C++程序設(shè)計(譚浩強完整版) - 運算符、表達式

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C++程序設(shè)計

譚浩強編著清華大學(xué)出版社課件制作：南京理工大學(xué)陳清華朱紅2第一章C++概述C++語言發(fā)展歷史

自從1946年第一臺電子數(shù)字計算機ENIAC問世以來，隨著計算機應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大，促進了計算機技術(shù)的高速發(fā)展，尤其是近年來計算機的硬件和軟件都是日新月異。作為應(yīng)用計算機的一種工具—程序設(shè)計語言，得到不斷的充實和完善。每年都有新的程序設(shè)計語言問世，老的程序設(shè)計語言不斷地更新?lián)Q代。320世紀(jì)60年代，MartinRichards為計算機軟件人員在開發(fā)系統(tǒng)軟件時，作為記述語言使用而開發(fā)了BCPL語言(BasicCombinedProgrammingLanguage)。1970年，KenThompson在繼承BCPL語言的許多優(yōu)點的基礎(chǔ)上發(fā)明了實用的B語言。到了1972年，貝爾實驗室的DennisRitchie和Briankernighan在B語言的基礎(chǔ)上,作了進一步的充實和完善，設(shè)計出了C語言。當(dāng)時，設(shè)計C語言是為了編寫UNIX操作系統(tǒng)的。以后,C語言經(jīng)過多次改進,并開始流行。C++是在C語言的基礎(chǔ)上發(fā)展和完善的，而C是吸收了其它語言的優(yōu)點逐步成為實用性很強的語言。4C語言的主要特點是：1、C語言是一種結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計語言，語言本身簡潔、使用靈活方便。既適用于設(shè)計和編寫大的系統(tǒng)程序，又適用于編寫小的控制程序，也適用科學(xué)計算。2、它既有高級語言的特點，又具有匯編語言的特點。運算符豐富，除了提供對數(shù)據(jù)的算術(shù)邏輯運算外，還提供了二進制的位運算。并且也提供了靈活的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。用C語言編寫的程序表述靈活方便，功能強大。用C語言開發(fā)的程序，其結(jié)構(gòu)性好，目標(biāo)程序質(zhì)量高，程序執(zhí)行效率高。53、程序的可移植性好。用C語言在某一種型號的計算機上開發(fā)的程序，基本上可以不作修改，而直接移植到其它型號和不同檔次的計算機上運行。4、程序的語法結(jié)構(gòu)不夠嚴(yán)密，程序設(shè)計的自由度大。這對于比較精通C語言的程序設(shè)計者來說，可以設(shè)計出高質(zhì)量的非常通用的程序。但對于初學(xué)者來說，要能比較熟練運用C語言來編寫程序，并不是一件容易的事情。與其它高級語言相比而言，調(diào)試程序比較困難。往往是編好程序輸入計算機后，編譯時容易通過，而在執(zhí)行時還會出錯。但只要對C語言的語法規(guī)則真正領(lǐng)會，編寫程序及調(diào)試程序還是比較容易掌握的。6隨著C語言應(yīng)用的推廣，C語言存在的一些缺陷或不足也開始流露出來，并受到大家的關(guān)注。如：C語言對數(shù)據(jù)類型檢查的機制比較弱；缺少支持代碼重用的結(jié)構(gòu)；隨著軟件工程規(guī)模的擴大，難以適應(yīng)開發(fā)特大型的程度等等。7為了克服C語言本身存在的缺點，并保持C語言簡潔、高效，與匯編語言接近的特點，1980年，貝爾實驗室的BjarneStroustrup博士及其同事對C語言進行了改進和擴充，并把Simula67中類的概念引入到C中。并在1983年由RickMaseitti提議正式命名為C++（CPlusPlus）。后來，又把運算符的重載、引用、虛函數(shù)等功能加入到C++中，使C++的功能日趨完善。當(dāng)前用得較為廣泛的C++有：VC++（VisualCPlusPlus）、BC++（BorlandCPlusPlus）、AT&TC++等。8簡單的C++程序介紹高級語言編譯過程源程序（文本文件）*.CPP目標(biāo)文件（二進制文件）*.OBJ可執(zhí)行文件（二進制文件）*.EXE庫文件（各種函數(shù)）在VitualC++系統(tǒng)中，可直接從源程序編譯連接至可執(zhí)行程序，但依然要生成*.OBJ及*.EXE這兩個文件。F7編譯連接compilelink9一個簡單的C++程序#include<iostream.h>voidmain(void){cout<<“Iamastudent.\n”;//輸出字符串}主函數(shù)函數(shù)體開始函數(shù)體結(jié)束輸出流，在屏幕上打印引號內(nèi)的字符串分號，一條完整語句的結(jié)束符本程序編譯執(zhí)行后，在DOS屏幕上打印出Iamastudent.包含文件注釋或說明10編譯過程：1）啟動VisualC++,選擇“文件”菜單中的“新建”命令，選擇“文件”標(biāo)簽中的“C++SourceFile”選項。2）選擇源程序存放的目錄和輸入源程序名，單擊“確定”。3）在編輯器中編寫源程序。4）單擊F7或“編譯”中的“重建全部”編譯源程序，若編譯通過，單擊“執(zhí)行”，在DOS屏上看結(jié)果，任按一鍵返回編輯器。11啟動VC++編譯系統(tǒng)12VC++編譯系統(tǒng)界面單擊“File”菜單中“New”命令13選擇“Files”選項卡選擇C++源文件命令輸入文件名輸入文件存放位置單擊選擇驅(qū)動器選擇驅(qū)動器或目錄14C++源文件編輯界面輸入C++源代碼15可以將此源代碼另起文件名存盤16選擇編譯命令，將源文件.cpp生成.obj文件17如果編譯出錯，會出現(xiàn)提示信息，指出錯誤的位置及種類錯誤所在行錯誤的原因18雙擊錯誤所在行光標(biāo)移到該行19生成可執(zhí)行文件通過后單擊該命令運行程序20運行結(jié)果顯示在DOS屏上注意：不可以在軟盤上運行程序！應(yīng)該把保存在軟盤中的源文件拷貝到硬盤的目錄中再運行!21源程序所在目錄未編譯前，只有一個源程序22編譯運行后，出現(xiàn)眾多附加文件同時，產(chǎn)生一個子目錄Debug23Debug目錄中，有obj和EXE文件24#include<iostream.h>voidmain(void){cout<<“i=”;//顯示提示符

