簡單程序設(shè)計清華大學鄭莉.pptVIP

第二章 C+簡單程序設(shè)計,清華大學 鄭 莉,C+語言程序設(shè)計,2,本章主要內(nèi)容,C+語言概述 基本數(shù)據(jù)類型和表達式 數(shù)據(jù)的輸入與輸出 算法的基本控制結(jié)構(gòu) 自定義數(shù)據(jù)類型,3,C+語言的產(chǎn)生,C+是從C語言發(fā)展演變而來的，首先是一個更好的C 引入了類的機制，最初的C+被稱為“帶類的C” 1983年正式取名為C+ 從1989年開始C+語言的標準化工作 于1994年制定了ANSI C+標準草案 于1998年11月被國際標準化組織（ISO）批準為國際標準，成為目前的C+,C+語言概述,4,C+的特點,全面兼容C 它保持了C的簡潔、高效和接近匯編語言等特點 對C的類型系統(tǒng)進行了改革和擴充 C+也支持面向過程的程序設(shè)計，不是一個純正的面向?qū)ο蟮恼Z言 支持面向?qū)ο蟮姆椒?C+語言概述,5,C+程序?qū)嵗?-1,/2_1.cpp #include using namespace std; int main() cout“Hello!n“; cout“Welcome to c+!n“; 運行結(jié)果： Hello! Welcome to c+！,C+語言概述,6,C+字符集,大小寫的英文字母：AZ，az 數(shù)字字符：09 特殊字符： 空格 ! # % . , () ,C+語言概述,7,詞法記號,關(guān)鍵字 C+預(yù)定義的單詞 標識符 程序員聲明的單詞，它命名程序正文中的一些實體 文字 在程序中直接使用符號表示的數(shù)據(jù) 操作符 用于實現(xiàn)各種運算的符號 分隔符 () , : ; 用于分隔各個詞法記號或程序正文 空白符 空格、制表符（TAB鍵產(chǎn)生的字符）、換行符（Enter鍵所產(chǎn)生的字符）和注釋的總稱,C+語言概述,8,標識符的構(gòu)成規(guī)則,以大寫字母、小寫字母或下劃線(_)開始。 可以由以大寫字母、小寫字母、下劃線(_)或數(shù)字09組成。 大寫字母和小寫字母代表不同的標識符。,C+語言概述,9,數(shù)據(jù)類型 常量與變量,#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; v=3.14159*r*r*h; coutvendl; ,基本數(shù)據(jù)類型和表達式,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; ,數(shù)據(jù)類型 整型數(shù)據(jù),整型常量,short unsigned short 2字節(jié) int unsigned int 4字節(jié) long unsigned long 4字節(jié),整型變量,基本數(shù)據(jù)類型和表達式,11,數(shù)據(jù)類型 整型數(shù)據(jù)及取值范圍,類型 說明符 位數(shù) 數(shù)值范圍 短整 short 16 -3276832767 基本 int 32 -231(231-1) 長整 long 32 -231(231-1) 無符號 unsigned short 16 065535 unsigned int 32 0(232-1) unsigned long 32 0(232-1),基本數(shù)據(jù)類型和表達式,12,#include using namespace std; int main() const int PRICE=30; int num,total; float v ,r,h; num=10; total=num*PRICE; couttotalendl; r=2.5; h=3.2; v=3.14159*r*r*h; coutvendl; ,數(shù)據(jù)類型 實型數(shù)據(jù),實型常量,float 4字節(jié) 精度：3.41038 7位有效數(shù)字 double 8字節(jié) 精度：1.710308 15位有效數(shù)字 long double 8字節(jié) 精度：1.710308 15位有效數(shù)字,實型變量,默認為double型 后綴 F（或 f） 為 float型 后綴 L（或 l） 為 long double 型,基本數(shù)據(jù)類型和表達式,13,數(shù)據(jù)類型 字符型數(shù)據(jù)（一）,字符常量 單引號括起來的一個字符， 如：a, D, ?, $ 字符變量 用來存放字符常量 例：char c1,c2; c1=a; c2=A; 字符數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的存儲形式 以ASCII碼存儲，占1字節(jié)，用7個二進制位,基本數(shù)據(jù)類型和表達式,14,字符數(shù)據(jù)的使用方法 字符數(shù)據(jù)和整型數(shù)據(jù)之間可以運算。 字符數(shù)據(jù)與整型數(shù)據(jù)可以互相賦值。 