第1章C++初步知識

第1章C++的初步知識1.1C++概述1.2面向過程的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法1.3面向?qū)ο蟮姆椒?.4簡單的C++程序1.5C++程序的構(gòu)成和書寫形式1.6C++程序的開發(fā)步驟及開發(fā)環(huán)境1.1C++概述C++語言是在C語言的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，而C語言是在20世紀70年代的B語言基礎(chǔ)上開發(fā)出來的。C語言同當時常用的其它高級語言一樣，都是面向過程的。C++作為C的繼承者，在支持面向過程的的程序設(shè)計的同時，又可以進行以抽象數(shù)據(jù)類型為特點的基于對象的程序設(shè)計，還可以進行以繼承和多態(tài)為特點的面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計。C++是一種混合型程序設(shè)計語言。C++標準C++真正正式公布的標準就三個：C++98、C++03、C++11。其中C++98是第一個正式C++標準，C++03是在C++98上面進行了小幅度的修訂，C++11（2011年8月12日公布）則是一次全面的大進化。其實C++在第一個標準C++98之前就已經(jīng)廣為使用了。只不過那時候還沒有一個官方的統(tǒng)一標準，后來才開始起草標準草案，直到98年才最終發(fā)布。1.2面向過程的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法設(shè)計思路：采用模塊分解與功能抽象，自頂向下，逐步求精的設(shè)計方法。程序結(jié)構(gòu)：①按功能劃分為若干個基本模塊，形成一個樹狀結(jié)構(gòu)。②各模塊間的關(guān)系盡可能簡單，功能上相對獨立。③每一模塊內(nèi)部均是由順序、選擇和循環(huán)三種基本結(jié)構(gòu)組成。④其模塊化實現(xiàn)的具體方法是使用子程序。優(yōu)點：有效地將一個復(fù)雜的程序系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)分解成許多易于控制和處理的子任務(wù)，便于開發(fā)和維護。缺點：可重用性差，數(shù)據(jù)安全性差，難以開發(fā)圖形界面的應(yīng)用。1.3面向?qū)ο蟮姆椒嫦驅(qū)ο蠓椒ǖ奶攸c：①將數(shù)據(jù)及對數(shù)據(jù)的操作方法封裝在一起，作為一個相互依存，不可分離的整體――對象。②對同類型對象抽象出其共性，形成類。③類通過一個簡單的外部接口與外界發(fā)生聯(lián)系。④對象與對象之間通過消息進行通訊。1.4簡單的C++程序#include<iostream>//包含頭文件iostreamusingnamespacestd;/*使用命名空間std*/intmain(){ cout<<"HelloWorld!\n"; return0;}C++程序結(jié)構(gòu)由注釋、編譯預(yù)處理和程序主體組成。①注釋有兩種形式：//、/*…*/。②每個以符號“?！遍_頭的行稱為編譯預(yù)處理行。“＃include”稱為文件包含預(yù)處理命令，“include<iostream>”的作用是在編譯之前將文件“iostream”的內(nèi)容增加（包含）到程序中，iostream是系統(tǒng)定義的一個“頭文件”，它設(shè)置了C++的I/O相關(guān)環(huán)境，定義輸入輸出流對象cout與cin等。③“usingnamespacestd”的意思是使用命名空間“std”。C++標準庫中的類和函數(shù)是在命名空間std中聲明的，因此程序中如果需要用到這些類和函數(shù)，就需要用“usingnamespacestd;”作聲明，表示要用到命名空間std中的內(nèi)容。④程序主體由一個或多個函數(shù)組成，有且只有一個函數(shù)是程序執(zhí)行的入口，這個函數(shù)稱為主函數(shù)（main函數(shù)）。⑤main函數(shù)的返回值在標準C++中，main函數(shù)的返回類型必須為int，這樣返回值才能傳遞給程序的激活者（如操作系統(tǒng)）。雖然在一些編譯器中，voidmain()可以通過編譯（如vc6），但并非所有編譯器都支持voidmain，如果你想你的程序擁有很好的可移植性，請一定要用intmain()。如果main函數(shù)的最后沒有寫return語句的話，C++98規(guī)定編譯器要自動在生成的目標文件中（如exe文件）加入return0;，表示程序正常退出，返回值非0則表示失敗。