inti;//說明變量icin>>i;//從鍵盤上輸入變量i的值

cout<<“i的值為：”<<i<<’\n’;//輸出變量i的值}另一個例子25第二章數(shù)據(jù)類型、運算符與表達式262000H2001H2002H2003H2004H33+5=?5運算器(2000H)+(2002H)用一個字節(jié)表示整數(shù)，范圍為-128~127；用兩個字節(jié)表示整數(shù)，范圍為-32768~32767。一般用四個字節(jié)表示整數(shù)。(舉例)內(nèi)存CPU內(nèi)存data外存Program8硬盤軟盤271514131211109876543210有符號數(shù)無符號數(shù)0111111111111111327673276701111111111111103276632766…………0000000000000001110000000000000000001111111111111111-1(補碼)655351111111111111110-265534…………1000000000000001-32767327691000000000000000-327683276828常量與變量常量：在程序運行過程中，其值一直保持不變的量為常量。常量也區(qū)分不同的類型：30，40為整型，30.0，40.0為實型，編輯器只是根據(jù)其表面形式來判斷其類型。變量：在程序運行過程中，其值可以改變的量為變量。變量在程序的執(zhí)行中能夠賦值，發(fā)生變化。變量有一個名字，并在使用之前要說明其類型，一經(jīng)說明，就在內(nèi)存中占據(jù)與其類型相應(yīng)的存儲單元。29#include<iostream.h>#definePRICE30//常量，在程序中保持不變voidmain(void){intnum,total;//定義變量,在內(nèi)存中開辟區(qū)間