字符串常量 例:“CHINA“ “a“ a 所以：char c; c=“a“;,Page 14,數(shù)據(jù)類型 字符型數(shù)據(jù)（二）,基本數(shù)據(jù)類型和表達式,15,數(shù)據(jù)類型 布爾型數(shù)據(jù),布爾型變量的說明： 例：bool flag; 布爾型數(shù)據(jù)的取值： 只有 false 和 true 兩個值,基本數(shù)據(jù)類型和表達式,16,數(shù)據(jù)類型 變量初始化,例： int a=3; double f=3.56; char c=a; int c(5);,Page 16,基本數(shù)據(jù)類型和表達式,17,數(shù)據(jù)類型 混合運算時的類型轉(zhuǎn)換,不同類型數(shù)據(jù)進行混合運算時，C+編譯器會自動進行類型轉(zhuǎn)換。 為了避免不同的數(shù)據(jù)類型在運算中出現(xiàn)類型問題，應(yīng)盡量使用同種類型數(shù)據(jù)。 可以采用強制類型轉(zhuǎn)換： 例如： float c; int a,b; c=float(a)/float(b); 或 c=(float)a/(float)b;,基本數(shù)據(jù)類型和表達式,18,變量的存儲類型,auto 屬于一時性存儲，其存儲空間可以被若干變量多次覆蓋使用。 register 存放在通用寄存器中。 extern 在所有函數(shù)和程序段中都可引用。 static 在內(nèi)存中是以固定地址存放的，在整個程序運行期間都有效。,基本數(shù)據(jù)類型和表達式,19,算術(shù)運算符與算術(shù)表達式,基本算術(shù)運算符 + - * /(若整數(shù)相除，結(jié)果取整) %（取余，操作數(shù)為整數(shù)） 優(yōu)先級與結(jié)合性 先乘除，后加減，同級自左至右 +, -（自增、自減） 例：i+; - j;,Page 19,基本數(shù)據(jù)類型和表達式,20,賦值運算符和賦值表達式 簡單的賦值運算符“=“,舉例 n=n+5 表達式的類型 等號左邊對象的類型 表達式的值 等號左邊對象被賦值后的值,Page 20,基本數(shù)據(jù)類型和表達式,21,賦值運算符和賦值表達式 復(fù)合的賦值運算符,有10種復(fù)合運算符： +=, -=, *=, /=, %=, =,&=,=,|= 例 a+=3 等價于 a=a+3 x*=y+8 等價于 x=x*(y+8),基本數(shù)據(jù)類型和表達式,22,賦值運算符和賦值表達式 賦值表達式舉例,a=5 表達式值為5 a=b=c=5 表達式值為5，a,b,c均為5 a=5+(c=6) 表達式值為11，a為11，c為6 a=(b=4)+(c=6) 表達式值為10，a為10，b為4，c為6 a=(b=10)/(c=2) 表達式值為5，a為5，b為10，c為2 a+=a-=a*a 相當于 a=a+(a=a-a*a),Page 22,基本數(shù)據(jù)類型和表達式,23,逗號運算和逗號表達式,格式 表達式1，表達式2 求解順序及結(jié)果 先求解1，再求解2，最終結(jié)果為表達式2的值 例 a=3*5 , a*4 最終結(jié)果為60,Page 23,基本數(shù)據(jù)類型和表達式,24,關(guān)系運算與關(guān)系表達式,關(guān)系運算是比較簡單的一種邏輯運算，優(yōu)先次序為： = = != 優(yōu)先級相同（高） 優(yōu)先級相同（低） 關(guān)系表達式是一種最簡單的邏輯表達式 其結(jié)果類型為 bool，值只能為 true 或 false。 例如：ab，c=a+b，x+y=3,基本數(shù)據(jù)類型和表達式,25,邏輯運算與邏輯表達式,邏輯運算符 !(非) &(與) |(或) 優(yōu)先次序： 高 低 邏輯表達式 例如：(ab)&(xy) 其結(jié)果類型為 bool，值只能為 true 或 false,基本數(shù)據(jù)類型和表達式,26,條件運算符與條件表達式,一般形式 表達式1？表達式2：表達式3 表達式1 必須是 bool 類型 執(zhí)行順序 先求解表達式1， 若表達式1的值為true，則求解表達式2，表達式2的值為最終結(jié)果 若表達式1的值為false，則求解表達式3，表達式3的值為最終結(jié)果 例： x=ab? a:b;,基本數(shù)據(jù)類型和表達式,27,條件運算符與條件表達式,注意： 條件運算符優(yōu)先級高于賦值運算符，低于邏輯運算符 表達式2、3的類型可以不同，條件表達式的最終類型為 2 和 3 中較高的類型。 例： x=ab? a:b;,基本數(shù)據(jù)類型和表達式,28,sizeof 運算符,語法形式 sizeof (類型名) 或 sizeof (表達式) 結(jié)果值： “類型名”所指定的類型或“表達式”的結(jié)果類型所占的字節(jié)數(shù)。 例： sizeof(short) sizeof(x),基本數(shù)據(jù)類型和表達式,29,位運算按位與（&）,運算規(guī)則 將兩個運算量的每一個位進行邏輯與操作 舉例：計算 3 ,基本數(shù)據(jù)類型和表達式,30,位運算按位或（|）,運算規(guī)則 將兩個運算量的每一個位進行邏輯或操作 舉例：計算 3 | 5 3： 0 0 0 0 0 0 1 1 5：(|) 0 0 0 0 0 1 0 1 3 | 5: 0 0 0 0 0 1 1 1 用途： 將某些位置1，其他位不變。 