C++语言第一课.doc

1 初识C+语言1.1 关于C+C+是一种计算机通用的高级程序设计语言。开始形成的是C语言，那些想建立更快更有效的代码的程序员非常欣赏C语言。但有一位名叫 Bjarne Stroustrup的人却不满足于仅仅是生产快速代码，他想创建面向对象的C语言编程。他开始对C语言的内核进行必要的修改，使其能满足面向对象模型的要求。C+从此产生。C+自诞生以来，经过开发和扩充已成一种完全成熟的编程语言。现在C+已由ANSI、BSI、DIN、其他几个国家标准机构和ISO定为标准。ISO标准于1997年11月4日经投票正式通过。C+ 标准演变了许多年。C+模板是近几年来对此语言的一种扩展，模板是根据类型参数来产生函数和类的机制，有时也称模板为“参数化的类型”。使用模板，可以设计一个对许多类型的数据进行操作的类，而不需要为每个类型的数据建立一个单独的类。标准模板库(Standard Tempalte Library，STL )就是基于这个C+语言扩展的。C+ 标准可分为两部分， C+语言本身和C+标准库。C+标准库提供了标准的输入/输出、字符串、容器(如矢量、列表和映射等)、非数值运算(如排序、搜索和合并等)和对数值计算的支持。应该说， C/C+包含了相对少的关键字，而且很多最有用的函数都来源于库。C+标准库实现容器和算法的部分就是STL。STL 是数据结构和算法的一个框架，数据结构包括矢量、列表和映射等，算法包括这些数据结构的查找、拷贝和排序等。1994年7月，ANSI/ISO C+标准委员会投票决定接受STL为C+标准库的一部分。STL的产生是为了满足通用性的设计目标，而不是为了提高性能。1.1.1 C+的发展：C+程序设计语言是由来自AT&T 贝尔实现室的Bjarne Stroustrup设计和实现的，它兼具Simula语言在组织与设计方面的特性以及适用于系统程序设计的C语言特性。C+最初的版本被称作“带类的C（C with classes）”，在1980年被第一次投入使用；当时它只支持系统程序设计和数据抽象技术。 支持面向对象程序设计的语言特性在1983年被加入C+；之后，面向对象设计方法和面向对象程序设计技术就逐渐进入了C+领域。在1985年，C+ 第一次投入商业市场。在1987至1989年间，支持范型程序设计的语言特性也被加进了C+随着若干独立开发的C+实现产品的出现和广泛应用，正式的C+标准化工作在1990年启动。标准化工作由ANSI（American National Standard Institute）以及后来加入的ISO（International Standards Organization）负责。1998年正式发布了C+语言的国际标准。1.1.2 C+的开发环境：Visual Studio 6.0这个虽然是Microsoft公司的老版本的开发环境，但是鉴于其后继版本Visual Studio.NET的庞大身躯，以及初学者并不那么高的功能要求，所以推荐这个开发环境给C+的初学者，供其学习C+的最基本的部分，比如C的那部分子集，当然你别指望他能够支持最新的C99标准。在日常的开发中，仍然有很多公司使用这个经典稳定的环境，比如笔者就看曾亲见有些公司将其编译器替换为GCC做手机开发之用。Visual Studio.NET作为Microsoft公司官方正式发布的最新版本开发环境，其中有太多激动人心的功能。结合其最新的C+编译器。对于机器配置比较好的开发人员来说，使用这个开发环境将能满足其大部分的要求。Borland C+ Builder XC+BuilderX则是完全从C+的角度思考得出的一个功能丰富的IDE。其最大的特点是跨平台，跨编译器，多种Framework的集成，并且有一个WxWindows为基础的GUI设计器。尤其是采用了纯C+来重写了整个Framework,摒弃了以前令人无奈的版本。对于C+的开发来说，从编译器，到库，到功能集成都是非常理想的。可以预见，Borland C+ Builder X 2.0很值得C+爱好者期待。唯一令人难堪之处是作为一个C+的开发工具，其IDE是用Java写的，在配置不够理想的机器上请慎重考虑再安装。Dev C+GCC是一个很好的编译器。在Windows上的C+编译器一直和标准有着一段距离的时候，GCC就是一个让Windows下开发者流口水的编译器。