东南大学C++总课件.ppt

程序设计与 语言 培养目标课程简介实验学时考核形式教材 主讲 何洁月 培养目标 1 建立基本的计算机程序设计概念体系和基本的程序设计方法 2 理解和掌握C 语言的基本语法和语义 初步理解面向对象的思想 初步掌握面向对象程序设计的方法 3 逐步提高学生的编程能力和调试程序的能力 为后面的学习打好基础 课程简介 第 章概述 计算机程序设计语言的发展 一般了解 面向对象的方法 一般了解 面向对象的软件开发 一般了解 信息的表示与存储 理解 程序的开发过程 一般了解 小结 课程简介 第 章 简单程序设计 语言概述 一般理解 基本数据类型和表达式 掌握 数据的输入与输出 掌握 算法的基本控制结构 掌握 自定义数据类型 掌握 小结 课程简介 第 章函数 函数的定义与使用 掌握 内联函数 掌握 带默认形参值的函数 掌握 函数重载 掌握 函数模板 掌握 使用 系统函数 掌握 小结 课程简介 第 章类与对象 面向对象的思想 理解 面向对象程序设计的基本特点 理解 类和对象 掌握 构造函数和析构函数 掌握 类的组合 掌握 类模板 掌握 面向对象标记 一般了解 小结 课程简介 第 章 程序的结构 程序的结构 理解 生存期 掌握 数据和函数 掌握 静态成员 掌握 友元 掌握 共享数据的保护 掌握 多文件结构和编译预处理命令 掌握 小结 课程简介 第 章数组 指针与字符串 数组 掌握 指针 掌握 动态内存分配 掌握 字符串 掌握 实验 实验共分 次 每次 小时 实验环境为 visualc 6 0实验 visualc 6 0开发环境应用入门实验 简单程序设计实验 函数的应用实验 类与对象实验 程序的结构实验 数组 指针与字符串 教材 教材 C 语言程序设计 C 语言程序设计习题与实验指导 考核 总评成绩 平时作业 上机实验 期末笔试成绩 闭卷 期末上机成绩 闭卷 平时作业占10 平时上机实验占10 期末笔试成绩 闭卷 占60 期末上机成绩 闭卷 占20 第一章绪论 计算机程序设计语言的发展面向对象的方法面向对象的软件开发信息的表示与存储程序的开发过程 1 1计算机语言的发展 计算机的工作是用程序来控制的程序是指令的集合 指令是计算机可以识别的命令 计算机程序 机器语言 由计算机硬件系统可以识别的二进制指令组成的语言称为机器语言 计算机发展的初期 软件工程师们只能用机器语言来编写程序 这一阶段 在人类的自然语言和计算机编程语言之间存在着巨大的鸿沟 例如101111111101缺点 难懂 不易修改 移植性差 汇编语言 汇编语言将机器指令映射为一些可以被人读懂的助记符 如ADD SUB等 此时编程语言与人类自然语言间的鸿沟略有缩小 但仍与人类的思维相差甚远 因为它的抽象层次太低 程序员需要考虑大量的机器细节 例如ADDCX DX将DX的内容加进CX 不能立即执行 需要汇编 变成目标程序 高级语言 高级语言屏蔽了机器的细节 提高了语言的抽象层次 程序中可以采用具有一定涵义的数据命名和容易理解的执行语句 这使得在书写程序时可以联系到程序所描述的具体事物 例如ify 3z x y 类似英语和数学表达式 高级语言 分成解释方式与编译方式 解释程序 运行结果 编译程序 目标程序 初始数据 目标程序 源程序 源程序 初始数据 运行结果 高级语言发展 第一代语言是对数学表达式有很强的运算处理能力代表是Fortran和Algol60第二代语言的重点如何有效地表达算法代表是Pascal和C第三代语言引入抽象数据类型的程序设计语言代表是 被认为是基于对象的语言第四代面向对象程序设计语言代表是Smalltalk Eiffel c Java 面向对象的语言 出发点 更直接地描述客观世界中存在的事物 对象 以及它们之间的关系 特点 是高级语言 将客观事物看作具有属性和行为的对象 通过抽象找出同一类对象的共同属性和行为 形成类 通过类的继承与多态实现代码重用 面向对象的语言 优点 使程序能够比较直接地反问题域的本来面目 软件开发人员能够利用人类认识事物所采用的一般思维方法来进行软件开发 语言的鸿沟 面向对象的语言 自然语言 非面向对象的语言 汇编语言 机器语言 对问题域的认识 人 语言的鸿沟 编程 人 程序的理解和执行 机器 程序的目的 用于数学计算主要工作 设计求解问题的过程缺点 对于庞大 复杂的程序难以开发和维护 1 2面向对象的方法 面向对象方法的由来一 程序设计方法的发展历程 面向过程的程序设计方法 二 程序设计方法的发展历程 面向过程的结构化程序设计方法 设计思路自顶向下 逐步求精 采用模块分解与功能抽象 自顶向下 分而治之 程序结构 按功能划分为若干个基本模块 形成一个树状结构 各模块间的关系尽可能简单 功能上相对独立 每一模块内部均是由顺序 选择和循环三种基本结构组成 其模块化实现的具体方法是使用子程序 优点 有效地将一个较复杂的程序系统设计任务分解成许多易于控制和处理的子任务 便于开发和维护 缺点 可重用性差 数据安全性差 难以开发图形界面的应用把数据和处理数据的过程分离为相互独立的实体 当数据结构改变时 所有相关的处理过程都要进行相应的修改 每一种相对于老问题的新方法都要带来额外的开销 图形用户界面的应用 很难用过程来描述和实现 开发和维护都很困难 三 程序设计方法的发展历程 