutvendl;,基本数据类型和表达式,10,#include using namespace std;int main() const int PRICE=30; int num,total; float v ,r,h; num=10; total=num*PRICE; couttotal endl; r=2.5; h=3.2; v=3.14159*r*r*h; coutv endl;,数据类型 整型数据,整型常量,shortunsigned short 2字节intunsigned int 4字节longunsigned long 4字节,整型变量,
5、基本数据类型和表达式,11,数据类型 整型数据及取值范围,类型说明符 位数数值范围短整short16-3276832767基本 int32 -231(231-1)长整long32-231(231-1)无符号unsigned short16065535 unsigned int320(232-1)unsigned long320(232-1),基本数据类型和表达式,12,#include using namespace std;int main() const int PRICE=30; int num,total; float v ,r,h; num=10; total=num*PRICE;
6、couttotalendl; r=2.5; h=3.2; v=3.14159*r*r*h; coutv=,&=,=,|= 例a+=3 等价于 a=a+3x*=y+8 等价于 x=x*(y+8),基本数据类型和表达式,23,赋值运算符和赋值表达式 赋值表达式举例,a=5表达式值为5a=b=c=5表达式值为5，a,b,c均为5a=5+(c=6)表达式值为11，a为11，c为6a=(b=4)+(c=6) 表达式值为10，a为10，b为4，c为6a=(b=10)/(c=2) 表达式值为5，a为5，b为10，c为2a+=a-=a*a 相当于 a=a+(a=a-a*a),Page 23,基本数据类型和表达
7、式,24,逗号运算和逗号表达式,格式表达式1，表达式2求解顺序及结果先求解1，再求解2，最终结果为表达式2的值例a=3*5 , a*4 最终结果为60,Page 24,基本数据类型和表达式,25,关系运算与关系表达式,关系运算是比较简单的一种逻辑运算，优先次序为： = = != 优先级相同（高） 优先级相同（低） 关系表达式是一种最简单的逻辑表达式其结果类型为 bool，值只能为 true 或 false。例如：ab，cb)&(xy) 其结果类型为 bool，值只能为 true 或 false,基本数据类型和表达式,27,条件运算符与条件表达式,一般形式表达式1？表达式2：表达式3表达式1 必
8、须是 bool 类型执行顺序先求解表达式1，若表达式1的值为true，则求解表达式2，表达式2的值为最终结果若表达式1的值为false，则求解表达式3，表达式3的值为最终结果例： x=ab? a:b;,基本数据类型和表达式,28,条件运算符与条件表达式,注意：条件运算符优先级高于赋值运算符，低于逻辑运算符表达式2、3的类型可以不同，条件表达式的最终类型为 2 和 3 中较高的类型。例： x=ab? a:b;,基本数据类型和表达式,29,sizeof 运算符,语法形式sizeof (类型名)或 sizeof (表达式)结果值：“类型名”所指定的类型或“表达式”的结果类型所占的字节数。例：size
9、of(short)sizeof(x),基本数据类型和表达式,30,位运算按位与（&）,运算规则将两个运算量的每一个位进行逻辑与操作举例：计算 3 ,基本数据类型和表达式,31,位运算按位或（|）,运算规则将两个运算量的每一个位进行逻辑或操作举例：计算 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：将某些位置1，其他位不变。例如：将 int 型变量 a 的低字节置 1 ： a = a | 0xff;,基本数据类型和表达式,32,位运算按位异或（）,运算规则两个操作数进行异或：若对应位相同，则结果该位为
10、 0，若对应位不同，则结果该位为 1，举例：计算 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,基本数据类型和表达式,33,位运算按位异或（）,用途：使特定位翻转（与0异或保持原值，与1异或取反） 例如：要使 01111010 低四位翻转： 0 1 1 1 1 0 1 0 ()0 0 0 0 1 1 1 10 1 1 1 0 1 0 1,基本数据类型和表达式,34,位运算取反(),单目运算符，对一个二进制数按位取反。例： 025：0000000000010101 025：11111111
11、11101010,基本数据类型和表达式,35,位运算移位,左移运算（）右移后，低位：舍弃高位：无符号数：补0 有符号数：补“符号位”,基本数据类型和表达式,36,运算符优先级,+，-，sizeof*, /, %+, -=, !=位运算&|?:赋值运算逗号运算,低,高,基本数据类型和表达式,37,混合运算时数据类型的转换 隐含转换,一些二元运算符（算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、位运算符和赋值运算符）要求两个操作数的类型一致。在算术运算和关系运算中如果参与运算的操作数类型不一致，编译系统会自动对数据进行转换（即隐含转换），基本原则是将低类型数据转换为高类型数据。char,short,int,