Dev-C+就是能够让GCC跑在Windows下的工具，作为集成开发环境，还提供了同专业IDE相媲美的语法高亮，代码提示，调试等功能。由于使用Delphi开发，占用内存少，速度很快，比较适合轻量级的学习和使用。1.2 Dev-cpp的环境启动Dev-c+后的环境如下：在这个环境中，编辑好源代码后，单击可以编译源代码，如果编译有错误，则列出错误，并停止编译，这个操作的快捷键为Ctrl+F9。如果编译成功，则可以单击，运行编译好的程序。当然，也可以单击，编译当前的程序并运行。这个操作的快捷键为F9.一些有用的快捷键：Ctrl+y：删除当前行Ctrl+n：新建源文件窗口Insert：插入与改写状态切换1.3 C+程序结构1.3.1 Hello Word！输入以下程序并编译、运行。#include using namespace std;int main() coutHello Word!endl;从这个mini程序可以看到C+程序的一般格式。注释如下：#include /包含要使用的库函数。这里是输入输出功能。因为一个/信息系统总要输入输出信息，所以基本上每个程序都会/包含它。using namespace std; /把std名字空间打开，程序可以正确识别std中的名字了，/如cout，endl等(开盖子语句)。int main() /主函数，执行入口，在最新标准中，它必须返回int/类型数据 /函数的内容必须放在括号中 coutHello Word!endl; /输出信息 /函数结束还可以看到，程序的语句必须用分号结束在Dev-cpp中，执行后屏幕一闪，就回到编辑界面，怎样让程序等一会，让我们能看清执行结果。有两种方法：int main() coutHello Word!endl; getchar();这种方法调用函数getchar()，它等待从命令行得到一个字符，回车结束。所以回车后回到编辑界面。或：int main() coutHello Word!endl; system(“pause”);这种方法调用Windows中的cmd命令“pause”，按任意键回到编辑界面。练习：(1)在Dev-cpp中编写代码，让它说一些你想说的话。注意，在它可以说中国话，只要把它放到英文的引号中就行。(2)编程序显示一首唐诗(3)编程，用字符*组成一个3列5行的平行四边形1.3.2 能说会算放在引号中的内容会原样输出。如果不放在引号中呢？比如编程计算123321.#include using namespace std;int main() cout321*123endl; getchar();可以看到，对于没有放到引号中的类型，C+会把这些内容作为表达式，计算并输出这个表达式的值。练习：(1)计算半径为12的球的体积(2)一元二次方程的系数分别为1 ，5，3,求这个方程的根。 C+中的常用算术运算符：运算C+中的运算符+-*/求余数1.3.3 变量如果在Hello Word程序中，去掉引号，会发生什么。试一试。对了，它把Hello看成了一个变量，并报告说Hello这个变量没有定义。C+是一种强类型语言，要求所有的变量都要先定义后使用。定义变量的方法为：类型名 变量名如：int a; /定义一个变量，变量名为a，它的类型为整型double c,d; /定义两个变量，变量名为c和d，它们的类型都为doubleint b=12; /定义一个变量，变量名为b，类型为整型，同时给变量b赋值，让变量b的值为/12.要改变一个变量的值，可以使用赋值号“=”，它的作用是：计算出等号右边的表达式的值，然后把这个结果赋值给等号右边的变量。如执行以下语句：b=-1；可以让变量b的值为-1C+常用基本数据类型类型说明长度(字节)表示范围备注char字符型1-128127unsigned char无符号字符10255int整型4约21亿unsigned int无符号整型40到约42亿double双精度型8约1030815位有效位bool布尔型1true和false练习：(1)计算半径为12的球的体积，把球的半径保存在变量r中，把球的体积放到变量v中。(2)一元二次方程的系数分别为1 ，5，3,求这个方程的根。把系数分别保存在变量a,b,c中。