面向对象的方法 将数据及对数据的操作方法封装在一起 作为一个相互依存 不可分离的整体 对象 对同类型对象抽象出其共性 形成类 类通过一个简单的外部接口 与外界发生关系 对象与对象之间通过消息进行通讯 优点 程序模块间的关系更为简单 程序模块的独立性 数据的安全性就有了良好的保障 通过继承与多态性 可以大大提高程序的可重用性 使得软件的开发和维护都更为方便 面向对象的基本概念 对象 一般意义上的对象 是现实世界中一个实际存在的事物 可以使有形的 比如一辆汽车 也可以是无形的 比如一项计划 是构成世界的一个独立单位 具有 静态特征 可以用某种数据来描述动态特征 对象所表现的行为或具有的功能 面向对象方法中的对象 是系统中用来描述客观事物的一个实体 它是用来构成系统的一个基本单位 对象由一组属性和一组行为构成 属性 用来描述对象静态特征的数据项 行为 用来描述对象动态特征的操作序列 面向对象的基本概念 类 分类 人类通常的思维方法分类所依据的原则 抽象忽略事物的非本质特征 只注意那些与当前目标有关的本质特征 从而找出事物的共性 把具有共同性质的事物划分为一类 得出一个抽象的概念 例如 石头 树木 汽车 房屋等都是人们在长期的生产和生活实践中抽象出的概念 面向对象方法中的 类 具有相同属性和服务的一组对象的集合为属于该类的全部对象提供了抽象的描述 包括属性和行为两个主要部分 类与对象的关系 犹如模具与铸件之间的关系 一个属于某类的对象称为该类的一个实例 集合 成员抽象描述 具体实例 集合 成员抽象描述 具体实例 面向对象的基本概念 封装 把对象的属性和服务结合成一个独立的系统单位 尽可能隐蔽对象的内部细节 对外形成一个边界 或者说一道屏障 只保留有限的对外接口使之与外部发生联系 封装 顾客 面向对象的基本概念 继承 继承对于软件复用有着重要意义 是面向对象技术能够提高软件开发效率的重要原因之一 定义 特殊类的对象拥有其一般类的全部属性与服务 称作特殊类对一般类的继承 例如 将轮船作为一个一般类 客轮便是一个特殊类 哺乳动物热血 有毛发 用奶哺育幼仔 狗有犬牙 食肉 特定的骨骼结构 群居 柯利狗尖鼻子 身体颜色红白相间 适合放牧 面向对象的基本概念 多态性 多态是指在一般类中定义的属性或行为 被特殊类继承之后 可以具有不同的数据类型或表现出不同的行为 这使得同一个属性或行为在一般类及其各个特殊类中具有不同的语义 例如 数的加法 实数的加法 复数的加法例动物叫 面向对象的软件工程 面向对象的软件工程是面向对象方法在软件工程领域的全面应用 它包括 面向对象的分析 OOA 面向对象的设计 OOD 面向对象的编程 OOP 面向对象的测试 OOT 面向对象的软件维护 OOSM 面向对象的软件开发 传统的软件工程方法 面向对象的软件工程方法 自然语言 分析与设计的鸿沟 编程语言 自然语言 面向对象的编程语言 系统分析 系统分析阶段应该扼要精确地抽象出系统必须做什么 但是不关心如何去实现 面向对象的系统分析 直接用问题域中客观存在的事物建立模型中的对象 对单个事物及事物之间的关系 都保留他们的原貌 不做转换 也不打破原有界限而重新组合 因此能够很好地映射客观事物 设计 针对系统的一个具体实现运用面向对象的方法 其中包括两方面的工作 把OOA模型直接搬到OOD 作为OOD的一部分针对具体实现中的人机界面 数据存储 任务管理等因素补充一些与实现有关的部分 编程 OOP工作就是用一种面向对象的编程语言把OOD模型中的每个成分书写出来 是面向对象的软件开发最终落实的重要阶段 测试 测试的任务是发现软件中的错误 在面向对象的软件测试中继续运用面向对象的概念与原则来组织测试 以对象的类作为基本测试单位 可以更准确的发现程序错误并提高测试效率 维护 将软件交付使用后 工作并没有完结 还要根据软件的运行情况和用户的需求 不断改进系统 使用面向对象的方法开发的软件 其程序与问题域是一致的 因此 在维护阶段运用面向对象的方法可以大大提高软件维护的效率 信息的表示和存储 信息的分类计算机的数字系统程序设计中常用的数制不同进位计数制间的转换信息的存储单位二进制数的编码表示小数的表示方法非数值信息的表示 信息的分类 指令 控制信息 控制字信息 定点数 数值信息 数据信息 浮点数 字符数据 非数值信息 逻辑数据 计算机的数字系统 计算机采用的是二进制数字系统 基本符号 0 1进位原则 逢二进一优点 易于物理实现二进制数运算简单机器可靠性高通用性强缺点 对人来说可读性差 程序设计中常用的数制 不同进位计数制间的转换 R进制 十进制 各位数字与它的权相乘 其积相加 例如 11111111 11 2 1 27 1 26 1 25 1 24 1 23 1 22 1 21 1 20 1 2 1 1 2 2 255 75 10 3506 2 8 3 83 5 82 0 81 6 80 2 8 1 1862 25 10 0 2A 16 2 16 1 10 16 2 0 1640625 10 不同进位计数制间的转换 十进制 R进制 十进制整数转换成R进制的整数 除R取余 法 例如 268余数234 0低位217 028 124 022 021 00 1高位所以6810 10001002 不同进位计数制间的转换 十进制 R进制 