注意vc6也不支持這個特性，不會在目標文件中加入return0。例求a和b兩個數(shù)之和。//求兩數(shù)之和(本行是注釋行)#include<iostream>//預(yù)處理命令usingnamespacestd;//使用命名空間stdintmain()//主函數(shù)首部{//函數(shù)體開始 inta,b,sum;//定義變量 cin>>a>>b;//輸入語句 sum=a+b;//賦值語句 cout<<"a+b="<<sum<<endl;//輸出語句 return0;//如程序正常結(jié)束，向操作系統(tǒng)返回一個零值}//函數(shù)結(jié)束例給兩個數(shù)x和y，求兩數(shù)中的大者。#include<iostream>//預(yù)處理命令usingnamespacestd;intmax(intx,inty);//聲明max函數(shù)，函數(shù)值為整型，形式參數(shù)x，y為整型intmain()//主函數(shù){ inta,b,m;//變量聲明 cin>>a>>b;//輸入變量a和b的值 m=max(a,b);//調(diào)用max函數(shù)，將得到的值賦給m cout<<"max="<<m<<'\n';//輸出大數(shù)m的值 return0;//如程序正常結(jié)束，向操作系統(tǒng)返回一個零值}intmax(intx,inty)//定義max函數(shù){//max函數(shù)體開始 intz;//變量聲明，定義本函數(shù)中用到的變量z為整型 if(x>y)//if語句，如果x>y，則將x的值賦給z，否則，將y的值賦給z z=x; else z=y; return(z);//將z的值返回，通過max帶回調(diào)用處}//max函數(shù)結(jié)束例包含類的C++程序。#include<iostream>//預(yù)處理命令usingnamespacestd;classStudent//聲明一個類，類名為Student{private://以下為類中的私有部分 intnum;//私有變量num intscore;//私有變量scorepublic://以下為類中的公用部分 voidsetdata()//定義公用函數(shù)setdata { cin>>num;//輸入num的值 cin>>score;//輸入score的值 } voiddisplay()//定義公用函數(shù)display { cout<<"num="<<num<<endl;//輸出num的值 cout<<"score="<<score<<endl;//輸出score的值 }};在一個類中包含兩種成員：數(shù)據(jù)和函數(shù)，分別稱為數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)。在C++中把一組數(shù)據(jù)和有權(quán)調(diào)用這些數(shù)據(jù)的函數(shù)封裝在一起，組成一種稱為“類(class)”的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)成員是類的屬性，成員函數(shù)是用來對數(shù)據(jù)成員進行操作的。Studentstud1,stud2;//定義stud1和stud2為Student類的變量，稱為對象intmain()//主函數(shù)首部{ stud1.setdata();//調(diào)用對象stud1的setdata函數(shù) stud2.setdata();//調(diào)用對象stud2的setdata函數(shù) stud1.display();//調(diào)用對象stud1的display函數(shù) stud2.display();//調(diào)用對象stud2的display函數(shù) return0;}程序運行情況如下：100198.5↙(輸入學(xué)生1的學(xué)號和成績)100276.5↙(輸入學(xué)生2的學(xué)號和成績)num=1001(輸出學(xué)生1的學(xué)號)score=98.5(輸出學(xué)生1的成績)num=1002(輸出學(xué)生2的學(xué)號)score=76.5(輸出學(xué)生2的成績)具有“類”類型特征的變量稱為“對象”(object)。在一個類中包含兩種成員：數(shù)據(jù)和函數(shù)，分別稱為數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)。