num=10;//變量賦值,10為常量

total=num*PRICE;cout<<“total=“<<total;//輸出結(jié)果}其中：num=10total=num*PRICE

是賦值號，不同于數(shù)學(xué)意義上的等號。numtotal10300PRICE3030C++中有多種數(shù)據(jù)類型，均有常量與變量之分，各占不同的內(nèi)存空間，正確定義與使用數(shù)據(jù)是編寫程序的基本前提。31變量名的命名方法：變量名、數(shù)組名、函數(shù)名…稱為標(biāo)識符。標(biāo)識符只能由字母、數(shù)字、下劃線這三種字符組成，且第一個字符必須為字母或下劃線，長度不大于247個字符，大小寫不通用。（關(guān)鍵字不能作為標(biāo)識符）。關(guān)鍵字即是VC++的語法要求中使用的字。如intifwhile等。正確的標(biāo)識符：INT,sum,de12,SUM等。變量必須使用前定義，以分配空間。舉例說明32abcEnglish2xyx-yifElseb(3)‘def’Chine_bbb3yAbsFloatfloat一般變量都是用匈牙利命名法命名的。intnCount;charchChoice;33整型數(shù)據(jù)整型常量：常量是根據(jù)其表面形式來判定，整型量即是沒有小數(shù)點的整數(shù)，范圍：-231~（231-1），有三種形式:1）十進制（默認(rèn)方式） 431345876542）八進制以0開頭043，056，0113）十六進制以0x開頭0x120xa30x340xdf（舉例說明）34#include<iostream.h>voidmain(void){ intint10,int8,int16;//定義3個整型變量

int10=10; //默認(rèn)為十進制

int8=010; //八進制

int16=0x10; //十六進制

cout<<"int10="<<int10<<endl; cout<<"int8="<<int8<<endl; cout<<"int16="<<int16<<endl;}輸出int10=10int8=8int16=1635整型變量：分為有符號型與無符號型。有符號型：

short在內(nèi)存中占兩個字節(jié)，范圍為-215~（215-1）

int在內(nèi)存中占四個字節(jié)，范圍為-231~（231-1）

long在內(nèi)存中占四個字節(jié)，范圍為-2-31~231-1無符號型：最高位不表示符號位unsignedshort在內(nèi)存中占兩個字節(jié)，范圍為0~216-1unsignedint在內(nèi)存中占四個字節(jié)，范圍為0~232-1unsignedlong在內(nèi)存中占四個字節(jié)，范圍為0~232-1361）整型常量亦有長短之分，常量中無unsigned型，但一個非負(fù)的整型常量可以賦給unsigned型的變量。2）若一個常量定義為長整型數(shù)，則在其后加l或L進行區(qū)分。如：32l32L564L等，內(nèi)存為其分配四個字節(jié)存儲。一個數(shù)在內(nèi)存中為1111111111111111當(dāng)這個數(shù)為有符號數(shù)時，是-1；為無符號數(shù)時，是232-1內(nèi)存中的數(shù)是以補碼的形式存放的。（舉例說明）111111111111111137#include<iostream.h>voidmain(){unsignedshorta;shortintb=-1;a=b;cout<<"a="<<a<<endl;}結(jié)果：65535不同類型的整型數(shù)據(jù)間的賦值歸根到底就是一條：按存儲單元中的存儲形式直接傳送。