十进制小数转换成R进制小数 乘R取整 法 例如 高位0 3125 2 0 6250 625 2 1 250 25 2 0 50 5 2 1 0所以0 312510 0 01012 不同进位计数制间的转换 二 八 十六进制的相互转换 每位八进制数相当于三位二进制数每位十六进制数相当于四位二进制数 1011010 10 2 001011010 100 2 132 4 8 1011010 10 2 01011010 1000 2 5A 8 16 F7 16 11110111 2 11110111 2 信息的存储单位 位 bit 度量数据的最小单位 表示一位二进制信息 字节 byte 由八位二进制数字组成 1byte 8bit K字节1K 1024byteM字节1M 1024KG字节1G 1024M 二进制数的编码表示 原码 符号 绝对值表示 的编码例如 X 0101011 X 原 00101011X 0101011 X 原 10101011符号位缺点 零的表示不唯一 0 原 000 0 0 原 100 0进行四则运算时 符号位需单独处理 且运算规则复杂 二进制数的编码表示 反码 正数的反码与原码表示相同 负数的反码与原码有如下关系 符号位相同 仍用1表示 其余各位取反 0变1 1变0 例如 X 1100110 X 原 11100110 X 反 10011001X 0000000 X 原 00000000 X 反 00000000反码中零的表示也不唯一X 0000000 X 原 10000000 X 反 11111111反码只是求补码的中间码 二进制数的编码表示 补码 模数 n位整数 包括一位符号位 则它的模数为2n n位小数 小数点前一位为符号位 则它的模数为2 补数 一个数减去另一个数 或者说一个数加上一个负数 等于第一个数加上第二个数的补数 例 8 2 8 10 mod12 一个二进制负数可用其模数与真值做加法 模减去该数的绝对值 求得其补码 二进制数的编码表示 补码 计算机中的补码表示法负数的补码由该数反码的末位加1求得对补码再求补即得到原码补码运算规则p14符号位可作为数值参加运算减法运算可转换为加法运算 加上一个负数等于加上该数的补码补码运算的结果仍为补码运算结果溢出 负数之和得正数 或正数之和得负数 小数的表示方法 计算机中通常采用浮点方式表示小数一个数N用浮点形式表示可以写成 N M 2EE表示2的幂 称为数N的阶码 阶码确定了数N的小数点的位置 其位数反映了该浮点数所表示的数的范围 M表示数N的全部有效数字 称为数N的尾数 其位数反映了数据的精度 p15 非数值信息的表示 西文字符 ASCII码 用7位二进制数表示一个字符 最多可以表示27 128个字符EBCDIC码 用8位二进制数表示一个字符 最多可以表示28 256个字符汉字 应用较为广泛的是 国家标准信息交换用汉字编码 GB2312 80标准 简称国标码 是二字节码 用二个七位二进制数编码表示一个汉字 程序的开发过程 源程序 目标程序 翻译程序三种不同类型的翻译程序 汇编程序 编译程序 解释程序程序的开发过程编辑 编译 连接 运行调试 基本术语 源程序 用源语言写的 有待翻译的程序目标程序 也称为 结果程序 是源程序通过翻译程序加工以后所生成的程序 翻译程序 是指一个把源程序翻译成等价的目标程序的程序 基本术语 三种不同类型的翻译程序 汇编程序 其任务是把用汇编语言写成的源程序 翻译成机器语言形式的目标程序 编译程序 若源程序是用高级程序设计语言所写 经翻译程序加工生成目标程序 那么 该翻译程序就称为 编译程序 基本术语 三种不同类型的翻译程序 解释程序 这也是一种翻译程序 同样是将高级语言源程序翻译成机器指令 它与编译程序不同点就在于 它是边翻译边执行的 即输入一句 翻译一句 执行一句 直至将整个源程序翻译并执行完毕 程序的开发过程 编辑将源程序输入到计算机中 生成后缀为cpp的磁盘文件 编译将程序的源代码转换为机器语言代码 连接将多个源程序文件以及库中的某些文件连在一起 生成一个后缀为exe的可执行文件 运行调试 程序开发过程 开始 编辑源程序 编译 编译错 连接 连接错 运行 运行错 完成 是 是 是 作业 复习第一章 预习第二章作业 第二章C 简单程序设计 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 2 1 1C 语言的产生 C 是从C语言发展演变而来的 C语言的开发史源于高级语言和UNIX操作系统的发展要求 早期的系统程序设计 使用的是汇编语言 其优点 1 能体现计算机硬件指令级的特性 表达能力强 2 运行效率高 其缺点 可读性 可移植性及描述问题的性能不如高级语言 这样很自然有如下想法 能否用具有足够表达能力的高级语言来进行系统软件的设计呢 Bell实验室做了这一尝试 1970 在PDP 11 20机上实现了B语言 并用它编写了UNIX系统的实用程序 B BCPL CPL ALGOL60 2 1C 语言概述 在B语言基础上 改进其缺陷 发展出了C语言 其设计目标 1 保持BCPL和B的精练性及接近硬件的特点 2 恢复这些语言失去的通用性1972 第一个C编译投入使用1973 UNIX用C改写 加入多道程序功能 发生质变现在 