在C++中把一組數(shù)據(jù)和有權(quán)調(diào)用這些數(shù)據(jù)的函數(shù)封裝在一起，組成一種稱為“類(class)”的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。類可以體現(xiàn)數(shù)據(jù)的封裝性和信息隱蔽。在上面的程序中，在聲明Student類時，把類中的數(shù)據(jù)和函數(shù)分為兩大類：private(私有的)和public(公用的)。把全部數(shù)據(jù)(num,score)指定為私有的，把全部函數(shù)(setdata,display)指定為公用的。在大多數(shù)情況下，會把所有數(shù)據(jù)指定為私有，以實現(xiàn)信息隱蔽。1.5C++程序的構(gòu)成和書寫形式C++程序的結(jié)構(gòu)和書寫格式歸納如下：⑴一個C++程序可以由一個程序單位或多個程序單位構(gòu)成。每一個程序單位作為一個文件。在程序編譯時，編譯系統(tǒng)分別對各個文件進行編譯，因此，一個文件是一個編譯單元。⑵在一個程序單位中，可以包括以下幾個部分：①預(yù)處理命令。上節(jié)4個程序中都包括#include命令。②全局聲明部分(在函數(shù)外的聲明部分)。在這部分中包括對用戶自己定義的數(shù)據(jù)類型的聲明和程序中所用到的變量的定義。③函數(shù)。函數(shù)是實現(xiàn)操作的部分，因此函數(shù)是程序中必須有的和最基本的組成部分。每一個程序必須包括一個或多個函數(shù)，其中必須有一個(而且只能有一個)主函數(shù)(main函數(shù))。但是并不要求每一個程序文件都必須具有以上3個部分，可以缺少某些部分(包括函數(shù))。⑶一個函數(shù)由兩部分組成:①函數(shù)首部，即函數(shù)的第一行。包括函數(shù)名、函數(shù)類型、函數(shù)屬性、函數(shù)參數(shù)(形參)名、參數(shù)類型。一個函數(shù)名后面必須跟一對圓括號，函數(shù)參數(shù)可以缺省，如intmain()。②函數(shù)體，即函數(shù)首部下面的大括號內(nèi)的部分。如果在一個函數(shù)中有多個大括號，則最外層的一對{}為函數(shù)體的范圍。函數(shù)體一般包括：局部聲明部分(在函數(shù)內(nèi)的聲明部分)。包括對本函數(shù)中所用到的類型、函數(shù)的聲明和變量的定義。對數(shù)據(jù)的聲明既可以放在函數(shù)之外(其作用范圍是全局的)，也可以放在函數(shù)內(nèi)(其作用范圍是局部的，只在本函數(shù)內(nèi)有效)。執(zhí)行部分。由若干個執(zhí)行語句組成，用來進行有關(guān)的操作，以實現(xiàn)函數(shù)的功能。⑷語句包括兩類。一類是聲明語句，另一類是執(zhí)行語句。C++對每一種語句賦予一種特定的功能。語句是實現(xiàn)操作的基本成分，顯然，沒有語句的函數(shù)是沒有意義的。C++語句必須以分號結(jié)束。⑸一個C++程序總是從main函數(shù)開始執(zhí)行的，而不論main函數(shù)在整個程序中的位置如何。⑹類(class)是C++新增加的重要的數(shù)據(jù)類型，是C++對C的最重要的發(fā)展。有了類，就可以實現(xiàn)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法中的封裝、信息隱蔽、繼承、派生、多態(tài)等功能。在一個類中可以包括數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)，他們可以被指定為私有的(private)和公用的(public)屬性。私有的數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)只能被本類的成員函數(shù)所調(diào)用。⑺C++程序書寫格式自由，一行內(nèi)可以寫幾個語句，一個語句可以分寫在多行上。C++程序沒有行號，也不像FORTRAN或COBOL那樣嚴格規(guī)定書寫格式(語句必須從某一列開始書寫)。⑻一個好的、有使用價值的源程序都應(yīng)當加上必要的注釋，以增加程序的可讀性。C++還保留了C語言的注釋形式，可以用“/*……*/”對C++程序中的任何部分作注釋。在“/*”和“*/”之間的全部內(nèi)容作為注釋。用“//”作注釋時，有效范圍只有一行，即本行有效，不能跨行。而用“/*……*/”作注釋時有效范圍為多行。只要在開始處有一個“/*”，在最后一行結(jié)束處有一個“*/”即可。因此，一般習慣是：內(nèi)容較少的簡單注釋常用“//”，內(nèi)容較長的常用“/*……*/”。1.