C++初步知识数据类型与表达式.docx
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C++初步知识数据类型与表达式
第一章Ｃ＋＋初步知识
1.1Ｃ＋＋概述
1、C++是软件的专业开发工具。
VB等是非专业的软件开发工具
2、UNIX操作系统的绝大部分代码都是用C语言开发的，C语言也因此风靡世界。
3、Ｃ＋＋保持与Ｃ兼容，另外，用Ｃ＋＋编写的程序的可读性更好，代码结构更为合理，可直接在程序中映射问题空间的结构；
4、C++应用领域众多，它尤其适用于中等和大型的程序开发项目。
从开发时间、费用到形成的软件的可重用性、可扩充性、可维护性和可靠性等方面都显示出Ｃ＋＋的优越性。
1.2最简单的Ｃ＋＋程序
【例1.1】输出一行字符：
”ThisisaC++program.”
#include//用cout输出时需要用此头文件
usingnamespacestd;//使用命名空间std
intmain（）
{cout<<"ThisisaC++program.\n";//用C++的方法输出一行
return0;
}
ThisisaC++program.
【例1.2】说明Ｃ＋＋构造的示例程序。
／*输入两个整数，输出其和的Ｃ＋＋示例程序*／
#include//系统头文件
voidmain（）
{
inta,b;
cout<<“Entertwointeger:
”;
cin>>a>>b;
intresult;
result=a+b;
cout<<”Thesumof”<<<“=”<}
Entertwointeger:
1258
Thesumof12+58=70
1.注释
a.注释的内容不执行：
Ｃ＋＋编译器跳过程序中的注释，不处理注释的内容。
b.注释的作用：
使用注释来描述程序的功能，完全是为了增强程序的可读性并提供理解程序的线索。
c.如何使用注释：
符号“／／”告诉编译程序，本行“／／”之后的所有内容都是注释；而符号“／*”和“*／”告诉编译器在“／*”和“*／之间的内空都是注释。
注释符号“／／”适合短的只占一行的注释，而“／*...*／”适合于长的占用多行的注释。
d.空格：
程序文件的书写格式是自由的，空格起分隔单词的作用（多个空格符仅被当作一个空格符看待）。
在上面的程序中，通过恰当地使用空格和空行，也可增强程序的可读性。
2.包含文件及头文件
Ｃ＋＋语言包含文件的格式有两种。
3.语句
语句：
在Ｃ＋＋语言中，以分号结尾的句子称为语句。
例如：
inta,b;
一行多句：
对于短的语句，也可以一行写多个语句。
例如：
inta;floatfp;charsc;
4.标准输入与输出
标准输出：
cout一般是指输出设备显示器
标准输入：
cin一般是指键盘
cout和cin称作标准输出／输入流，在iostream.h中定义，它表示标准输出／输入设备，标准输出一般指的是屏幕，标准输入指的是键盘。
运算符<<把它的右边内容在屏幕上显示出来（变量与表达式的值或由双引号括起的字符串）。
运算符>>将键盘中输入的一个值，送到它右边的变量中保存起来。
上述程序运行之后，在屏幕上可以看到下面这条信息：
Entertwointeger:
光标在冒号后面闪烁，等待输入两个数。
例如输入第一个数5，按一下空格键，再输入第二个数25，然后按回车键，这时程序就读入所输入的数，5送给a,25送给b,然后开始执行以后的语句。
5.新行
在程序中，“\n”称为新行符。
Ｃ＋＋系统还提供一个操纵算子endl,它的功能和新行符一样，也是开始一个新行。
6.主函数
这个程序中以main开始的部分定义了一个函数，该函数规定了该程序的功能。
main是函数名，在函数名之后紧一对圆括号。
所有的Ｃ＋＋程序都必须有一个名为main的主函数。
这是程序员和Ｃ＋＋系统之间的约定：
程序执行的开始点是main函数中的第一条语句。
一个Ｃ＋＋函数中的任何成分被括在一对花括号（“{“和}”）中，在函数main的后面的右圆括号后紧跟一个左花括号，表示“这个函数从这里开始”，最后的右花括号表示“这个函数在这里结束”，花括号括起来的部分称作函数体，而函数名main和它后面的一对圆括号称为函数头。
函数体由一系列的Ｃ＋＋语句组成，这些语句描述这个函数怎样实现它的功能。
【例1.3】求两个数中的大者
#include
usingnamespacestd;
intmain（）
{intmax（intx,inty）;//对max函数作声明