例如：將 int 型變量 a 的低字節(jié)置 1 ： a = a | 0xff;,基本數(shù)據(jù)類型和表達式,31,位運算按位異或（）,運算規(guī)則 兩個操作數(shù)進行異或： 若對應(yīng)位相同，則結(jié)果該位為 0， 若對應(yīng)位不同，則結(jié)果該位為 1， 舉例：計算 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,基本數(shù)據(jù)類型和表達式,32,位運算按位異或（）,用途： 使特定位翻轉(zhuǎn)（與0異或保持原值，與1異或取反） 例如：要使 01111010 低四位翻轉(zhuǎn)： 0 1 1 1 1 0 1 0 () 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1,基本數(shù)據(jù)類型和表達式,33,位運算取反(),單目運算符，對一個二進制數(shù)按位取反。 例： 025：0000000000010101 025：1111111111101010,基本數(shù)據(jù)類型和表達式,34,位運算移位,左移運算（） 右移后， 低位：舍棄 高位：無符號數(shù)：補0 有符號數(shù)：補“符號位”,基本數(shù)據(jù)類型和表達式,35,運算符優(yōu)先級,+，-，sizeof *, /, % +, - =, != 位運算 & | ?: 賦值運算 逗號運算,低,高,基本數(shù)據(jù)類型和表達式,36,混合運算時數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換 隱含轉(zhuǎn)換,一些二元運算符（算術(shù)運算符、關(guān)系運算符、邏輯運算符、位運算符和賦值運算符）要求兩個操作數(shù)的類型一致。 在算術(shù)運算和關(guān)系運算中如果參與運算的操作數(shù)類型不一致，編譯系統(tǒng)會自動對數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換（即隱含轉(zhuǎn)換），基本原則是將低類型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為高類型數(shù)據(jù)。 char,short,int,unsigned,long,unsigned long,float,double 低 高,基本數(shù)據(jù)類型和表達式,37,混合運算時數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換 隱含轉(zhuǎn)換,當參與運算的操作數(shù)必須是bool型時，如果操作數(shù)是其它類型，編譯系統(tǒng)會自動將非0數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為true，0轉(zhuǎn)換為false。 位運算的操作數(shù)必須是整數(shù)，當二元位運算的操作數(shù)是不同類型的整數(shù)時，也會自動進行類型轉(zhuǎn)換， 賦值運算要求左值與右值的類型相同，若類型不同，編譯系統(tǒng)會自動將右值轉(zhuǎn)換為左值的類型。,基本數(shù)據(jù)類型和表達式,38,混合運算時數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換 強制類型轉(zhuǎn)換,語法形式： 類型說明符(表達式) 或 (類型說明符)表達式 強制類型轉(zhuǎn)換的作用是將表達式的結(jié)果類型轉(zhuǎn)換為類型說明符所指定的類型。,基本數(shù)據(jù)類型和表達式,39,語句,聲明語句 表達式語句 選擇語句 循環(huán)語句 跳轉(zhuǎn)語句 復(fù)合語句 標號語句,40,表達式語句,格式： 表達式； 表達式語句與表達式的區(qū)別： 表達式可以包含在其他表達式中，而語句不可。 例如：if (a=b)0) t=a; 不可寫為：if (a=b;)0) t=a;,語 句,41,復(fù)合語句,將多個語句用一對大括號包圍，便構(gòu)成一個復(fù)合語句 例如 sum=sum+i; i+; ,語 句,42,簡單的輸入、輸出,向標準輸出設(shè)備（顯示器）輸出 例：int x; coutx;,43,順序結(jié)構(gòu) 分支結(jié)構(gòu) 循環(huán)結(jié)構(gòu),算法的基本控制結(jié)構(gòu),44,如何解決分支問題?,例2-2 輸入一個年份，判斷是否閏年。,算法的基本控制結(jié)構(gòu),#include using namespace std; int main() int year; bool IsLeapYear; coutyear; IsLeapYear = (year % 4 = 0 ,45,運行結(jié)果： Enter the year: 2000 2000 is a leap year,46,47,if (表達式) 語句 例：if (xy) couty) coutx; else couty; if (表達式1) 語句1 else if (表達式2) 語句2 else if (表達式3) 語句3 else 語句 n,if 語句 三種形式,算法的基本控制結(jié)構(gòu),48,如何解決多分問題?,例2-3 輸入兩個整數(shù)，比較兩個數(shù)的大小。,算法的基本控制結(jié)構(gòu),#include using namespace std; int main() int x,y; coutxy; if (x!