12、unsigned,long,unsigned long,float,double低 高,基本数据类型和表达式,38,混合运算时数据类型的转换 隐含转换,当参与运算的操作数必须是bool型时，如果操作数是其它类型，编译系统会自动将非0数据转换为true，0转换为false。位运算的操作数必须是整数，当二元位运算的操作数是不同类型的整数时，也会自动进行类型转换，赋值运算要求左值与右值的类型相同，若类型不同，编译系统会自动将右值转换为左值的类型。,基本数据类型和表达式,39,混合运算时数据类型的转换 强制类型转换,语法形式：类型说明符(表达式)或(类型说明符)表达式强制类型转换的作用是将表达式的结果
13、类型转换为类型说明符所指定的类型。,基本数据类型和表达式,40,语句,声明语句表达式语句选择语句循环语句跳转语句复合语句标号语句,41,表达式语句,格式：表达式；表达式语句与表达式的区别：表达式可以包含在其他表达式中，而语句不可。例如：if (a=b)0) t=a;不可写为：if (a=b;)0) t=a;,语 句,42,复合语句,将多个语句用一对大括号包围，便构成一个复合语句例如sum=sum+i;i+;,语 句,43,简单的输入、输出,向标准输出设备（显示器）输出例：int x; coutx;,44,顺序结构分支结构循环结构,算法的基本控制结构,45,如何解决分支问题?,例2-2输入一个年
14、份，判断是否闰年。,算法的基本控制结构,#include using namespace std;int main()int year; bool IsLeapYear; coutyear;IsLeapYear = (year % 4 = 0 ,46,运行结果：Enter the year: 20002000 is a leap year,47,48,if (表达式) 语句例：if (xy) couty) coutx; else coutxy; if (x!=y) if (xy) coutyendl; else coutxyendl; else coutx=y day;switch (day)
15、 case 0: coutSundayendl; break; case 1: coutMondayendl; break; case 2: coutTuesdayendl; break; case 3: coutWednesdayendl; break; case 4: coutThursdayendl; break; case 5: coutFridayendl; break; case 6: coutSaturdayendl; break; default: coutDay out of range Sunday . Saturday endl; break; ,54,55,一般形式sw
16、itch (表达式) case 常量表达式 1：语句1 case 常量表达式 2：语句2 case 常量表达式 n：语句n default : 语句n+1 ,switch 语句,执行顺序以case中的常量表达式值为入口标号，由此开始顺序执行。因此，每个case分支最后应该加break语句。,算法的基本控制结构,56,使用switch语句应注意的问题,case分支可包含多个语句，且不用 。表达式、判断值都是int型或char型。若干分支执行内容相同可共用一组语句。,算法的基本控制结构,57,如何有效地完成重复工作,例2-5求自然数110之和分析：本题需要用累加算法，累加过程是一个循环过程，可以用
17、while语句实现。,算法的基本控制结构,#includeusing namespace std;int main() int i(1), sum(0); while(i=10) sum+=i; /相当于sum=sum+i; i+; coutsum=sum n;cout The number in reverse order is ;doright_digit = n % 10;cout right_digit;n /= 10; /相当于n=n/10 while (n != 0); couti; while(i=10) sum+=i; i+; coutsum=sum i; do sum+=i;
18、 i+; while(i=10)； coutsum=sum n;cout Number n Factors ;for (k=1; k = n; k+)if (n % k = 0)cout k ; cout endl;,67,运行结果1：Enter a positive integer: 36Number 36 Factors 1 2 3 4 6 9 12 18 36 运行结果2：Enter a positive integer: 7Number 7 Factors 1 7,68,69,例2-9 编写程序输出以下图案,* * * * * * *,算法的基本控制结构,#includeusing n
19、amespace std;int main() int i,j,n=4; for(i=1;i=n;i+) /输出前4行图案 for(j=1;j=30;j+) cout ; /在图案左侧空30列 for(j=1; j=8-2*i ;j+) cout ; for(j=1; j=2*i-1 ;j+) cout*; coutendl; ,70,for(i=1;i=n-1;i+) /输出后3行图案 for(j=1;j=30;j+) cout ; /在图案左侧空30列 for(j=1; j=7-2*i ;j+) cout*; coutendl; ,71,72,循环结构与选择结构相互嵌套,#includeu