UNIX已得到广泛推广 成为公认的第一标准的操作系统随着UNIX的进一步开发 C也交织在一起被迅速推广 1983 对C扩充 发展为C C 语言的标准化工作从1989年开始 于1994年制定了ANSIC 标准草案 以后又经过不断完善 成为目前的C 2 1 2C 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 不是一个纯正的面向对象的语言支持面向对象的方法 2 1 3C 程序实例 例2 1 thisisasimplestprogram includevoidmain void cout Hello n cout Welcometoc n 说明 1 注解 2 编译预处理 3 main函数 4 语句括号 5 语句分号 C 程序实例 运行结果 Hello Welcometoc C 字符集 语言的最基本单位是字符 字符 词 语句 函数 程序 字符集是构成 语言的基本元素大小写的英文字母 A Z a z数字字符 0 9特殊字符 空格 词法记号 词法记号是最小的词法单位 关键字C 预定义的单词 是指C 中有特殊含义的字 是不能重新定义的 程序员不可用之作为自己定义的变量或函数的名字 类别关键字个数举例ANSIC32char for等ANSIC 61 增加29个 class public等BC AC扩展了一些asm等 标识符程序员声明的单词 它命名程序正文中的一些实体 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0 9组成 大写字母和小写字母代表不同的标识符 例Rectangle Draw line 文字在程序中直接使用符号表示的数据包括数字 字符 字符串和布尔文字 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记号或程序正文 空白 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 程序书写自由 2 2基本数据类型和表达式 2 2 1基本数据类型 是程序命令操作的对象 是指将数据根据表达形式的不同而划分的类别 数据 数据类型 C 的数据类型一般分为如下几种 基本数据类型 非基本数据类型 用户定义数据类型 整型字符型实型 浮点型 逻辑型 布尔型 数组指针空类型结构联合枚举类 数据类型 数据类型修饰符 short long unsigned 例 无符号整型unsignedint 无符号长整型unsignedlong 无符号短整型unsignedshort signed 类型所占位数数的范围int16 32768 32767short int 16 32768 32767long int 32 2147483648 2147483647unsigned int 160 65535unsignedshort160 65535unsignedlong320 4294967295 至于它们之间的差异 请看下表 p 16位计算机 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 31456789 23 数符 小数部分 指数 例 cout sizeofintis sizeof int endl C 强类型语言 要求程序设计者在使用数据之前对数据的类型进行声明 注意 1 整型和实型的几种不同方式 2 注意各种数据类型的取值范围 3 注意C无布尔类型 C语言在表达逻辑运算的结果时 用整数0代表逻辑 假 用非0的整数值 如1 表示逻辑 真 C 中增添了布尔类型bool 但并非每个C 编译器都支持 用sizeof 数据类型 可以确定数据类型的字节长度 数据类型 常量与变量 includevoidmain void constintPRICE 30 intnum total floatv 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 Page84 2 2 2常量 在程序中出现的常量分为一般常量和符号常量两种 一般常量 让我们来看右边的程序段 intsum sum 3 5 printf sum d sum 其中的 和 都是一般常量 常量 就是其值不能被改变的量 它相当于数学中的常数 常量由于数据类型的不同而被分为 整型常量 实型常量 字符常量 字符串常量 1 整型常量 整型常量即以文字形式出现的整数 分十进制整数 八进制整数和十六进制整数 注意它们的书写形式 整型常量类型表达形式有无正负十进制957有正负八进制01667只有正十六进制0 xB7只有正 123L123l长整型 2 实型常量 实型常量即以文字形式出现的实数 又称浮点型 它分一般形式和指数形式 实型常量类型表达形式一般形式0 123指数形式123e5 2 一个实型常数缺省说明为double 如表示float型 则在实数后加f或F 例34 5f34 5 注 1 指数形式的书写 E或e的前面必须要有数字 且E后面的指数必须为整数 例 e32 1e3 5 e3e 单引号括起来的一个字符例 A 每个字符常数占一个字节 每个字符常数有一个编码数字值 ASCII码表中的码值例如 A 65 B 66 