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第1章基本C++语言C++是在20世纪80年代初期由贝尔实验室设计的一种在C语言的基础上增加了对面向对象程序设计支持的语言，它是目前应用最为广泛的编程语言。本章先来说明C++程序结构，然后详细讨论数据类型、运算符与表达式、基本语句、函数和预处理、构造类型、指针和引用等内容。需要说明的是，在学习本章之前最好先做实验1。1.1C++程序结构同其他程序设计语言一样，C++也有自己的程序结构。1.1.1几个C++程序下面先来介绍几个比较简单的C++程序。[例Ex_Simple1]一个简单的C++程序#includestdafx.h/*C++程序的基本结构*/#includeiostream.hvoidmain(){doubler,area;//声明变量cout输入圆的半径：;//显示提示信息cinr;//从键盘上输入变量r的值area=3.14159*r*r;//计算面积cout圆的面积为：area\n;//输出面积}1.1.1几个C++程序[例Ex_Simple2]在屏幕上输出一个由星号形成的三角形//输出星号的三角形阵列#includeiostream.hvoidDoDraw(intnum);//声明一个全局函数voidmain(){intnum=5;//定义并初始化变量DoDraw(num);//函数的调用}voidDoDraw(intnum)//函数的定义{for(inti=0;inum;i++){//循环语句for(intj=0;j=i;j++)cout'*';cout'\n';}}主函数main和被调用的函数DoDraw。DoDraw函数是在屏幕上输出星号的三角形阵列，这个阵列的行数以及每行星号的个数由num决定。结果如下：1.1.1几个C++程序[例Ex_Simple3]用类的概念重写例Ex_Draw#includeiostream.hclassCDrawArray//定义一个类{public:voidDoDraw(intnum);//声明类的公有成员函数};voidCDrawArray::DoDraw(intnum)//成员函数的实现{for(inti=0;inum;i++){for(intj=0;j=i;j++)cout'*';cout'\n';}}voidmain(){intnum=5;CDrawArraymyDraw;//定义类的一个对象myDraw.DoDraw(num);//调用此对象的成员函数}虽然本程序的作用和例Ex_Simple2是一样的，但它引用了类的概念，是一个面向对象的C++程序。程序中class后的名称是要定义的类名，该类仅声明了一个公共类型的成员函数DoDraw。调用时，先定义该类的对象，然后像myDraw.DoDraw(num)语句那样调用。1.1.2C++程序的基本组成从上面的几个例子可以看出，一个C++程序往往由预处理命令、语句、函数、变量和对象、输入与输出以及注释等几个基本部分组成的。(1)预处理命令。(2)语句。(3)函数。(4)变量和对象。(5)输入与输出。(6)注释。1.1.3C++程序的书写风格1.标识符命名标识符是用来标识变量名、函数名、数组名、类名、对象名等的有效字符序列。下面几个原则是命名时所必须注意的。(1)合法性。C++规定标识符由大小写字母、数字字符(0~9)和下划线组成，且第一个字符必须为字母或下划线。任何标识符中都不能有空格、标点符号及其他字符，(2)有效性。(3)易读性。1.1.3C++程序的书写风格2.缩进和注释缩进每个“}”花括号占一行，并与使用花括号的语句对齐。花括号内的语句采用缩进书写格式，缩进量为四个字符(一个默认的制表符)。注释要注意的是：(1)注释应在编程的过程中同时进行，不要指望程序开发完成后再补写注释。(2)必要的注释内容应包含：①在源文件头部进行必要的源程序的总体注释：版权说明、版本号、生成日期、作者、内容、功能、与其它文件的关系、修改日志等，头文件的注释中还应有函数功能简要说明。②在函数的头部进行必要的函数注释：函数的目的/功能、输入参数、输出参数、返回值、调用关系(函数、表)等。③其他的少量注释。如全局变量的功能、取值范围等。千万不要陈述那些一目了然的内容，否则会使注释的效果适得其反。1.2.1基本数据类型C++基本数据类型有char(字符型)、int(整型)、float(单精度实型)和double(双精度实型)，“实型”又可称为“浮点型”。在ANSIC++中，基本数据类型还有wchar_t(双字节字符型)和bool(布尔型，值为false或true，而false用0表示，true用1表示)。需要说明的是：(1)无符号(unsigned)和有符号(signed)的区别在于数值最高位的含义。对于signed类型来说，最高位是符号位，其余各位表示数值大小；而unsigned类型的各个位都用来表示数值大小；因此相同基本数据类型的signed和unsigned的数值范围是不同。例如，无符号字符型值的范围为0~255，而有符号字符型值的范围为-128~-127。(2)char、short、int和long可统称为整型。默认时，char、short、int和long本身是有符号(signed)的。1.2.1基本数据类型基本数据类型数据类型构造类型字符型单字符型char宽字符型wchar_t整型int实型单精度float双精度double逻辑型bool空值型void派生类型复合类型指针type*引用type&数组type[]结构体struct共用体union枚举enum类class图1.1C++的数据类型1.2.1基本数据类型表1.1C++的基本数据类型1.2.2常量根据程序中数据的可变性，数据可以分为常量和变量两大类。在程序运行过程中，其值不能被改变的量称为“常量”。