a1111111111111111b1111111111111111unsignedshorta;38實型數(shù)據(jù)實型數(shù)又稱浮點數(shù)，有兩種表示方式：1）十進制形式：23.024.53.56789指數(shù)形式：23E1145e-1356789e1e前有數(shù)字，后面必須是整數(shù)。實型變量分單精度float和雙精度double兩種形式：float:占四個字節(jié)，提供7~8位有效數(shù)字。double:占八個字節(jié)，提供15~16位有效數(shù)字。舉例說明39#include<iostream.h>voidmain(void){ floata,b; doublec,d; a=0.01; b=3.45678e-2; c=3.45678e-2; d=9.7654e-5; cout<<"a="<<a<<'\t'<<"b="<<b<<endl; cout<<"c="<<c<<'\t'<<"d="<<d<<endl;}a=0.01b=0.0345678c=0.0345678d=9.7654e-005Pressanykeytocontinue40如果為實數(shù)，則用浮點數(shù)的形式在內(nèi)存存儲，表示如下：JtJSfS階符階碼數(shù)符尾數(shù)實數(shù)是既有整數(shù)又有小數(shù)的數(shù)。實數(shù)可以表示成：N=S×RJS稱為尾數(shù)，尾數(shù)決定有效數(shù)字，即數(shù)字的精度。J表示指數(shù)（階碼）。R是基數(shù)，可取2，4，8，16等，對具體機器而言，基數(shù)取好后，就不能再變了。數(shù)有正有負(fù),所以設(shè)置數(shù)符;階碼亦有正負(fù),所以設(shè)置階符41一般用4個字節(jié)表示一個浮點數(shù)，也有用8個字節(jié)表示的。字長一定，尾數(shù)越多，精度越高；階碼越多，范圍越大。當(dāng)計算機中出現(xiàn)小于機器所能表示的最小數(shù)時，機器只能當(dāng)零來處理，當(dāng)出現(xiàn)超過機器所能表示的最大數(shù)時，出現(xiàn)溢出現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)溢出，就會停止運算。定點數(shù)，浮點數(shù)均會出現(xiàn)溢出現(xiàn)象。42字符型數(shù)據(jù)（char)字符型數(shù)據(jù)實際上是作為整型數(shù)據(jù)在內(nèi)存中存儲的。計算機是以字符編碼的形式處理字符的，因此，我們在計算機內(nèi)部是以ASCII碼的形式表示所有字符的。所以7位二進制數(shù)即可表示出一個字符，我們用一個字節(jié)的容量（8位）存儲一個字符。例如：字符A的ASCII碼為0x41或65，在內(nèi)存中表示為：01000001在程序中表示為：chargrade;//定義一個字符型的變量空間(1個字節(jié))grade=‘A’;//必須用‘’表示，否則易與標(biāo)識符混同‘’內(nèi)括起來的字符表示該字符的ASCII碼。43進一步，由于在內(nèi)存中的形式與整型數(shù)據(jù)相同，所以，可以直接用其整型值給變量賦值。chargrade;grade=65;以下的賦值形式均是等同的。grade='A';grade=65;grade=0x41;grade=0101;#include<iostream.h>voidmain(void){chara,b;a=‘A’;//輸入ASCII碼

b=65;//輸入十進制數(shù)

cout<<"a="<<a<<endl;cout<<"b="<<b<<endl;}輸出：a=Ab=A即在內(nèi)存中的表示均是相同的0100000144非打印字符有些ASCII的字符代表某些操作，不能打印出來，如回車、退格等，可用兩種方式表示這些字符。1）用ASCII碼的形式

charre=13;2）用轉(zhuǎn)義字符

charre=‘\n’;（p15)45轉(zhuǎn)義字符含義ASCII代碼\a響鈴7＼ｎ換行，將當(dāng)前位置移到下一行開頭10＼ｔ水平制表（跳到下一個tab位置）9＼ｂ退格，將當(dāng)前位置移到前一列8＼ｒ回車，將當(dāng)前位置移到本行開頭13＼ｆ換頁，將當(dāng)前位置移到下頁開頭12\v豎向跳格8＼＼反斜杠字符“＼”92＼′單引號（撇號）字符39＼"雙引號字符34\0空字符0＼ddd1到3位8進制數(shù)所代表的字符

＼xhh1到2位16進制數(shù)所代表的字符

46轉(zhuǎn)義字符雖然包含2個或多個字符，但它只代表一個字符。編譯系統(tǒng)在見到字符“\”時，會接著找它后面的字符，把它處理成一個字符，在內(nèi)存中只占一個字節(jié)。