20、sing namespace std;int main() int n；for(n=100; n=200; n+) if (n%3!=0) coutn; while( n!=0 ) if(n0) i+; if(nn ; cout正整数个数：i 负整数个数：jendl;,74,75,break 和 continue 语句,break语句使程序从循环体和switch语句内跳出，继续执行逻辑上的下一条语句。不宜用在别处。continue 语句结束本次循环，接着判断是否执行下一次循环。,算法的基本控制结构,76,typedef语句,为一个已有的数据类型另外命名语法形式typedef 已有类型名 新类型
21、名表;例如typedef double area,volume;typedef int natural;natural i1,i2;area a;volume v;,自定义数据类型,77,枚举类型enum,只要将需要的变量值一一列举出来，便构成了一个枚举类型。枚举类型的声明形式如下：enum 枚举类型名 变量值列表;例如：enum weekdaysun,mon,tue,wed,thu,fri,sat;,自定义数据类型,78,枚举类型enum,枚举类型应用说明：对枚举元素按常量处理，不能对它们赋值。例如，不能写：sun=0;枚举元素具有默认值，它们依次为： 0,1,2,.。也可以在声明时另行指定
22、枚举元素的值，如：enum weekdaysun=7,mon=1,tue,wed,thu,fri,sat;枚举值可以进行关系运算。整数值不能直接赋给枚举变量，如需要将整数赋值给枚举变量，应进行强制类型转换。,自定义数据类型,79,例2-11,设某次体育比赛的结果有四种可能：胜（win）、负（lose）、平局（tie）、比赛取消（cancel），编写程序顺序输出这四种情况。分析：由于比赛结果只有四种可能，所以可以声明一个枚举类型，声明一个枚举类型的变量来存放比赛结果。,自定义数据类型,#include using namespace std;enum game_result WIN, LOSE,
23、 TIE, 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 The game was cancelledn; else cout The game was played ; if (result = WIN) cout and we won!; if (result = LOSE) cout
24、 and we lost.; cout n; return 0;,80,运行结果 The game was played and we won! The game was played and we lost. The game was played The game was cancelled,81,82,结构体结构的声明,结构的概念结构是由不同数据类型的数据组成的集合体。声明结构类型 struct 结构名 数据类型 成员名 1； 数据类型 成员名 2； ： 数据类型 成员名 n； ;,自定义数据类型,83,结构体结构的声明,举例：struct student /学生信息结构体 int nu
25、m; /学号 char name20; /姓名 char gender; /性别 int age; /年龄 float score; /成绩 char addr30; /住址,自定义数据类型,84,结构体结构变量说明,变量说明形式结构名 结构变量名；注意：结构变量的存储类型概念、它的寿命、可见性及使用范围与普通变量完全一致。结构变量说明在结构类型声明之后，二者也可同时进行。结构变量占内存大小可用 sizeof 运算求出： sizeof(运算量),自定义数据类型,85,结构体结构变量的初始化和使用,初始化说明结构变量的同时可以直接设置初值。使用结构体成员的引用形式：结构变量名.成员名,自定义数据
26、类型,86,例2-12,结构体变量的初始化和使用#include #include using namespace std;struct student /学生信息结构体 int num;/学号 char name20;/姓名 char gender;/性别 int age;/年龄stu=97001,Lin Lin,F,19;int main() coutsetw(7)stu.numsetw(20)stu.name setw(3)stu.sexsetw(3)stu.age;,自定义数据类型,运行结果: 97001 Lin Lin F 19,87,联合体,声明形式：union 联合名 数据类型
27、成员名 1； 数据类型 成员名 2； ： 数据类型 成员名 n； ;联合体类型变量说明的语法形式联合名 联合变量名；引用形式：联合名.成员名,自定义数据类型,88,例： union uarea char c_data; short s_data; long l_data;,联合体,自定义数据类型,89,无名联合,无名联合没有标记名，只是声明一个成员项的集合，这些成员项具有相同的内存地址，可以由成员项的名字直接访问。例：union int i; float f;在程序中可以这样使用：i=10;f=2.2;,自定义数据类型,90,小结与复习建议,主要内容C+语言概述、基本数据类型和表达式、数据的输入与输出、算法的基本控制结构、自定义数据类型达到的目标掌握C+语言的基本概念和基本语句，能够编写简单的程序段。实验任务实验二,
