編寫(xiě)OI程序時(shí)可能會(huì)用到的C語(yǔ)法

1、信息學(xué)競(jìng)賽中可能用到的C+語(yǔ)法馮文科雖然我們總是習(xí)慣寫(xiě)“C/C+”，其實(shí)大家都知道C與C+是兩種不同的語(yǔ)言：C+是C的“超集”它“幾乎”完全兼容C的語(yǔ)法，同時(shí)也提供非常多特有的語(yǔ)法與概念。本文并不想全面介紹C+的語(yǔ)法與概念那足夠?qū)懸槐疽淮缍嗪竦膶I(yè)書(shū)籍只是將信息學(xué)競(jìng)賽中可能要用到的C+語(yǔ)法做個(gè)簡(jiǎn)要介紹，它們的加入將使您原有的C程序更簡(jiǎn)潔、清晰，書(shū)寫(xiě)更方便。首先要說(shuō)明的一點(diǎn)是：C+程序源文件的擴(kuò)展名是“cpp”，而不是C程序的“c”，這也是多數(shù)編譯器識(shí)別一個(gè)源程序是C+程序還是C程序的標(biāo)準(zhǔn)。由于C+是C的“超集”，因此您可以在“*.cpp”文件中原樣書(shū)寫(xiě)C程序而且“幾乎”不會(huì)遇到什么問(wèn)題。特別強(qiáng)

2、調(diào)：本文中介紹的語(yǔ)法，都是只能在“*.cpp”文件中使用的C+語(yǔ)法，C語(yǔ)言的編譯器不會(huì)編譯通過(guò)。（本文中所有源程序都在Dev-C+中編譯通過(guò)。）一、輸入輸出流。C+中對(duì)輸入輸出部分做了很大的修改，C語(yǔ)言中使用scanf、fscanf、printf、fprintf進(jìn)行的輸入輸出工作都由對(duì)“流(stream)”的操作代替了。您可以向一個(gè)輸出流中用“<<”符號(hào)“插入”一些內(nèi)容相當(dāng)于輸出，也可以用“>>”符號(hào)從一個(gè)輸入流中“提取”一些內(nèi)容相當(dāng)于輸入。例1（從鍵盤(pán)讀入及向屏幕輸出）從鍵盤(pán)讀入兩個(gè)整數(shù)，由小到大排序后輸出，用空格分開(kāi)。源程序#include <iostream

3、>/要使用輸入輸出流必須的頭文件,注意沒(méi)有“.h”using namespace std; /要使用cin與cout必須包括的命名空間int main(int argc, char *argv) int a, b; cin>>a>>b;/cin是標(biāo)準(zhǔn)輸入流，此語(yǔ)句從鍵盤(pán)輸入兩個(gè)整數(shù)，依次存入a、b中 if(a<b) cout<<a<<' '<<b<<endl;/cout是標(biāo)準(zhǔn)輸出流，輸出到屏幕 else cout<<b<<' '<<a<&

4、lt;endl;/依次將“<<”連接的各項(xiàng)輸出，endl表示換行 return EXIT_SUCCESS;若從鍵盤(pán)輸入：43則輸出34通過(guò)上面的例子，相信您已經(jīng)對(duì)輸入輸出流的使用有了一個(gè)大概的了解。下面一個(gè)例子演示如何利用輸入輸出流對(duì)文本文件進(jìn)行讀寫(xiě)操作，您也將從這個(gè)例子開(kāi)始逐漸看到C+語(yǔ)法的方便之處。例2（文件的輸入輸出）從文件in.txt中輸入兩個(gè)整數(shù)，由小到大排序后輸出到out.txt中，用空格分開(kāi)。源程序#include <fstream>/要使用文件輸入輸出流必須的頭文件using namespace std; /要使用ifstream與ofstream必須的

5、命名空間ifstream inf("in.txt"); /定義文件輸入流inf，并關(guān)聯(lián)到in.txtofstream ouf("out.txt");/定義文件輸出流ouf，并關(guān)聯(lián)到out.txtint main(int argc, char *argv) int a, b; inf>>a>>b;/從inf中輸入兩個(gè)整數(shù) if(a<b) ouf<<a<<' '<<b<<endl;/向ouf輸出結(jié)果。 else ouf<<b<<' &

6、#39;<<a<<endl; return EXIT_SUCCESS;如果in.txt的內(nèi)容為：43則out.txt的內(nèi)容為：34由例2可以看出，對(duì)文本文件的輸入輸出與標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出從格式上講是一致的，只是需要定義一下文件輸入輸出流，且定義時(shí)只需說(shuō)明文件名即可，文件的打開(kāi)與關(guān)閉動(dòng)作是C+自動(dòng)完成的，用戶不必處理，這樣就不會(huì)出現(xiàn)忘記關(guān)閉文件而丟失數(shù)據(jù)的情況了。二、“/”開(kāi)始的單行注釋。上面的兩個(gè)例子中其實(shí)已經(jīng)使用這個(gè)語(yǔ)法了，一個(gè)語(yǔ)句行中從“/”開(kāi)始后面的文字都是注釋換行后就不是了，因此這是“單行注釋”，與常用的“/*”、“*/”不同。三、有了bool類型。C+也有“真正”的