a 97 b 98 字符常量可象数量一样进行运行 比较例1 if c A c Z c c a A 将字符变量c从大写字母转为小写字母 例2 0 0 0 1 0 1 2 0 2如果c是一数字字符 则c 0 就是它对应数字的数值 3 字符常量 非图形字符 如回车 制表符等 及 等字符 因它们有特殊作用 所以表示这些字符本身时 应 p n表换行 无论是不可显示字符还是一般字符 都可用8进制数 16进制数表示 ddd 一至三位8进制数 xhh 一至二位16进制数 例如 001 表示码值为 01 8的ASCII字符 A 也可用 101 表示 0 为空白符 即NULL 码值为0 在C语言中是字符串的结束标志 与 0 和空格符不同 例 cout x07operating tsystem n operatingsystem 转义字符 例 inta b charc 97 cout a endl cout c endl 输出 98a 字符数据的使用方法字符数据和整型数据之间可以运算 字符数据与整型数据可以互相赋值 4 字符串常量 字符串型常量是用双引号括起来的一个或多个字符 例如 将1用双引号括起来 此时 1 代表的是一个字符串型常量 与字符型常量 1 也是有区别的 C 规定以字符 0 作为字符串结束标志 如 一个字符串 HELLO 在内存中以 0 为结尾 0 在输出时不作显示 只用来表示字符串的结束 字符串型常量 HELLO HELLO 0 注意 P 与 P 不同 前者为字符串 在机内存储形式为P 0 而 P 就是一常数P definePI3 14159main intr floatL S r 10 L 2 PI r S PI r r printf 周长 f n L printf 面积 f n S 这是一个知道圆半径r 求圆周长L 圆面积S的简单C程序 其中的PI就是符号常量 它的值在一开始就被预处理命令 define 定义为实数3 14159了 故程序在运行和编译时会自动用 3 14159 来替代PI 符号常量比起一般常量来 不但使用方便 实际值容易修改 而且更形象化 便于记忆 符号常量 数据类型 布尔型数据 布尔型变量的说明 例 boolflag 布尔型数据的取值 只有false和true两个值 C 中 constfloatpi 3 14159 常量定义中初始化的值可以是一个常量表达式 constintsize 100 sizeof int constintnumber max 15 23 错 注意 define与const的区别 2 3变量 变量是什么 变量 程序在运行过程中 其值会发生改变的量 变量 变量值23 变量名length 变量类型int C 规定必须以字母或下划线打头 后面跟字母 数字或下划线 如 a3 Z 5e D7d等 并且不能与保留字 函数名 类名等C 专用名相同 如char for int等 注意 a 长度 早期的C编译程序只认前8个字符 VC允许256个字符 但一般不要超过31个字符为宜 1 命名 b 约定 变量名 函数名 和数据类型名等用小写字母 自定义的类型名 如类 符号常量名及宏用大写字母 下划线开头的名字常为系统程序 库函数用 用户一般不用 c 要有意义 如用Sum表示 求和变量 不要用aaa A1 B12之类名字 例 my car小写my Car骆驼iMyCar匈牙利标识法 WINDOWS标准命名法 下面我们看一段关于变量的程序 程序中的num1 num2和sum都是变量 它们的值在程序的运行过程中都发生了变化 变量定义后 各变量的初值都是不确定的 num1的第一个确切值是10 当再次给num1赋值时 num1的值又变成 5 其他两个变量的变化情况类似 includevoidmain intnum1 num2 sum num1 10 num2 25 sum num1 num2 cout sum sum endl num1 5 num2 num1 3 sum num1 num2 cout sum sum endl 变量 需要定义 说明其存储属性和数据类型 例 staticintnward 0 nkayword 同一语句中 不能混合定义不同类型的变量 2 变量的定义 变量的存储类型 auto存储类属于一时性存储 其存储空间可以被若干变量多次覆盖使用 register存储类存放在通用寄存器中 extern存储类在所有函数和程序段中都可引用 static存储类在内存中是以固定地址存放的 在整个程序运行期间都有效 1 doublearea radius 23 2 doublearea radius radius 23 3 变量赋值与初始化 算术运算符与算术表达式 表达式 一个常量或标识对象的标识符是一个最简单的表达式 其值是常量或对象的值一个表达式的值可以用来参与其它操作 即用作其它运算符的操作数 这就形成了更复杂的表达式包含在括号中的表达式仍是一个表达式 其类型和值于未加括号时的表达式相同算术表达式 由算术运算符 操作数和括号构成的表达式称为算术表达式a b c b 2 5 Page104 基本算术运算符 取余 若整数相除 结果取整 优先级与结合性先乘除 后加减 同级自左至右 1 整除5 2 25 0 2 0 2 5若 的两操作数都为整数 则为整除 