C++程序設(shè)計(jì)教程課件

第1章編程基礎(chǔ)知識(shí)1.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及工作原理1.2信息的存儲(chǔ)與表示1.3程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言1.4結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)1.5基本語(yǔ)法了解計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)及工作原理掌握信息表示和編碼熟悉程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言發(fā)展歷史掌握程序基本結(jié)構(gòu)和基本語(yǔ)法1.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及工作原理1.1.1硬件系統(tǒng)1.1.3計(jì)算機(jī)工作原理1.1.2軟件系統(tǒng)1.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及工作原理1.1.1硬件系統(tǒng)P3

表1.11.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及工作原理1.1.1硬件系統(tǒng)1.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及工作原理1.1.2軟件系統(tǒng)系統(tǒng)軟件管理、控制和維護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的程序集合。例如：操作系統(tǒng)、各種語(yǔ)言處理程序和一些服務(wù)程序等。應(yīng)用軟件為完成某一特定的任務(wù)而編寫的程序集合。例如：Office套件、標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫(kù)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件、各種圖形處理軟件、財(cái)務(wù)軟件等。1.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及工作原理1.1.3計(jì)算機(jī)工作原理馮·諾依曼

約翰·馮·諾依曼（JohnvonNeumann），美籍匈牙利數(shù)學(xué)家、計(jì)算機(jī)科學(xué)家、物理學(xué)家，是20世紀(jì)最重要的數(shù)學(xué)家之一。存儲(chǔ)程序控制計(jì)算機(jī)的數(shù)制采用二進(jìn)制；計(jì)算機(jī)硬件由存儲(chǔ)器、運(yùn)算器、控制器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部分組成；將程序（數(shù)據(jù)和指令序列）預(yù)先存放在主存儲(chǔ)器中，使計(jì)算機(jī)在工作時(shí)能夠自動(dòng)高速地從存儲(chǔ)器中取出指令，并加以執(zhí)行。1.2信息的存儲(chǔ)與表示1.2.1計(jì)算機(jī)信息表示及編碼1.2.3非數(shù)值信息的表示1.2.2信息存儲(chǔ)單位1.2.4信息的內(nèi)部表示與外部顯示1.2信息的存儲(chǔ)與表示1.2.1計(jì)算機(jī)信息表示及編碼二進(jìn)制的優(yōu)點(diǎn)易于物理實(shí)現(xiàn)運(yùn)算簡(jiǎn)單可靠性高通用性強(qiáng)1.2信息的存儲(chǔ)與表示1.2.1計(jì)算機(jī)信息表示及編碼數(shù)制基數(shù)權(quán)值常用進(jìn)制二進(jìn)制：0、1十進(jìn)制：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9八進(jìn)制：0、1、2、3、4、5、6、7十六進(jìn)制：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F1.2信息的存儲(chǔ)與表示1.2.1計(jì)算機(jī)信息表示及編碼數(shù)制轉(zhuǎn)換十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成R進(jìn)制數(shù)整數(shù)部分：除基取余逆序排列

小數(shù)部分：乘基取整正序排列

1.2信息的存儲(chǔ)與表示1.2.1計(jì)算機(jī)信息表示及編碼數(shù)制轉(zhuǎn)換R進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)：按位權(quán)展開(kāi)