判别式结果保存在d中，根分别保存在x1和x2中。(3)在第一题中，如果忘记给变量r赋值，会得到什么结果。为什么？(4)在第一题中，如果把变量v的类型设置成了int，会得到什么结果，为什么？(5)编写程序，输入三角形的三边，求三角形的面积。公式为：area=sqrt(s(s-a)(s-b)(s-c)其中s为半周长s=(a+b+c)/2(6)运行如下的程序，会得到什么结果，想一想，为什么？int main() int a=10000; int b=a*a*a; coutbr;v=3.14*4/3*r*r*r; cout vendl; system(pause);练习：1.输入两个数，放到变量a,b中，然后交换变量a,b的值，并输出2.做一个自己的程序，当程序运行时输入数据，完成某个计算任务。1.4 文件操作1.4.1 建立文件流举例：编程计算两个数的和、差、积、商。输入：从文本文件jisuan.in读入数据。文件格式为：只有两个数，中间用空格分隔如：5 2输出：输出到文件jisuan.out中，格式为：每行一个数，分别为和、差、积、商的结果。如：73102.5参考代码：#include #include using namespace std;int main() int a,b; ifstream inf(jisuan.in); /设置输入文件流inf并初始化 ofstream outf(jisuan.out); /设置输出文件流outf并初始化 infab; outfa+bendl; outfa-bendl; outfa*bendl; outfa*1.0/bendl; 1.4.2 用文件流替换标准输入输出流同上面的问题，参考代码：#include #include using namespace std;int main() int a,b; freopen(jisuan.in,rt,stdin); /把文件流重定向到标准输入流cin freopen(jisuan.out,wt,stdout); /把文件流重定向到标准输出流cout cinab; couta+bendl; couta-bendl; couta*bendl; couta*1.0/bab;if (ab) couta;elsecout (比较左值是否大于右值)= (比较左值是否大于或等于右值，也称为不小于） (比较左值是否小于右值）=（比较左值是否小于或等于右值，也称为不大于）!= (比较左右值是否不相等)特别要注意，关系运算符的“等于”，是由两个=组成。如果写成了一个，就成了赋值语句。要命的是，许多编译器并不报错，所以一定要小心。关系运算的结果为逻辑值。对于复杂的条件，需要用到逻辑运算符。逻辑运算的结果为逻辑值。C+的逻辑运算符有三个：符号 意思 例子 & 并且 (and) 条件1 & 条件2 | 或者 (or) 条件1 | 条件2 ！ 非 （not） ! 条件 下面列出了 &（与） 操作的所有可能条件及结果：真 & 真 = 真真 & 假 = 假假 & 假 = 假下面列出了 | （或）操作的所有可能条件及结果真 | 真 = 真真 | 假 = 真假 | 假 = 假以下则为 ! 操作：!真 = 假!假 = 真练习：1、判断一个数是偶数或奇数。2、判断一个字母是大写字母，小写字母，还是数字3、程序运行时，输入三个数，把它们按从小到大的顺序输出。输入文件threenum.in：三个数，由空格分隔输出文件threenum.out：三个由空格分隔的从小到大的数1.5.2 switch语句：多级if.else.显然是为了那些可能需要进行多级判断才能做出选择的情况。C+为了简化多级判断，提供了switch语句。switch 语句的格式：switch ( 整型或字符型变量 ) case 变量可能值1 ： 分支一; break; case 变量可能值2 ： 分支二; break; case 变量可能值3 ： 分支三; break; . default : 最后分支;在 switch 的语法里，我们要学到4个关键字：switch、case 、break、default。在switch ( 变量 )这一行里，变量只能是整型或字符型。程序先读出这个变量的值，然后在各个case里查找哪个值和这个变量相等，如果相等，就算条件成立，程序执行相应的分支，直到碰上break或者switch语句结束。