例inti 15 floatf f i 10 结果为 f 1如果将第三条语句改为f float i 10 或f i 10 0 则结果为 f 1 5 在C 语言中 表达式 7 3 1 5 6的值是 A 2B 3C 4D 不能确定 B 余的符号与被除数相同 不允许对浮点数操作 3 4 34 4 0例 includevoidmain intn n 40 5 cout 40 5 n endl 0 n 40 7 cout 40 7 n endl 5 n 40 7 cout 40 7 n endl 5 n 40 7 cout 40 7 n endl 5 n 40 7 cout 40 7 n endl 5 2 取余 取 作为表达式的值 然后 先 然后取 作为表达式的值 取 取 例 inta 3 intb a cout a b endl intc a cout a c endl 454 增量和减量 赋值运算 赋值运算符用于将一个数据传给一个变量 例如 intx x 5 将值5传给变量x 其中 号即赋值运算符 A 1 双目运算符 从右到左d a b 2 赋值操作是一个表达式 每个表达式在求值后都有一个确定的值 其值为赋值号左边表达式的值例 cout x 5 endl 3 当赋值号两边类型不一至时 根据左边类型转 inta 10 floatx 70000 5 x a 将a的值10赋给x x的值为10 0 inta 10 floatx 70000 5 a x 将x的值70000 5赋给a 但70000 5超过了int的取值范围 于是将超过的部分扔掉了 a是多少不知道了 特别注意 上面的赋值语句 编译时是可以通过的 复合的赋值运算符 有10种复合运算符 例 a 3等价于a a 3x y 8等价于x x y 8 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 Page113 例 x 6 x x x x 若x为整型变量 则上述语句执行后x的值是 4 A 36B 60C 60D 24 B 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例2inta b c d a 1 b a 2 c b 3 cout d endl Page115 关系运算与关系表达式 用关系运算符将两个表达式连接起来 就是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 a b c a b x y 3 逻辑运算与逻辑表达式 逻辑运算符 非 与 或 优先次序 高 低逻辑表达式例如 a b x y 其结果类型为bool 值只能为true或false 优先级 注意 1 比较运算符 与 2 不等于运算符 逻辑非 例 c 若 c 若写成 从左到右 衡为1 例 ay ay a b c 若x y z的初值均为1 则执行表达式w x y z后 x y z的值分别为 A x 1 y 1 z 2B x 2 y 2 z 2C x 2 y 1 z 2D x 2 y 1 z 1 D 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 a b a b该例是IF ELSE语句的一个替代if a b x a elsex b 注意 1 条件运算符优于赋值运算符比关系运算符和算术运算符都低例max a b a b 1 2 条件运算符的结合性为 自右向左 例a b a c d c d即a b a c d c d 3 条件表达式与一般if的语句的关系coutb a b 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 sizeof操作符 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 cout sizeof double endl 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 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 53 000000115 000001013 5 00000111用途 将某些位置1 其它位不变 例如 将int型变量a的低字节置1 a a 0 xff 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0 若对应位不同 则结果该位为1 举例 计算071 052071 00111001052 00101010071 052 00010011 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 01111010 0000111101110101 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 1111111111101010 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 例1 chara 8 cout 2 endl 例2 2 1 9 运算符优先级 