inta,b,c;
cin>>a>>b;
c=max（a,b）;//调用max函数
cout<<"max="<return0;
}
intmax（intx,inty）//定义max函数
{intz;
if（x>y）z=x;
elsez=y;
return（z）;
}
【例1.4】包涵类的C++程序
#include
usingnamespacestd;
classStudent//声明一个类，类名为Student
{private:
//以下为类中的私有部分
intnum;//私有变量num
floatscore;//私有变量score
public:
//以下为类中公用部分
voidsetdata（）//定义公用函数setdata
{cin>>num;//输入num的值
cin>>score;//输入score的值
}
voiddisplay（）//定义公用函数display
{cout<<"num="<cout<<"score="<};
};//类的声明结束
Studentstud1,stud2;
//定义stud1和stud2为Student类的变量，称为对象
intmain（）//主函数首部
{stud1.setdata（）;//调用对象stud1的setdata函数
stud2.setdata（）;//调用对象stud2的setdata函数
stud1.display（）;//调用对象stud1的display函数
stud2.display（）;//调用对象stud1的display函数
return0;
}
第二章数据类型和表达式
2.1C++的数据类型
Ｃ＋＋的数据类型规定了它们的存储表示以及可以对它进行的操作，描述该类型的名字称为类型名。
数据类型分为：
基本数据类型和构造数据类型
指针类型引用类型空类型（void）。
基本数据类型是Ｃ＋＋预定义的类型，是Ｃ＋＋类系统的基本组成部件，基本数据类型是字符类型、整数类型（简称整型）、浮点类型、双精度类型和无值类型，描述相应类型的关键字是char,int,float,double和void.
构造数据类型是一种或几种基本类型按照按Ｃ＋＋的语法要求建立的类型，包括枚举、数组、结构体、共用体和类等。
后续课程要详细介绍。
程序员利用关键字typedef，还可以从基本数据类型和构造数据类型中定义新的数据类型。
字符类型的变量用于保存ASCII字符，整型变量用于保存整数，浮点类型和双精度类型的变量用于保存带小数点的数，但双精度类型比浮点类型有更大的值域。
void类型在后面的章节讨论。
类型修饰符：
除void类型以外，其它类型前面可以加类型修饰符用于改变基本类型的含义，但它们仍然是基本数据类型。
Ｃ＋＋的类型修饰符是：
signed（有符号的）、unsigned（无符号的）、short（短的）和long（长的）。
修饰符signed和unsigned可以用于字符类型和整型，short和long可以用于整型，long还可以用于双精度类型。
当用short、long、signed或unsigned修饰int时，关键字int可以省略。
字符变量不仅可以用于存储ASCII字符的代码值，也可以用于存储－128—127或者0—255之间的整数值。
表1.1列出了Ｃ＋＋的基本数据型和类型修饰符的各种组合。
表1.1Ｃ＋＋的基本数据型和类型修饰符的各种组合
类型名
位数
范围
char
8
-128---127
[signed]char
8
-128---127
unsignedchar
8
0---255
int
32
-2,147,483,648---2,147,483,647
Short[int]
16
-32768---32767
signedshortint
16
-32768---32767
unsignedshort[int]
16
0---65535
[signed]int
32
-2,147,483,648---2,147,483,647
unsigned[int]
32
0---4,294,967,295
longint
32
-2,147,483,648---2,147,483,647
signedlongint
32
-2,147,483,648---2,147,483,647
Unsignedlongint
32
0---4,294,967,295
float
32
3.4E-38---3.4E+38
double
