第1章C++ 概述.ppt

C 面向对象程序设计 AnIntroductiontoObject OrientedProgrammingUsingC C 面向对象程序设计 教学内容 第1章C 概述第2章类和对象第3章面向对象程序设计概述第4章进一步学习类和对象第5章堆与复制构造函数第6章继承性 派生类第7章运算符重载第8章虚函数和多态性第9章模板第10章类库和C 的标准模板库STL第11章输入输出流第12章异常处理 第一章 第1章C 概述C ABetterC 1 1C 起源和特点 1 1 1C 的起源1 1 2C 的特点 1 2C 程序的结构 1 2 1C程序与C 程序比较1 2 2C 程序结构1 2 3C 程序的编辑 编译和运行 C程序与C 程序比较之一 main inta b sum 定义三个整型变量 a 123 b 456 sum a b printf sumis d n sum main inta b sum 定义三个整型变量a 123 b 456 sum a b cout sum C程序与C 程序比较之二 include stdio h main chara b c a B b O c Y putchar a putchar b putchar c include iostream h voidmain chara b c a B b O c Y cout a b c 1 3C 的一些新特性 1 3 1单行注释和新的I O流1 3 2const修饰符1 3 3内联函数1 3 4函数原型1 3 5带缺省参数的函数1 3 6函数名重载1 3 7new和delete运算符1 3 8引用 reference 1 3 1单行注释和新的I O流 I Ostream includemain inti floatf chars 80 cout i f s cout Here syourdata i f endl s n return0 单行注释和新的I O流 续 cout是预定义的输出流对象 类似于C语言中的stdout 输出运算符 可用于输出C 语言中任何基本类型的数据 cin是预定义的输入流对象 类似于C语言中的stdin 输入运算符 可用于输入C 语言中任何基本类型的数据 注意 输入和输出并不是C 语言的组成部分 它们由流库iostream支持 输入含有空格的字符串 Usegetline toreadastringthatcontainsspaces include includeusingnamespacestd intmain charstr 80 cout Enteryourname cin getline str 79 cout str n return0 1 3 2const存取修饰符 对象A 亲爱的 你千万不能变心 对象B 放心吧 亲爱的 对象A 你发誓 对象B 不用发誓 因为我是const const对象B 常量Constants 在C中 可以使用 define来定义符号常量 C 提供了一种更灵活 更安全的方式来定义常量 即使用关键字const来定义符号常量 常量例子Constantexamples constfloatPI 3 1415926 PI是一个常量constintv 1 2 3 4 数组元素v i 是常量constintx error noinitializer 定义常量时应初始化 否则出错 voidf model 200 errorv 2 error 值替换valuesubstitution defineBUFSIZE100 constintbufsize 100 Becauseofsubtlebugsthatthepreprocessormightintroduce youshouldalwaysuseconstinsteadof definevaluesubstitution 常量const和指针 指针所指向的对象为常量Pointertoconst指针本身为常量constpointerTheconstmodifiesthethingitis closestto 指向常量的指针Pointertoconst constint u pointertoconstant u 18 error upointstoconstantu p OK 常指针constpointer intd 1 int constw error wisconst const修饰函数参数 voidprint salary constfloat salary cout salary n const可以阻止参数被函数修改 const的其他用途Otherusesofconst returntypes classobjectsandmemberfunctions volatile存取修饰符 修饰符volatile通知编译器 变量值可能由程序中没有显示说明的方式所改变 因此在作编译优化时 不要通过将该变量放入寄存器来提高速度 Volatile原意是 可变的 不稳定的externvolatileclock externconstvolatileclock 1 3 3内联函数 内嵌函数 内置函数inlinefunction 在函数声明或定义的前面加上关键字 inline 该函数就被声明为内联函数 inlineintmax intx inty max被说明为内联函数 intz if x y z x elsez y return z 内联函数的调用方法与普通函数没有区别 类中定义的内联函数Inlinefunction Anyfunctiondefinedwithinaclassbodyisautomaticallyinline classDate intday month year public voidinit date intdd intmm intyy day dd month mm year yy Hereinit dateisainlinefunction 函数调用时的时间开销 1 函数调用时的时间开销 保护现场 恢复现场 2 用关键字inline说明内嵌函数 编译器直接用内嵌函数体的编译代码插入在函数调用语句处 这一过程称为函数的嵌入扩展 利用内嵌函数减少了调用普通函数时的压栈和弹栈操作 从而提高程序的运行速度 3 内嵌函数比带参数的宏的好处 一般情况下 只有较短的函数才定义为内嵌函数 使用内嵌函数实际上是一种增加空间开销以减小时间开销的方法 为什么使用内联函数 Efficiency效率在C程序中 可使用宏macros达到同样的目的 但是宏是通过预处理来处理的 不进行类型检查 容易造成难以发现的错误 宏macros在类的内部不能使用 宏不能作为类的成员 为什么使用内联函数 cont 为了克服宏的上述缺陷 C 