常量，又称为“直接量”，可分为不同的类型，如1、20、0、-6为整型常量，1.2、-3.5为实型常量，‘a’、‘b’为字符常量。常量一般从其字面形式即可判别。下面介绍各种不同数据类型常量的表示方法。1.2.2常量1.整型常量整型常量可以用十进制、八进制和十六进制来表示。(1)十进制整型常量。即十进制整数，如34、128等。(2)八进制整型常量。以数字0开头的数是八进制整数，它由0至7的数字组成。如045，即(45)8，表示八进制数45，等于十进制数37；-023表示八进制数-23，等于十进制数-19。(3)十六进制整型常量。以0x或0X开头的数是十六进制整数，它由0至9、A至F或a至f组成。例如0x7B，即(7B)16，等于十进制的123，-0X1a等于十进制的-26。需要注意的是：①整型常量中的长整型(long)要以L或小写字母l作为结尾，如3276878L，496l等。②整型常量中的无符号型(unsigned)要以U或u作为结尾，如2100U，6u，100ul(表示unsignedlong)等。1.2.2常量实型常量实型常量即实数，它有十进制数或指数两种表示形式。(1)十进制数形式。十进制数形式是由整数部分和小数部分组成的(注意必须有小数点)。例如0.12、.12、1.2、12.0、12.、0.0都是十进制数形式。(2)指数形式。指数形式采用科学表示法，它能表示出很大或很小的实数。例如1.2e9或1.2E9都代表1.2x109，注意字母E(或e)前必须有数字，且E(或e)后面的指数必须是整数。若实型常量是以F(或f)结尾的，则表示单精度实型(float)，以L(或小写字母l)结尾的，表示长双精度实型(longdouble)。若一个实型常量没有任何说明，表示双精度实型(double)。1.2.2常量字符常量字符常量是用单引号括起来的一个字符。如‘A’、‘g’、‘%’、‘’等都是字符常量。注意‘B’和‘b’是两个不同的字符常量。C++还可以用一个“\”开头的字符序列来表示特殊形式的字符常量。表1.2列出了常用的转义序列符。表1.2C++中常用转义序列符1.2.2常量字符串常量C++语言中除了允许使用字符常量外，还允许使用字符串常量。字符串常量是一对双引号括起来的字符序列。例如：“Hello,World!\n”“C++语言”“abcdef”等等都是字符串常量。字符串常量中还可以包含空格、转义序列符或其他字符。由于双引号是字符串的分界符，因此如果需要在字符串中出现双引号则必须用“\””表示。例如：“Pleasepress\“F1\”tohelp!”这个字符串被解释为：Pleasepress“F1”tohelp!字符串常量应尽量在同一行书写，若一行写不下，可用‘\’来连接，例如：“ABCD\EFGHIGK...”1.2常量符号常量在C++中，也可以用一个标识符来代替一个常量。例如：[例Ex_PI1]用#define定义符号常量#includeiostream.h#definePI3.14159voidmain(){doubler=100.0,area;area=PI*r*r;cout圆的面积是：area\n;}程序中用#define命令行定义PI，使其代替常量3.141593，此后凡是在程序中出现的PI都代表3.14159，可以和常量一样进行运算。在C++中，除了用#define定义符号常量外，C++还常常用const定义的变量来代替#define定义的符号常量。1.2.2常量[例Ex_PI2]用const定义的变量代替符号常量#includeiostream.hconstdoublePI=3.14159;voidmain(){doubler=100.0,area;area=PI*r*r;cout圆的面积是：area\n;}与[例Ex_PI1]相比，程序代码几乎一样，不同的地方是第二行中的const和[例Ex_PI1]中的#define不一样。1.2.3变量变量是指在程序执行中其值可以改变的量。变量有3个基本要素：C++合法的变量名、变量类型和变量的数值。1.变量的定义一般格式语句进行定义的(凡格式中出现的尖括号“”，表示括号中的内容是必需指定，若为方括号“[]”，则括号中的内容是可选的，本书作此约定)：数据类型变量名表;变量名和数据类型是告诉编译器要为其分配多少内存空间，以及变量中要存取的是什么类型的数据。例如：intnNum1;intnNum2;intnNum3;doublex;这样，nNum1、nNum2、nNum3分别占用4个字节的存储空间，其存取的数据类型是int型，称之为“整型变量”，而x则占用8个字节的存储空间，存取的数据类型是double型，称之为“双精度实型变量”。有时，为使代码简洁，还可以将同类型的变量定义在一行语句中，不过同类型的变量名要用逗号(,)分隔。1.2.3变量2.变量的初始化程序中常需要对一些变量预先设置初值，即将初值存储在变量名所代表的内存空间，这一过程称为初始化。在C++中，变量初始化是在定义变量时同时赋初值。例如：intnNum1=3;//指定nNum1为整型变量，初值为3doublex=1.28;//指定x为双精度实变量，初值为1.28charc=‘G’;//指定c为字符变量，初值为‘G’也可以在多个变量的定义语句中单独对某个变量初始化，如：intnNum1,nNum2=3,nNum3;变量的初始化还有另外一种形式，例如：intnX(1),nY(3);表示nX和nY是整型变量，它们的初值分别为1和3。。1.2.4基本输入、输出1.输出流(cout)通过cout可以输出一个整数、实数、字符及字符串，cout中的插入符“”可以连续写多个，每个后面可以跟一个要输出的常量、变量、转义序列符、对象以及表达式等。[例Ex_CoutEndl]cout的输出算子endl#includeiostream.hvoidmain(){coutABCD\t1234\tendl;}执行该程序，结果如下：ABCD1234程序中“\t”是制表符