64
1.7E-308---1.7E+308
longdouble
64
1.7E-308---1.7E+308
void
0
无值
用户可以通过声明数组、指针、结构或联合，以便从基本类型派生出复合类型的数据。
#include
#include
voidmain（）
{
unsignedinta;
a=pow（2,32）-1;
cout<signedintb;
b=（pow（2,32）-1）/2;
cout<b=85;
cout<}
4294967295ffffffff
21474836477fffffff
8555
2.2常量
2.2.1什么是常量
数值型常量、字符型常量。
2.2.2数值常量：
整常量
1．整型常量的类型
从字面上和在表达式中所参加的运算中区分：
55，32769
整常量可以用十进制、八进制和十六进制来表示。
十进制整常量：
由0—9的数字组成，但第一位不能以0开始，也没有小数部分。
输出时用”dec”
八进制整常量：
以0开始，由0—7的数字组成。
输出时用“oct”
十六进制整常量：
以0X（x不分大小写）开始，由0—9的数字及A—F的字母（大小写均可）组成。
输出时用“hex”
负号：
在它们的前面都可用负号表示负数，例如：
0545-05450X5AF-0xabc
2.浮点常量
浮点常量：
就是实数。
在Ｃ++中，浮点数可以用浮点表示，也允许科学表示法。
例如：
-52.50.515E+265.5E-135.8E5-6.8E2
浮点常量的数据类型：
没有标记为double类型，但可以在其后加后缀F（f）使其为float类型，或加后缀L（l）变为longdouble类型。
例如：
-53.8F53.8f35.6E5F0.5L35.6E+51
浮点数在内存中存储形式是指数形式.
2.2.3字符常量
1.普通的字符常量
括在单引号中的一个字符称作字符常量，例如：
’A’,’$’,‘‘（空格）。
字符常量的类型是char类型。
2．转义字符常量
在ASCII字符集中，有些代码表示控制命令，是不可显示的，有些是无法从键盘上直接输入的，由Ｃ＋＋提供的一种称作转义序列的方法来表示字符或控制代码。
下面是Ｃ＋＋预定义的转义序列，它们都表示一个字符。
\a响铃ASCII7
\n新行ASCII10
\t水平制表符（tab键）ASCII9
\v垂直制表符ASCII11
\b回退符（backspace键）ASCII8
\r回车符ASCII13
\f换页ASCII12
\\反斜杠ASCII92
\’单引号ASCII39
\”双引号ASCII34
可以用十六制或八进制值来表示ASCII码字符集中的任何一个字符或控制代码，这种转义序列以反斜杠开始：
\nnn八进制值形式
\xnnn十六进制值形式
其中nnn表示三位十六进制或八进制数。
八进制转义序列在反斜杠后面紧跟八进制数组成的序列即可，而十六进制转义序列需要在反斜杠后面要接一个小写字母x，以表示后面是由十六进制数组成的序列，例如，字符a的十六进制编码是61，用转义序列表示字符a可以写成’\x61。
cout<<"\x61"<cout<<"\x7"<#include
voidmain（）
{
chara;
a='a';
cout<}
9761
3．字符数据在内存中存储形式及使用方法
例2.1将字符赋给整型变量
#include
usingnamespacestd;
intmain（）
{
inti,j;i='A';j='B';
cout<return0;
}
6566
例2.2字符数据与整数进行算数运算
#include
usingnamespacestd;
intmain（）
{
charc1,c2;c1='a';c2='b';
c1=c1-32;c2=c2-32;
cout<return0;
}
AB
4．字符串
字符串常量（简称字符串）是用一对双撇号括号起来的字符序列，例如：
“Thisisastring\n”
“abc”
编译系统会在字符串最后自动加一个’\0’作为字符串结束标志。
由于空格也是一个字符，所以字符串可以包含空格，字符串中也可以包含转义序列。
字符串是一种特殊的常量，它的类型不是基本数据类型，稍后再解释字符串的类型。
当两个字符串仅用空白相隔时，它表示一个串，例如：
“Thisis”“astring”
#include
voidmain（）
{
cout<<"Thisis""astring"<cout<<"\nNewline!