引入了内联函数 内联函数具有高效率 而且 进行类型检查 避免出现类型不匹配的错误 可以作为类的成员函数 Toretaintheefficiencyofthepreprocessormacro buttoaddthesafetyandclassscopingoftruefunctions C hastheinlinefunction Howdoinlinefunctionswork编译器处理内联函数的过程 类型检查Typechecking Toassuresafety 将函数代码插入到函数调用处thensubstitutesthefunctionbodyforthefunctioncall这样函数代码将占据更所得存储空间TheinlinecodedoesoccupyspaceTheshort smallandfrequentlycalledfunctionsaresuitableforinlinefunctions 1 3 4函数原型 functionprototype 什么是函数原型 描述函数原型的三大要素 函数名参数类型函数返回值类型函数原型的例子 inttranslate floatx floaty floatz inttranslate float float float 例1 7 voidsqr it functiondeclaration intmain intx x 10 sqr it x printf Thesquareofxis d n x return0 voidsqr it int i i i i 运行时出错 例1 7 本例的C程序能够成功通过诸如TurboC这样的C编译器的检查 但会在运行阶段发生错误 该程序运行后的结构显示如下 Thesquareofxis10Nullpointerassignment 使用函数原型执行强类型检查 例1 8 voidsqr it int i 函数原型intmain intx x 10 sqr it x cout Thesquareofxis x n return0 voidsqr it int i i i i typemismatch类型不匹配 函数原型的作用 C 语言是强类型化语言 任何函数在使用以前必须有该函数的原型说明 以便进行实际参数与形式参数之间的类型匹配检查 函数返回值的类型和函数参数的类型 个数 次序在函数声明 函数定义和函数调用时必须匹配 C 语言的编译器执行上述检查能显著减少很多隐藏的错误 函数原型与C语言的函数类型说明 函数原型是在C语言的函数类型说明 函数声明 的基础上进行扩充后形成的 它不但说明了函数返回值的类型 还要确定函数参数的类型 个数 次序及缺省值 1 3 5带缺省参数的函数 例如 以下函数带有一个缺省值为0的参数 voidmyfunc doubled 0 0 myfunc 198 234 passanexplicitvaluemyfunc letfunctionusedefault 缺省参数的例子 voidDrawCircle intx inty intr 10 DrawCircle 50 20 DrawCircle 50 100 30 带缺省参数函数主要由两个作用 简化编程 有利于程序扩充 而不影响原有代码 1 3 6函数名重载 overload 两或两个以上的函数共享同一个名称 就称为函数名重载 OverloadedFunctionsMultiplefunctionscanhavethesamenamewithdifferentimplementations 函数重载简化了函数调用工作 函数重载的例子 include Overloadabs threewaysintabs intn longabs longn doubleabs doublen prototypeisneccessaryforC compiler 这些都是函数原型 函数重载的例子 main cout Absolutevalueof 10 abs 10 n cout Absolutevalueof 10L abs 10L n cout Absolutevallueof 10 01 abs 10 01 n return0 abs forints abs forintsintabs intn cout Inintergerabs n returnn 0 n n abs forlongs abs forlongslongabs longn cout Inlongabs n returnn 0 n n abs fordoubles abs fordoublesdoubleabs doublen cout Indoubleabs n returnn 0 n n 1 3 7new和delete运算符 在C语言中 使用函数malloc 分配动态内存 用函数free 释放动态内存 在C 语言中 还可以使用运算符new分配动态内存 用delete释放动态内存 new和delete的简单应用 Asimpleexampleofnewanddelete includemain int p p newint allocateroomforaninteger alwaysmakesurethatallocatesucceededif p cout Allocationerror n return1 Asimpleexampleofnewanddelete cont p 1000 cout Hereisintegeratp p n deletep releasememoryreturn0 new和delete的优点 new和delete完成的功能类似于malloc 与free 但它们有几个优点 1 简洁性 能自动计算所要分配的内存的大小 2 可靠性 编译时进行类型检查 3 灵活性 new和delete运算符可以被重载 注意 用new申请的动态内存必须用delete释放 1 3 8引用 reference 引用是一个隐含指针 可以看作变量的另一个名称 别名 引用有三种使用方法 引用作为函数参数 最重要的用法 includevoidf int 引用作为函数参数 继续 f nowusesareferenceparametervoidf int put100intotheargumentusedtocallf 指针参数和引用参数的比较 交换实际参数的值voidswap int x int y inttemp temp x 保存地址x中的值 x y putyintox y temp putxintoy 调用函数swap 时使用变量i和j的地址s 交换实际参数的值voidswap int 引用参数的几个好处 当使用引用参数的时候 传递的是用作参数的变量的地址 1 地址被自动传递 不