=y) if (xy) couty“endl; else cout“xy“endl; else cout“x=y“endl; ,49,運行結(jié)果1： Enter x and y:5 8 xy,50,51,一般形式 if( ) if( ) 語句 1 else 語句 2 else if( ) 語句 3 else 語句 4 注意 語句 1、2、3、4 可以是復(fù)合語句，每層的 if 與 else 配對，或用 來確定層次關(guān)系。,算法的基本控制結(jié)構(gòu),52,特殊的多分支結(jié)構(gòu),例2-4 輸入一個06的整數(shù)，轉(zhuǎn)換成星期輸出。,算法的基本控制結(jié)構(gòu),#include using namespace std; int main() int day; cin day; switch (day) case 0: cout“Sunday“endl; break; case 1: cout“Monday“endl; break; case 2: cout“Tuesday“endl; break; case 3: cout“Wednesday“endl; break; case 4: cout“Thursday“endl; break; case 5: cout“Friday“endl; break; case 6: cout“Saturday“endl; break; default: cout“Day out of range Sunday Saturday“ endl; break; ,53,54,一般形式 switch (表達式) case 常量表達式 1：語句1 case 常量表達式 2：語句2 case 常量表達式 n：語句n default : 語句n+1 ,switch 語句,執(zhí)行順序 以case中的常量表達式值為入口標號，由此開始順序執(zhí)行。因此，每個case分支最后應(yīng)該加break語句。,算法的基本控制結(jié)構(gòu),55,使用switch語句應(yīng)注意的問題,case分支可包含多個語句，且不用 。 表達式、判斷值都是int型或char型。 若干分支執(zhí)行內(nèi)容相同可共用一組語句。,算法的基本控制結(jié)構(gòu),56,如何有效地完成重復(fù)工作,例2-5 求自然數(shù)110之和 分析：本題需要用累加算法，累加過程是一個循環(huán)過程，可以用while語句實現(xiàn)。,算法的基本控制結(jié)構(gòu),#include using namespace std; int main() int i(1), sum(0); while(i=10) sum+=i; /相當于sum=sum+i; i+; cout“sum=“sum endl; ,運行結(jié)果： sum=55,57,58,while 語句,形式 while (表達式) 語句,執(zhí)行順序 先判斷表達式的值，若為 true 時，執(zhí)行語句。,算法的基本控制結(jié)構(gòu),59,先執(zhí)行循環(huán)體，后判斷條件的情況,例2-6 輸入一個整數(shù)，將各位數(shù)字反轉(zhuǎn)后輸出。,算法的基本控制結(jié)構(gòu),#include using namespace std; int main() int n, right_digit, newnum = 0; cout n; cout “The number in reverse order is “; do right_digit = n % 10; cout right_digit; n /= 10; /相當于n=n/10 while (n != 0); coutendl; ,60,運行結(jié)果： Enter the number: 365 The number in reverse order is 563,61,62,do-while 語句,一般形式 do 語句 while (表達式),執(zhí)行順序 先執(zhí)行循環(huán)體語句，后判斷條件。 表達式為 true 時，繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)體 與while 語句的比較： While 語句執(zhí)行順序 先判斷表達式的值，為true 時，再執(zhí)行語句,算法的基本控制結(jié)構(gòu),對比下列程序：,程序1： #include using namespace std; int main() int i,sum(0); cini; while(i=10) sum+=i; i+; cout“sum=“sum endl; ,算法的基本控制結(jié)構(gòu),程序2： #include using namespace std; int main() int i, sum(0); cini; do sum+=i; i+; while(i=10)； cout“sum=“sum endl; ,63,64,for 語句,語法形式 for (表達式1；表達式2；表達式3) 語句,算法的基本控制結(jié)構(gòu),65,例2-8,輸入一個整數(shù)，求出它的所有因子。