括号 sizeof 位运算 赋值运算逗号运算 低 高 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 charshortintunsignedlongunsignedlongfloatdouble低高 混合运算时数据类型的转换 隐含转换 逻辑运算要求参与运算的操作数必须是bool型 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 编译系统会自动律将右值转换为左值的类型 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类型转换为类型说明符所指定的类型 注 inta 16 b 5 floatx 10 x float a a b 19 0 赋值语句 格式 赋值表达式 赋值语句与赋值表达式的区别 赋值表达式可以包含在其它表达式中 而赋值语句不可 例 if a b 0 t a 不可写为 if a b 0 t a 这是C 中新加的非常简单易用的输入 输出方式 C 中没有专门的输入输出语句 是用I O流类来实现 在程序的开头增加一行 include1 用插入操作符 向标准输出流cout中插入字符 向标准输出设备 显示器 输出例 intx cout x x 简单的输入 输出 2 用抽取操作符 从标准输入流cin中抽取字符从标准输入设备 键盘 输入例 intx cin x inta b cin a b 使用控制符有时缺省输出格式不能满足要求 这时可以用控制符控制输出的格式 P 表2 在程序的开头增加一行 include 例 include includevoidmain cout setw 5 setprecision 3 3 1415 endl 3 14 2 5算法的基本控制结构 问题的提出 1 1 x0 2 统计任意一个人群的平均身高算法算法的基本控制结构 顺序结构分支结构循环结构程序流程图 if 表达式 语句例 if x y couty cout x elsecout y if 表达式1 语句1elseif 表达式2 语句2elseif 表达式3 语句3 else语句n 2 4 1if语句 三种形式 条件表达式 语句 或 条件表达式 语句 或 条件表达式 空语句作 中的语句语句 例 判输入是否合理 includevoidmain unsignedintage cout age if age 10 cout Theagemaybewrong includevoidmain intyear cout year thinkaboutthesequenceofthelogicalexpressionif year 4 0 if else语句if 条件表达式 语句 else语句 例判闰年 一般形式if if 语句1else语句2elseif 语句3else语句4注意语句1 2 3 4可以是复合语句 每层的if与else配对 或用 来确定层次关系 intx 20 if x 0 if x 50 cout xisok n elsecout xisnotok n If语句的嵌套二义性因为if可以嵌套 所有在嵌套时有时会出歧义 例如上例中 else是与第一个if配对 还是与第二个if配对 这种时候 系统就认为 else与最近的一个if相对应 二义性 1 if if cout endl 输出能被 整除 能被 整除elsecout endl 输出能被 整除 不能被 整除 2 if if cout endl 输出能被 整除 能被 整除 elsecout endl 输出不能被 整除不管是否被 整除 例2 3输入两个整数 比较两个数的大小 includevoidmain intx y cout x y if x y if x y couty endl elsecout x y endl elsecout x y endl 运行结果1 Enterxandy 58xy includevoidmain intx y z cin x y z intmax x If z y if z x max z else if y x max y cout max 功能 在三个数中取最大的 includevoidmain intx y z cin x y z intmax x If y max max y if z max max z cout max includevoidmain unsignedintamount 0 floattotal 0 cout amount if amount 10 total 5 88 long amount elseif amount 100 total 5 68 long amount elsetotal 5 68 0 95 long amount cout Paythemoney total Please 例 5 88 amountamount100 if 条件 语句 elseif 条件 语句 elseif 条件3 语句3 语句 如何解决多分之问题 intgrade if grade 85 一般形式switch 表达式 case常量表达式1 语句1case常量表达式2 语句2 case常量表达式n 语句ndefault 