47典型轉(zhuǎn)義字符：‘\n’換行‘\b’退格'\t'下一個輸出區(qū)若輸出中包含這些特定格式，則再加一個\輸出c:\tc\tc表示為cout<<"c:\\tc\\tc";可以用轉(zhuǎn)義字符表示任一一個ASCII字符‘\ddd’(八進制）‘\xhh‘（十六進制）'\101''\x41''\x61''\141'48#include<iostream.h>voidmain(void){charc1,c2,c3,c4;charn1,n2;c1='a'; //字符常量

c2=97; //十進制

c3='\x61'; //轉(zhuǎn)義字符

c4=0141; //八進制

cout<<"c1="<<c1<<'\t'<<"c2="<<c2<<endl;cout<<"c3="<<c3<<'\t'<<"c4="<<c4<<endl;n1=‘\n’;//轉(zhuǎn)義字符：回車

n2=‘\t’;//轉(zhuǎn)義字符：下一個輸出區(qū)(Tab)cout<<"使用轉(zhuǎn)義字符\n";cout<<"c1="<<c1<<n2<<"c2="<<c2<<n1;cout<<"c3="<<c3<<n2<<"c4="<<c4<<n1;}輸出：c1=ac2=ac3=ac4=a使用轉(zhuǎn)義字符c1=ac2=ac3=ac4=a49字符串常量：用""表示，在內(nèi)存中順序存放，以'\0'結(jié)束。如："CHINA"0x430x480x490x550x41\0'a'在內(nèi)存中占一個字節(jié)"a"占兩個字節(jié)aa\0實際上內(nèi)存是對應(yīng)字符的ASCII碼形式010000110100100001001001010101010100000100000000CHINA\001100001011000010000000050標(biāo)識符常量在C++中有二種方法定義標(biāo)識符常量，一種是使用編譯預(yù)處理指令；另一種是使用C++的常量說明符const。例如：

#definePRICE30//在程序中凡是出現(xiàn)PRICE均用30替代

#definePI3.1415926#defineS“China”constfloatpi=3.1415926;//將變量pi定義為常量（舉例說明）51#include<iostream.h>#definePI3.14156#defineS"China"voidmain(void){constfloatpi=3.14156; //變量作為常量使用

cout<<"PI="<<PI<<endl;cout<<"10*PI="<<10*PI<<endl;cout<<S<<endl;//PI=PI+3;//pi=pi+4;cout<<"PI="<<PI<<endl;cout<<"pi="<<pi<<endl;}輸出：PI=3.1415610*PI=31.4156ChinaPI=3.14156pi=3.1415652下列常量的表示在C++中是否合法？若不合法，指出原因；若合法，則指出常量的數(shù)據(jù)類型。3276735u1.25e3.4 3L0.0086e-32‘\87’ “ComputerSystem” “a” ‘a(chǎn)’‘\96\45’-0 +0 .5 -.56753變量1)在程序的執(zhí)行過程中，其值可以改變的量稱為變量。2)變量名必須用標(biāo)識符來標(biāo)識。3)變量根據(jù)其取值的不同值域，分為不同類型的變量：整型變量、實型變量、字符型變量、構(gòu)造型變量、指針型變量等等。544)對于任一變量，編譯程序要為其分配若干個字節(jié)（連續(xù)的）的內(nèi)存單元，以便保存變量的取值。5)當(dāng)要改變一個變量的值時，就是把變量的新的取值存放到為該變量所分配的內(nèi)存單元中；用到一個變量的值時，就是從該內(nèi)存單元中取出數(shù)據(jù)。6)不管什么類型的變量，通常均是變量的說明在前，使用變量在后。55 inti,j,k; //定義了三個整型變量i,j,k floatx,y,z; //定義了三個實型變量x,y,zcharc1,c2;//說明了二個字符型變量c1,c2doubledv1；//說明了一個雙精度型變量dv1k四個字節(jié)的連續(xù)空間j四個字節(jié)的連續(xù)空間i四個字節(jié)的連續(xù)空間z四個字節(jié)的連續(xù)空間y四個字節(jié)的連續(xù)空間x四個字節(jié)的連續(xù)空間dv1八個字節(jié)的連續(xù)空間c21個字節(jié)的空間c11個字節(jié)的空間開辟空間后,空間中為隨機值56變量賦初值在定義變量的同時給變量賦值，即在內(nèi)存中開辟出一個空間后馬上給此空間賦值。但這個空間的值并不是固定不變的，在程序的運行中一樣可以改變。

chara='\x64',b='d';inta1=6,a2=98;a=‘A’;b=‘\n’;a1=011;a2=121;inta=4;//定義語句，在開辟空間后馬上為空間賦值

a=6;//重新為該空間賦值a4657算術(shù)運算符和算術(shù)表達式一、算術(shù)運算符和算術(shù)表達式+－*／%用算術(shù)運算符連接起來的式子是算術(shù)表達式兩個整數(shù)相除結(jié)果為整數(shù)