1.2信息的存儲(chǔ)與表示1.2.1計(jì)算機(jī)信息表示及編碼數(shù)制轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)、八進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)相互轉(zhuǎn)換每位八進(jìn)制數(shù)相當(dāng)于3位二進(jìn)制數(shù)，每位十六進(jìn)制數(shù)相當(dāng)于4位二進(jìn)制數(shù)。1.2信息的存儲(chǔ)與表示1.2.2信息存儲(chǔ)單位信息存儲(chǔ)單位位：bit（縮寫為b），信息的最小單位。字節(jié)：Byte（縮寫為B），信息的最基本單位，1B=8bits，1KB=1024B。字：作為一個(gè)整體單位進(jìn)行處理的一組二進(jìn)制編碼。字長(zhǎng)：每個(gè)字所包含的二進(jìn)制位數(shù)。1.2信息的存儲(chǔ)與表示1.2.3非數(shù)值信息的表示西文字符編碼ASCII（AmericanStandardCodeforInformationInterchange，美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼）1.2信息的存儲(chǔ)與表示1.2.3非數(shù)值信息的表示中文信息編碼國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)信息交換用漢字編碼（GB2312—1980）：國(guó)標(biāo)碼國(guó)標(biāo)碼是二字節(jié)碼，即用兩個(gè)7位二進(jìn)制數(shù)編碼表示一個(gè)漢字。1.2信息的存儲(chǔ)與表示1.2.4信息的內(nèi)部表示與外部顯示信息是多種多樣的，如文字、數(shù)字、圖像、聲音及各種儀器輸出的電信號(hào)等。各種各樣的信息都可以在計(jì)算機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)和處理，而計(jì)算機(jī)內(nèi)表示它們的方法只有一種，就是基于符號(hào)0和1的數(shù)字化信息編碼，不同的信息需要采用不同的編碼方案。計(jì)算機(jī)的外部信息需要經(jīng)過(guò)某種轉(zhuǎn)換變?yōu)槎M(jìn)制編碼信息后，才能被計(jì)算機(jī)主機(jī)所接收；同樣，計(jì)算機(jī)內(nèi)部信息也必須經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換才能恢復(fù)“本來(lái)面目”。這種轉(zhuǎn)換通常由計(jì)算機(jī)的輸入/輸出設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，有時(shí)還需軟件參與這種轉(zhuǎn)換過(guò)程。1.3程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言1.3.1機(jī)器語(yǔ)言1.3.3高級(jí)語(yǔ)言1.3.2匯編語(yǔ)言1.3.4常見(jiàn)的編程語(yǔ)言1.3程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言1.3.1機(jī)器語(yǔ)言機(jī)器語(yǔ)言是計(jì)算機(jī)可以理解的唯一語(yǔ)言。這種語(yǔ)言包含特定計(jì)算機(jī)處理器的指令，這些指令以二進(jìn)制編碼表示。用機(jī)器語(yǔ)言編寫的程序，計(jì)算機(jī)能夠直接識(shí)別和執(zhí)行，執(zhí)行速度快，但是用機(jī)器語(yǔ)言編寫程序非常麻煩和枯燥，并且難記憶、不通用。所以，大多數(shù)程序是使用其他的語(yǔ)言進(jìn)行編寫再轉(zhuǎn)換為機(jī)器語(yǔ)言的。1.3程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言1.3.2匯編語(yǔ)言在匯編語(yǔ)言中，所有的指令不采用二進(jìn)制編碼的形式，而是以英文單詞（助記符）的形式出現(xiàn)。系統(tǒng)可以借助語(yǔ)言翻譯器程序?qū)⑦@些單詞轉(zhuǎn)換為機(jī)器語(yǔ)言代碼。使用匯編語(yǔ)言編寫程序和機(jī)器語(yǔ)言一樣，也要給出每個(gè)基本的指令，因此用匯編語(yǔ)言編寫程序也是比較麻煩的。1.3程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言1.3.3高級(jí)語(yǔ)言高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)一步簡(jiǎn)化了程序員編寫程序所需的命令，類似自然語(yǔ)言和數(shù)學(xué)語(yǔ)言。與機(jī)器語(yǔ)言不同的是，程序員不用過(guò)多地考慮該程序?qū)⒃谑裁礃拥膬?nèi)部設(shè)計(jì)的機(jī)器上使用，即程序具有通用性。但是，高級(jí)語(yǔ)言必須遵循一定的規(guī)則將程序準(zhǔn)確地翻譯為機(jī)器語(yǔ)言，任何一種高級(jí)語(yǔ)言都有和其對(duì)應(yīng)的編譯程序。過(guò)程化語(yǔ)言函數(shù)式語(yǔ)言聲明式語(yǔ)言面向?qū)ο笳Z(yǔ)言（P11