7、布爾類型了，就是“bool”，布爾型的變量可以有兩個(gè)值true和false。其中“bool”、“true”和“false”都成為了C+的關(guān)鍵字。四、可以按需要隨時(shí)定義變量。在C語(yǔ)言中，變量只能定義在所有可執(zhí)行語(yǔ)句之前，這樣，每當(dāng)我們需要定義一個(gè)新變量時(shí)，都要向前翻。在C+中就不用，您可以“隨時(shí)隨地”地定義變量，當(dāng)然，同一作用域中的變量仍然是不準(zhǔn)重名的。這在下面的例子中可以看到。五、結(jié)構(gòu)體（struct）的名稱、共用體（union）的名稱及枚舉（enum）的名稱都可以直接用做類型名而定義變量。直接用一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明即可。例3（結(jié)構(gòu)體語(yǔ)法）從文件in.txt中讀入十個(gè)學(xué)生的姓名與成績(jī)，將學(xué)生信息按成

8、績(jī)由大到小排序后輸出到out.txt中，每個(gè)學(xué)生一行。源程序#include <fstream>using namespace std;#define N 10ifstream inf("in.txt");ofstream ouf("out.txt");struct stu/定義結(jié)構(gòu)體stu char name20; int score;int main(int argc, char *argv) int i; stu data10; /結(jié)構(gòu)體名稱“stu”可以直接用于定義變量 for(i=0;i<N;i+) /輸入 inf>&g

9、t;>>datai.score; int j; /在使用前定義變量 for(i=0;i<N-1;i+)/以score為鍵值的大數(shù)上浮的冒泡排序 for(j=N-1;j>i;j-) if(dataj.score>dataj-1.score) stu t; t=dataj; dataj=dataj-1; dataj-1=t; for(i=0;i<N;i+) /輸出 ouf<<<<' '<<datai.score<<endl; return EXIT_SUCCE

10、SS;如果in.txt的內(nèi)容為：zhang 80wang 74li 95zhao 96chen 90xiao 100qian 80sun 66liu 75dong 80則out.txt的內(nèi)容為：xiao 100zhao 96li 95chen 90zhang 80qian 80dong 80liu 75wang 74sun 66六、new與delete。new與delete都是C+的關(guān)鍵字，用于動(dòng)態(tài)申請(qǐng)與歸還內(nèi)存，比C語(yǔ)言中原有的malloc與free函數(shù)要方便。例4（new與delete）new與delete的練習(xí)。源程序#include <iostream>using name

11、space std;int main(int argc, char *argv) int *p; p=new int;/為指針p申請(qǐng)一個(gè)整數(shù)的空間，new后的類型必須與*p的類型一致 *p=3; cout<<*p<<endl; delete p; /歸還空間，不必指出歸還多少 return EXIT_SUCCESS;程序最終輸出：3new與delete的另一個(gè)用途就是動(dòng)態(tài)數(shù)組即事先無(wú)法確定大小的數(shù)組，使用時(shí)按需分配空間，這里要用到C語(yǔ)言的一個(gè)概念：一維數(shù)組名實(shí)際是指針變量。例5（動(dòng)態(tài)數(shù)組）文件in.txt中有n個(gè)學(xué)生的姓名和成績(jī)，請(qǐng)將學(xué)生信息按成績(jī)由大到小排序后輸出到o

12、ut.txt文件中。每個(gè)學(xué)生一行。in.txt文件的結(jié)構(gòu)為：首行一個(gè)整數(shù)，表示學(xué)生個(gè)數(shù)n，以下n行每行一個(gè)姓名與成績(jī)，用空格分開(kāi)。源程序#include <fstream>using namespace std;ifstream inf("in.txt");ofstream ouf("out.txt");struct stu char name20; int score;int main(int argc, char *argv) int i, n; stu *data; /定義一個(gè)stu的指針，用于分配數(shù)組 inf>>n; da

13、ta=new stun; /分配n個(gè)stu的空間，由data指向 for(i=0;i<n;i+) inf>>>>datai.score; /使用時(shí)與靜態(tài)數(shù)組沒(méi)區(qū)別 int j; for(i=0;i<n-1;i+) for(j=n-1;j>i;j-) if(dataj.score>dataj-1.score) stu t; t=dataj; dataj=dataj-1; dataj-1=t; for(i=0;i<n;i+) ouf<<<<' '<<da