1/2=05/2=2整數(shù)才可求余，余數(shù)的符號與左邊數(shù)的符號相同。3%2=1-3%2=-13%-2=1-3%-2=-18%4=0二、優(yōu)先級與結(jié)合性（）*/%

+—58三、強制轉(zhuǎn)換類型（類型名）（表達式）（double)a(int)(x+y)(int)6.2%4=2在強制類型運算后原變量不變，但得到一個所需類型的中間變量。如：intx;floaty=5.8;x=(int)y;x=5y=5.8y的值沒有改變，仍是單精度浮點型59四、自增、自減運算符(難點）++－－i6i37inti,j;i=3;j=++i;i=4j=4++在前,先運算,后賦值inti,j;i=3;j=i++;i=4j=3++在后,先賦值,后運算j44i3j34i=6;i++;i=i+1i=7++i;i=i+1i=7i=6;i－－;i=i－1i=5－－i;i=i－1i=5i67601）自增、自減運算符只能用于變量，不可用于常量和表達式因為表達式在內(nèi)存內(nèi)沒有具體空間，常量所占的空間不能重新賦值3++（x+y)++(－i)++若i=3,j=2(i++)+j等于5i=4,j=22）結(jié)合方式自右至左，優(yōu)先級最高，向右取最大－i++－(i++)i+++j(i++)+j61賦值運算符和賦值表達式bmw=2002"="左邊必須是變量名。若“=”兩邊變量類型不同，在賦值時要進行類型轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換原則：根據(jù)左邊變量的類型轉(zhuǎn)換。62少字節(jié)多字節(jié)1）若多字節(jié)變量為unsigned,則轉(zhuǎn)換后多余字節(jié)補零。000000001111111111111111unsignedshortinta=-1;unsignedlongb;b=a;ab63111111111111111111111111有符號型，符號擴展shortinta=-1;longb;b=a;2）若多字節(jié)變量為有符號型，則轉(zhuǎn)換后擴展少字節(jié)的最高位。轉(zhuǎn)換后，數(shù)據(jù)的符號不變。ab64多字節(jié)少字節(jié)低位照搬1111111111111111inta=-1;shortintb;b=a;b=-1inta=65535;shortintb;b=a;b=-1ba1111111165賦值表達式a=b=5；b=5a=5"="的結(jié)合性為自右至左復(fù)合的賦值運算符a+=3a=a+3

x*=y+3x=x*(y+3)x/=x-4x=x/(x-4)x+=yx=x+yi+=j--i=i+(j--)66a=12;a+=a-=a*a;12aa=a-(a*a)=12-(12*12)=-132a=a+(-132)=-132-132=-264-132-26467關(guān)系運算符和關(guān)系表達式關(guān)系運算符（比較運算）

<><=>===!===與=a=5;賦值運算a==5；判斷是否相等<><=>=的優(yōu)先級大于==!=3.算術(shù)運算符的優(yōu)先級大于關(guān)系運算符的優(yōu)先級68關(guān)系表達式：用關(guān)系運算符將表達式連接起來稱為關(guān)系表達式。其值非真即假。在C++語言中，用非0代表真，用0表示假。關(guān)系表達式的結(jié)果只有兩個，真為1，假為0。a=2b=3c=4a>2a>b+ca==2a=='a'a>'a'b=a==2'a'>'A'b=='a'+1c-a==a00100110169

邏輯運算符

運算符與&&

或||

非！

A B結(jié)果0 0 00 1 01 0 01 1 1有0出0，全1出1A,B同時成立&&A B結(jié)果0 0 00 1 11 0 11 1 1有1出1，全0出0A或B有一個成立||A結(jié)果0 110有0出1，有1出0！70江蘇籍的男生江蘇籍的學(xué)生和所有男生非江蘇籍的學(xué)生江蘇籍&&男生例如：兩個條件：江蘇籍

男生江蘇籍||