表1.2）1.3程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言1.3.4常見(jiàn)的編程語(yǔ)言C/C++C#JavaPython1.4結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)1.4.1算法1.4.3程序基本結(jié)構(gòu)1.4.2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1.4結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)1.4.1算法算法是為解決一個(gè)問(wèn)題而采取的方法和步驟。組成算法的規(guī)則和每一個(gè)步驟都應(yīng)當(dāng)是確定的，而不是含糊、模棱兩可的。由這些規(guī)則指定的操作是有序的，必須按指定的操作順序執(zhí)行，而這些操作步驟是有限的，并能得到正確的結(jié)果。算法的表示方法有很多種，常用的有自然語(yǔ)言、流程圖、偽代碼等。1.4結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)1.4.2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)是程序的必要組成部分，也是程序處理的對(duì)象。數(shù)據(jù)類型是對(duì)程序所處理數(shù)據(jù)的一種“抽象”，通過(guò)類型名對(duì)數(shù)據(jù)賦予一些約束，以便進(jìn)行高效處理和詞法檢查。這些約束包括取值范圍、存儲(chǔ)空間大小和運(yùn)算方式。1.4結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)1.4.2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1.4結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)1.4.3程序基本結(jié)構(gòu)1.5基本語(yǔ)法1.5.1常量和變量1.5.3算術(shù)運(yùn)算符和算術(shù)表達(dá)式1.5.2賦值運(yùn)算符和賦值表達(dá)式1.5.4其他運(yùn)算符和表達(dá)式1.5基本語(yǔ)法1.5.1常量和變量常量整型常量：十進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制實(shí)型常量：小數(shù)形式、指數(shù)形式字符常量：ASCII字符、轉(zhuǎn)義字符字符串常量："China"符號(hào)常量：#definePI3.141.5基本語(yǔ)法1.5.1常量和變量變量命名規(guī)則：標(biāo)識(shí)符只能使用英文字母、數(shù)字和下劃線，而且必須以字母或下劃線開(kāi)頭，且不能與系統(tǒng)保留字重復(fù)。注意：大小寫敏感。整型變量：int實(shí)型變量：float、double字符變量：char（P14

表1.3）1.5基本語(yǔ)法1.5.2賦值運(yùn)算符和賦值表達(dá)式#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){inta,b;a=5;b=4;//--------------b=a+b;return0;}1.5基本語(yǔ)法1.5.3算術(shù)運(yùn)算符和算術(shù)表達(dá)式算術(shù)運(yùn)算符+（加法運(yùn)算符或正值運(yùn)算符，如8+5、+4）-（減法運(yùn)算符或負(fù)值運(yùn)算符，如8-4、-3）例：交換變量a和b的值#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){ inta=1,b=5;

return0;}例：交換變量a和b的值#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){ inta=1,b=5,c; c=a; a=b; b=c; return0;}a=a+b;b=a-b;a=a-b;1.5基本語(yǔ)法1.5.3算術(shù)運(yùn)算符和算術(shù)表達(dá)式算術(shù)運(yùn)算符*（乘法運(yùn)算符，如8*3）

/（除法運(yùn)算符，如8/3）

%（求余運(yùn)算符，如9%4）例：分離數(shù)字#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){ inta=1234,q,b,s,g; return0;}g=a%10;s=a/10%10;b=a/100%10;q=a/1000;1.5基本語(yǔ)法1.5.3算術(shù)運(yùn)算符和算術(shù)表達(dá)式算術(shù)表達(dá)式用算術(shù)運(yùn)算符和括號(hào)將運(yùn)算對(duì)象連接起來(lái)的表達(dá)式，如：a*a-2*a*b*cos(alf)，(a+b)/(c+v)，b*b-4*a*c，a+b/1.5+'a'優(yōu)先次序：括號(hào)>函數(shù)>*、/、%>+、-類型轉(zhuǎn)換1.5基本語(yǔ)法1.5.3算術(shù)運(yùn)算符和算術(shù)表達(dá)式算術(shù)表達(dá)式強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換：將表達(dá)式轉(zhuǎn)換成指定類型，格式：(類型名)(表達(dá)式)#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){doublea=102.6;intc=1,d;charb='a';d=(int)a*c+b;return0;}1.5基本語(yǔ)法1.5.3算術(shù)運(yùn)算符和算術(shù)表達(dá)式復(fù)合賦值運(yùn)算將算術(shù)運(yùn)算符與賦值運(yùn)算符聯(lián)合起來(lái)構(gòu)成復(fù)合賦值運(yùn)算符。1.5基本語(yǔ)法1.5.4其他運(yùn)算符和表達(dá)式自加/自減運(yùn)算符自加（++）、自減（--）運(yùn)算符，使變量的值增1或減1++i、--i：先使變量i的值加(減)1，再