14、tai.score<<endl; delete data; /回收空間，注意回收數(shù)組空間要用，不必指定歸還大小 return EXIT_SUCCESS;七、引用變量在C語(yǔ)言中，函數(shù)的參數(shù)可以用數(shù)值變量或指針來(lái)傳遞。在C+中，函數(shù)的參數(shù)有了第三種傳遞方法引用傳遞。效果上等同于PASCAL中的var變量，可以在函數(shù)中修改變量的實(shí)際參數(shù)的值。比如下面的例子就使用了引用參數(shù)。例6（引用參數(shù)）寫(xiě)一個(gè)函數(shù)，交換兩個(gè)變量的值。源程序#include <iostream>using namespace std;void swap(int &a, int &b)/引用參數(shù)

15、，形參前加&符號(hào)表示引用 int t; t=a;/交換變量的值 a=b; b=t;int main(int argc, char *argv) int a, b; cin>>a>>b; cout<<a<<' '<<b<<endl; swap(a, b);/實(shí)現(xiàn)變量值的交換 cout<<a<<' '<<b<<endl; return EXIT_SUCCESS;如果輸入23則輸出2332八、結(jié)構(gòu)體的構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)原本是

16、“類”中的概念，但在結(jié)構(gòu)體中也可以使用。大家知道結(jié)構(gòu)體中可以包括各種各樣的變量，稱做它的“成員”。在C+中，結(jié)構(gòu)體里面甚至可以包括函數(shù)，稱為它的“方法”。其中最重要的兩個(gè)方法就是構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)。構(gòu)造函數(shù)是在定義結(jié)構(gòu)體變量（或用new分配空間時(shí)）被自動(dòng)運(yùn)行的函數(shù)，而析構(gòu)函數(shù)則是當(dāng)變量退出作用域（或用delete歸還空間）時(shí)被自動(dòng)運(yùn)行的函數(shù)。因此在構(gòu)造函數(shù)中通常放入初始化的代碼，比如指針清NULL之類，而在析構(gòu)函數(shù)中，大多放入清理代碼，比如歸還申請(qǐng)的空間等。由于這兩種函數(shù)是被自動(dòng)運(yùn)行的，因此可以避免結(jié)構(gòu)體成員沒(méi)有初始化、內(nèi)存沒(méi)有回收等問(wèn)題。構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)可以象定義變量一樣寫(xiě)在結(jié)構(gòu)體中，但名

17、字是確定的：構(gòu)造函數(shù)必須與結(jié)構(gòu)體名稱相同，析構(gòu)函數(shù)必須是結(jié)構(gòu)體名稱前加“”符號(hào)。下面通過(guò)一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明。例7（結(jié)構(gòu)體中的構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)）從輸入文件in.txt中讀入n（n>=10000）個(gè)整數(shù)，然后查找m（m>=5000）個(gè)整數(shù)是否在其中，并將結(jié)果輸出到out.txt中。in.txt的結(jié)構(gòu)：首行兩個(gè)整數(shù)，分別表示n和m，其后是n+m行，每行一個(gè)整數(shù)。前n行是原始整數(shù)，后m行是待查整數(shù)。out.txt中輸出m行，每行一個(gè)整數(shù)，表示待查的整數(shù)，空格后是“IN”或“OUT”，表示該數(shù)是否在原始集合中，輸出時(shí)請(qǐng)保持輸入時(shí)m個(gè)數(shù)的前后次序。算法分析由于原始集合較大，采用順序查找明顯是不行

18、的。因此決定使用二叉搜索樹(shù)（BST，當(dāng)然也可以考慮快速排序后的二分或用哈希表）。源程序#include <fstream>using namespace std;struct node /二叉樹(shù)結(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)體 int data; node *left, *right; node() /構(gòu)造函數(shù)，使初始化工作自動(dòng)完成，函數(shù)名與結(jié)構(gòu)體名相同 left=NULL; right=NULL; node() /析構(gòu)函數(shù)，使清理工作自動(dòng)完成，函數(shù)名為結(jié)構(gòu)體名前加“” left=NULL; right=NULL; ;node *root=NULL;/BST的根int n, m;ifstream inf

19、("in.txt");ofstream ouf("out.txt");void build()/構(gòu)造BST int i, d; inf>>d; root=new node; /先讀入一個(gè)，建個(gè)“最小的樹(shù)” root->data=d; for(i=0;i<n-1;i+) /讀入剩余的n-1個(gè)數(shù)，插入到BST中 inf>>d; node *temp; temp=root; while(true) if(d>temp->data)/向右枝查找 if(temp->right!=NULL) temp=temp-

20、>right; else temp->right=new node; /插入 temp=temp->right; temp->data=d;/只處理data即可，left與right/已經(jīng)在new時(shí)通過(guò)構(gòu)造函數(shù)自動(dòng)設(shè)置為NULL了。 break; else if(d<temp->data)/向左枝查找 if(temp->left!=NULL) temp=temp->left; else temp->left=new node;/插入 temp=temp->left; temp->data=d; break; else /出現(xiàn)相同整數(shù)，則不再處理 break; bool search(int d)/查找BST node *tem