";
}
Thisisastring
Newline!
2.2.4符号常量
#include
usingnamespacestd;
#definePRICE30
intmain（）
{
intnum=10,total;
total=num*PRICE;
cout<<"total="<return0;
}
total=300
2.3变量
2.3.1什么是变量
变量:
2.3.2变量名规则
标识符是程序员定义的名字，用作变量名、函数名和类型名等。
标识符的组成元素和组成规则:
由大小写字母、下划线和0-9的数字组成，组成标识符的规则是以字母或下划线开头，其后可跟数字、下划线、零个或多个字母。
例如：
12c是不合法的标识符，而D$7_I和工资呢？
标识符的长度:
长度可以是任意的，不同的Ｃ＋＋编译器能识别的最大长度是有限的，编译器忽略掉多余的字符，而不认为是个错误。
不允许同名:
但如两个标识符的有效字符相同，则出现重定义错误。
区分大小写:
在Ｃ＋＋中，大小写字母是有区别的。
例如：
Dd是两个不同的标识符
2.3.3定义变量
变量类型变量名表列
2.3.4为变量赋初值
2.3.5常变量
constinta=3;
2.4C++的运算符
运算：
运算是对数据进行加工的过程。
运算符：
记述各种不同运算的符号称为运算符。
操作数：
参与运算的数据称为操作数。
表1.2给出Ｃ＋＋的全部运算符及优先级。
表1.2Ｃ＋＋的全部运算符及优先级。
优先级
运算符
结合方向
1
（）[]->· :
:
*&（引用）
从左至右
2
！
~++---（负号）sizeof
*（递引用）&（取地址）newdelete
从右至左
3
*/%
从左至右
4
+-（减法）
从左至右
5
>><<
从左至右
6
<<=>>=
从左至右
7
==!
=
从左至右
8
&
从左至右
9
^
从左至右
10
|
从左至右
11
&&
从左至右
12
||
从左至右
13
?
:
从右至左
14
=+=-=*=/=%=>>=<<=&=^=|=
从右至左
15
从左至右
运算符的分类：
按运算符和操作数的关系，运算符分为一元、二元和三元运算符，分别对一个、二个和三个操作数进行运算。
按运算符和操作数的运算性质，又可分为算术运算符、逻辑运算符、关系运算符、位运算符和其它运算符。
2.5算术运算符与算术表达式
2.5.1基本的算术运算符
Ｃ＋＋提供的一元算术运算符是一元减，其作用是取操作数的负值，例如；-a，其运算结果是取a的负值。
Ｃ＋＋提供的二元算术运算符如下：
＋－*／％
加减乘除取模
这些运算符的作用和通常代数中的概念是一致的，但有如下说明：
（1）％是取模运算符，a％b的结果是a被b除的余数。
例如，7％5结果是2。
％运算符只能用于整型操作数，其它运算符可以用于整型或浮点类型的操作数。
（2）当运算符／用于整型操作数时，结果类型是整型，其值为商，例如7/5的结果是1，5/7的结果是0，小数部分被舍弃了。
-5/3呢？
2.5.2算术表达式和运算符的优先级和结合性
算术表达式:
例如：
2555+95x+ya*（b+c）a*b+cx+25
都是表达式的例子，其中表达式25和55+95的操作数都是常量，称为常量表达式。
表达式的计算顺序：
在对一个表达式求值时，先计算括号内的表达式，再计算括号外的表达式，优先级高的运算符先运算，优先级低的运算符后运算。
当一个表达式中出现各种运算符时，运算符的优先级和结合性决定一个表达式的求值顺序。
二元算术运算符自左至右进行运算。
又称”左结合性”，
#include
voidmain（）
{
inta=5,b=7;