语句n 1 2 4 2switch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 switch 表达式 case常量表达式1 语句组1case常量表达式2 语句组2 case常量表达式N 语句组Ndefault 语句组N 1 k k1k k2k k3k k4 A1 A2 A3 A4 k 特殊的多分支结构 例2 4输入一个0 6的整数 转换成星期输出 includevoidmain void intday cin day switch day case0 cout Sunday endl break case1 cout Monday endl break case2 cout Tuesday endl break case3 cout Wednesday endl break case4 cout Thursday endl break case5 cout Friday endl break case6 cout Saturday endl break default cout DayoutofrangeSunday Saturday endl break 使用switch语句应注意的问题 1 switch后面的 表达式 只能是整型 字符型或枚举型 case常量表达式的类型应与其匹配 floatf 4 0switch f 2 当表达式的值等于某一个case后面的 常量表达式 时 就执行此case后面的语句 当所有case后面的 常量表达式 时都没有与表达式的值相等则执行default后面的语句 如没有default语句则跳过switch语句 3 case语句起标号作用 A 标号不能重名case A cout case65 cout B 不改变控制流程 加break中止switchcase A cout 85 100 n break case B cout 70 84 n break case C cout 60 69 n break C 各个case 包括default 的出现次序可以任意 加brealk D 多个case可以共用一组执行语句case A case B case C cout 60up n break 但 case A B C cout 60up n break 错 switch可以嵌套inti jswitch i case1 case2 case3 switch j case1 caes2 case4 if与switch可以互相补冲intgrade if grade 85 case100 case99 case85 cout a n case84 case83 case75 cout b n 例1 include includevoidmain floatnum1 num2 result charoper cin num1 oper num2 switch oper case result num1 num2 break case result num1 num2 break case result num1 num2 break case result num1 num2 break default cout nillegaloperator exit 1 cout result 2 4 3如何有效地完成重复工作 while语句 形式while 表达式 语句 执行顺序先判断表达式的值 为true时 再执行语句 例2 5求自然数1 10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while语句实现 includevoidmain inti 1 sum 0 while i 10 sum i i cout sum sum endl 运行结果 sum 55 初始化 循环变量 继续条件 循环体 改变循环变量 w 一般形式do语句while 表达式 执行顺序先执行循环体语句 后判断条件 表达式为true时 继续执行循环体与while语句的比较 While语句执行顺序先判断表达式的值 为true时 再执行语句 do while语句 例2 6输入一个整数 将各位数字反转后输出 includevoidmain void intn right digit newnum 0 cout n cout Thenumberinreverseorderis do right digit n 10 cout right digit n 10 while n 0 cout endl 运行结果 Enterthenumber 365Thenumberinreverseorderis563 对比下列程序 程序1 includevoidmain inti sum 0 cin i while i 10 sum i i cout sum sum endl 程序2 includevoidmain inti sum 0 cin i do sum i i while i 10 cout sum sum endl 3 for语句 语法形式for 表达式1 表达式2 表达式3 语句 表达式2 表达式1 循环体 表达式3 0 非0 例2 8 输入一个整数 求出它的所有因