实例：模拟网络调查，要求输出不同的选项，供网友选择（通过简单地输入数字），程序根据网友的选择，输出相应不同的结果。#include int main(int argc, char* argv) int fromWay; cout 请通过输入序号，选择您如何来到本网站。 endl; cout 1) - 通过搜索引擎 endl; cout 2) - 通过朋友介绍 endl; cout 3) - 通过报刊杂志 endl; cout 4) - 通过其它方法 fromWay; switch (fromWay) case 1 : cout 您是通过搜索引擎来到本网站的。 endl; break; case 2 : cout 您是通过朋友介绍来到本网站的。 endl; break; case 3 : cout 您是通过报刊杂志来到本网站的。 endl; break; case 4 : cout 您是通过其它方法来到本网站的。 endl; break; default : cout 错误的选择！请输入14的数字做出选择。 endl; getchar(); return 0;首先，int fromWay定义了一个整型变量，准备用来存储用户输入的选择。程序将根据fromWay值，在下面的各个case中找到匹配的值。本例中switch带有四个case，值分别是1、2、3、4。如果输入的是2，所以程序进入下面这个case:case 2 : cout 您是通过朋友介绍来到本网站的。 endl; break;程序打出您是通过朋友介绍来到本网站的。 这行内容。最后遇上 break;于是跳出整个switch语句。同样的道理，如果用户输入的是其它的数，如1或3，则会进入相应的case 1 或case 3分支。但如果用户输入的数在所有的case 里都找不到时，会怎么样？比如，用户输入5。这种情况下，default分支将起作用，所有case里的值都不匹配时，switch进入default分支。如果连default也没有，那么程序在switch语句里什么也不做，直接完成switch语句。看一看switch,case,break，default的中文意思，对理解前面的一切也会有帮助，它们分别是：开关，情况，中断，默认（值）。那么用一句话套起来的说法就是：根据开关值的不同，执行不同的情况，直到遇上中断；如果所有的情况都不符合开关值，那么就执行默认的分支。关于switch中非常重要的几个注意点如下：第一、switch( 整型或字符型变量 )中，变量的类型只能是整型和字符类型。它们包含 int,char。实型（浮点型）数就不行，例如：float a = 0.123;switch(a) /错误！a不是整型或字符类型变量。 .第二、case之后可以是直接的常量数值，如例中的1、2、3、4，也可以是一个使用常量计算式，如2+2等，但不能是变量或带有变量的表达式，如 a * 2等。当然也不能是实型数，如4.1，或2.0 / 2等。switch(formWay) case 2-1 : /正确 . case a-2 : /错误 . case 2.0 : /错误 .另外，在case与常量值之后，需要一个冒号，注意不要疏忽。实例：从键盘上读入年和月，输出该月有多少天。练习：1、 铁路托运行李规定：行李重不超过50公斤的，托运费按每公斤0.15元计费；如超50公斤，超过部分每公斤加收0.10元。编一程序完成自动计费工作。2、 输入a,b,c三个不同的数，将它们按由小到大的顺序输出。3、 当前小学生的成绩单由以前的百分制改为优秀、良好、合格、不合格四个等级的等级制。编一程序完成分数的自动转换工作。转换规则如下：60分以下的为不合格；60到69分为合格；70到89分为良好；90分以上的为优秀。（提示：可以利用DIV运算来使程序更简明）1.5.3 while循环语句while循环语句的语法为：while(条件) 需要循环执行的语句; 即：如果条件成立，就一直执行。图示：注意：如果开始就不成立，则循环中的语句一次也不会被执行因为条件成立，就一直执行循环中的语句。所以在循环中一定要有语句能改变相关环境，让条件逐步不成立，以退出循环。