,算法的基本控制結(jié)構(gòu),#include using namespace std; int main() int n, k; cout n; cout “Number “ n “ Factors “; for (k=1; k = n; k+) if (n % k = 0) cout k “ “; cout endl; ,66,運行結(jié)果1： Enter a positive integer: 36 Number 36 Factors 1 2 3 4 6 9 12 18 36 運行結(jié)果2： Enter a positive integer: 7 Number 7 Factors 1 7,67,68,例2-9 編寫程序輸出以下圖案,* * * * * * *,算法的基本控制結(jié)構(gòu),#include using namespace std; int main() int i,j,n=4; for(i=1;i=n;i+) /輸出前4行圖案 for(j=1;j=30;j+) cout ; /在圖案左側(cè)空30列 for(j=1; j=8-2*i ;j+) cout ; for(j=1; j=2*i-1 ;j+) cout*; coutendl; ,69,for(i=1;i=n-1;i+) /輸出后3行圖案 for(j=1;j=30;j+) cout ; /在圖案左側(cè)空30列 for(j=1; j=7-2*i ;j+) cout*; coutendl; ,70,71,循環(huán)結(jié)構(gòu)與選擇結(jié)構(gòu)相互嵌套,#include using namespace std; int main() int n； for(n=100; n=200; n+) if (n%3!=0) coutn; ,算法的基本控制結(jié)構(gòu),72,例2-10,讀入一系列整數(shù)，統(tǒng)計出正整數(shù)個數(shù)i和負整數(shù)個數(shù)j,讀入0則結(jié)束。 分析： 需要讀入一系列整數(shù)，但是整數(shù)個數(shù)不定，要在每次讀入之后進行判斷，因此使用while循環(huán)最為合適。循環(huán)控制條件應(yīng)該是n!=0。由于要判斷數(shù)的正負并分別進行統(tǒng)計，所以需要在循環(huán)內(nèi)部嵌入選擇結(jié)構(gòu)。,算法的基本控制結(jié)構(gòu),#include using namespace std; int main() int i=0,j=0,n; coutn; while( n!=0 ) if(n0) i+; if(nn ; cout“正整數(shù)個數(shù)：“i “ 負整數(shù)個數(shù)：“jendl; ,73,74,break 和 continue 語句,break語句 使程序從循環(huán)體和switch語句內(nèi)跳出，繼續(xù)執(zhí)行邏輯上的下一條語句。不宜用在別處。 continue 語句 結(jié)束本次循環(huán)，接著判斷是否執(zhí)行下一次循環(huán)。,算法的基本控制結(jié)構(gòu),75,typedef語句,為一個已有的數(shù)據(jù)類型另外命名 語法形式 typedef 已有類型名 新類型名表; 例如 typedef double area,volume; typedef int natural; natural i1,i2; area a; volume v;,自定義數(shù)據(jù)類型,76,枚舉類型enum,只要將需要的變量值一一列舉出來，便構(gòu)成了一個枚舉類型。 枚舉類型的聲明形式如下： enum 枚舉類型名 變量值列表; 例如： enum weekday sun,mon,tue,wed,thu,fri,sat;,自定義數(shù)據(jù)類型,77,枚舉類型enum,枚舉類型應(yīng)用說明： 對枚舉元素按常量處理，不能對它們賦值。例如，不能寫：sun=0; 枚舉元素具有默認值，它們依次為： 0,1,2,。 也可以在聲明時另行指定枚舉元素的值，如： enum weekdaysun=7,mon=1,tue,wed,thu,fri,sat; 枚舉值可以進行關(guān)系運算。 整數(shù)值不能直接賦給枚舉變量，如需 要將整數(shù)賦值給枚舉變量，應(yīng)進行強 制類型轉(zhuǎn)換。,自定義數(shù)據(jù)類型,78,例2-11,設(shè)某次體育比賽的結(jié)果有四種可能：勝（win）、負（lose）、平局（tie）、比賽取消（cancel），編寫程序順序輸出這四種情況。 分析：由于比賽結(jié)果只有四種可能，所以可以聲明一個枚舉類型，聲明一個枚舉類型的變量來存放比賽結(jié)果。,自定義數(shù)據(jù)類型,#include using namespace std; enum game_result WIN, LOSE, 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 “and we lost.“; cout “n“; return 0; ,79,運行結(jié)果 The game was played and we won! The game was played and we lost. The game was played The game was cancelled,80,81,結(jié)構(gòu)體結(jié)構(gòu)的聲明,結(jié)構(gòu)的概念 結(jié)構(gòu)是由不同數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)組成的