cout<cout<
cout<}
2
1
0
溢出：
与算术运算有关的一个问题是表达式计算中的溢出外理问题。
在Ｃ＋＋中，被零除和浮点溢出被个为一个错误导致终止程序的运行。
但整数溢出却不认为是一个错误，原因在于有时需要得用整数溢出进行一些较低级的程序设计。
可以通过将它们都设为long类型变量来解决这个问题。
#include
voidmain（）
{
intc=0;
cout<<8.8/c<shortd=32767;
d=d+10;
cout<}
1.#INF
-32759
2.5.3表达式中各类数值型数据间的混合运算
10+’a’+1.5-8765.1234*’b’
inti;floatf;doubled;longe;
10+’a’+i*f-d/e
2.5.4自增和自减运算符
Ｃ＋＋的增1和减1运算符（＋＋和――）也含有赋值操作，这两个运算将所施予的操作数（必须是一个左值）加1或减1。
例如：
i++++ii----i
例如：
i=1;j=i++；
使j的值为1,i的值为2，而语句i=1;j=++i；
使i和j的值都为2。
对于减1运算符也是一样的。
前缀是先赋值后参加计算，后缀是先参加计算后赋值。
注意：
增1和减1运算符只能用于左值（例如变量），下面这个表达式是非法的：
++（i+j）；
2.5.5强制类型转换运算符
（类型名）（表达式）
类型名（表达式）
2.6赋值运算符与赋值表达式
2.6.1赋值运算符
2.6.2赋值过程中的类型转换
赋值类型转换:
例如：
doublex；inty；x=y；y+=0.5；
对于第一个语句，y的值首先转换为double类型的值，然后置给x，表达式x=y的类型为double类型。
对于第二个表达式，y的值首先转换成double类型的值。
然后与0.5相加，该运算结果为double类型的值，这个值被转换为int类型的值以后置给y。
例2.5将有符号数据传给无符号数据
#include
usingnamespacestd;
intmain（）
{
unsignedshorta;
shortintb=-1;
a=b;
cout<<"a="<return0;
}
a=65535
2.6.3复合的赋值运算符
Ｃ＋＋还提供了下述几个赋值运算符：
+=-=*=/=%=
<<=>>=&=^=|=
这些运算符都是二元运算符，并且是“自右至左”，它们的优先级和简单赋值的优先级一样。
假设op表示这些运算符中符号“＝”左边的运算符，则表达式
左值op=表达式可以理解为左值＝左值op（表达式）
2.6.4赋值表达式
赋值运算：
赋值运算用于改变一个存储区域的内容。
Ｃ＋＋提供一个简单的赋值运算符=，它将右操作数的值置给左操作数，左操作数必须是一个左值。
在Ｃ＋＋中，赋值是一个表达式，表达式的值是左操作数赋值后的值。
因此，在Ｃ＋＋中允许下面赋值：
i=j=25;
#include
voidmain（）
{
inta,b;
cout<<（a=18）<cout<b=a=23;
cout<}
18
18
2323
2.7逗号运算符与逗号表达式
逗号表达式：
用于隔开一个表达式序列的逗号运算符仍是一个表达式。
逗号表达式的运算顺序和运算结果：
计算顺序从左到右依次进行，只保留最后一个表达式的值，其它表达式的值都丢弃掉，这最后一个表达式的值作为逗号表达式的值，而数据类型是这个值的类型，
逗号表达式的优先级最低，引入逗号表达式的是为了简化程序的书写。
在Ｃ＋＋语言中常用逗号表达式
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