1.5.4 for循环语句for循环在C/C+程序中用得最多，因为它的功能最强，使用最灵活。for 循环的语法：for(初始化;循环条件;改变条件) 循环体语句; for的结构中，不仅提供了的“循环条件”的位置，同时也提供了初始化，和改变条件的位置。这三者虽然在同一行上，但并不是依次连接地执行。for循环的执行过程为：(1)初始化语句首先被执行（并且只被执行一次）；(2)然后程序检查条件是否成立，如果成立就执行循环体中的语句，否则直接结束循环。(3)执行完一遍循环以后，程序执行“改变条件”语句。for循环也是可以嵌套的。for循环执行过程示意：初始化语句循环条件循环体语句改变条件NoYes退出循环1.5.5 do . while 循环语句：do需要循环执行的语句;while(条件);和while循环最明显的区别在于do.while循环中，判断是否继续循环的条件，放在最后。也就是说，就算是条件一开始就不成立，循环也要被执行一次。do.while中的条件和while循环中的条件一样是：“允许继续循环的条件”，而不是“结束循环的条件”。 do.while循环的流程图：实例：编程实现求从1到100的累加和：用While实现：用Do实现：用For实现：练习：1、求n个数的和。输入文件：qiuhe.in 格式为：第一行为一个整数，表示要求n个整数的和。第二行为n个由空格分开的整数。输出文件：qiuhe.in 格式为：一个数，表示n 个数的和。2、从键盘输入一系列正整数，当输入0时，表示输入结束，输出这些数的和。3、输出九九乘法口诀表4、从键盘输入一个数，判断这个数是否是素数。5、百钱百鸡问题：公鸡每只5元，母鸡每只3元，小鸡三只1元，用100元钱买100只鸡，求公鸡，母鸡，小鸡的只数6、编程输出以下等腰三角形： * * * * *7、Nocomachns定理：任何一个N3,一定可以表示成n个连续的奇数和。输入n(n=100)，输出n3对应的表达式。8、验证哥德巴赫猜想：任何充分大的偶数都可由两个素数之和表示。将4到2000中的所有公偶数分别用两个素数之和表示出来。例如，S=8,则输出：4=226=338=359、填写数字设有下列算式：求出口中的数字，假设被除数为y，除数为x，求出x,y的值。1.5.6 break和continue语句1、break的作用与用法：循环就象绕圈子，比如，体育课，跑1200米，跑道一圈400米，所以我们要做的事就是一边跑一边在心里计数（当然要记数，否则老师万一少计一圈，我们可就玩完了），当计数到3圈时，“循环”结束。如果，我在跑步时不幸由于体力不支而晕倒怎么办？有两种办法：一种是在判断是否继续循环的条件中加入新增条件的判断： 假设原来的循环表达为：while(已跑完的圈数 3)跑一圈；那么，加上附加条件后，循环表达为：while(已跑完的圈数 3 & 我还跑得好好的） 跑一圈第二种方法是在循环中使用条件分支，在指定的条件成立时，中途跳出循环，用于实现跳出的关键字为：break。while(已跑的圈数 3 ) 跑一圈； if(我身体感觉不妙） break;在循环中，每跑完一圈，都检查一下自已是否感觉不妙，如果是则程序执行break,直接跳出while，而不管此时圈数是否到达3圈。可能你会问：为什么要break呢？直接用原来的方法，在while处判断条件不是很好吗？break的长处在于，它可以在循环体内的任意位置进行判断。 2、多层循环中的break：break只能跳出当前层的循环，所以，如果有多层循环，则在内层的break跳出循环后，外层的循环还将继续。前面说跑步的例子，一圈400米，我们每跑100检查一下是否有肚子疼什么的，如果疼得利害就break后不跑了。这和现实不符，我们应该每跑一步就检查一次是否肚子疼最合理。一圈得分成几步呢？显然不能再像上面分成四次检查那样写代码了，我们加一层循环，也就是把跑一圈的工作用一个循环来实现：while(一圈未结束） 跑一步；然后，我们在每跑完一步时加入一个判断：while(一圈未完)跑一步; if(我身体感觉不妙） break;把这跑一圈的代码加入外层循环：while(已跑完图数 3) while(一圈未完) 跑一步; if(我身体感觉不妙） break; 外层的while用于负责一圈一圈循环跑完三圈，内层的while用于负责一步一步地