c++语言入门.docx
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c++语言入门
注明:
以下及其后续内容部分摘自《Standard C++ Bible》,所有程序代码都在Visual Stdio 中编译运行,操作系统为WinXP。
本文不涉及开发工具的使用,只讲解C++语法知识。
C++和C的共同部分就不讲解了(如 常量和变量,循环语句和循环控制,数组和指针等,这里面的一些区别会在本节和下节介绍一下),具体可看精华区->新手上路->C语言入门,本文着重介绍C++的特点,如类、继承和多重继承、运算符重载、类模板、C++标准库、模板库、等等。
一、C++概述
(一) 发展历史
1980年,Bjarne Stroustrup博士开始着手创建一种模拟语言,能够具有面向对象的程序设计特色。
在当时,面向对象编程还是一个比较新的理念,Stroustrup博士并不是从头开始设计新语言,而是在C语言的基础上进行创建。
这就是C++语言。
1985年,C++开始在外面慢慢流行。
经过多年的发展,C++已经有了多个版本。
为次,ANSI和ISO的联合委员会于1989年着手为C++制定标准。
1994年2月,该委员会出版了第一份非正式草案,1998年正式推出了C++的国际标准。
(二) C和C++
C++是C的超集,也可以说C是C++的子集,因为C先出现。
按常理说,C++编译器能够编译任何C程序,但是C和C++还是有一些小差别。
例如C++增加了C不具有的关键字。
这些关键字能作为函数和变量的标识符在C程序中使用,尽管C++包含了所有的C,但显然没有任何C++编译器能编译这样的C程序。
C程序员可以省略函数原型,而C++不可以,一个不带参数的C函数原型必须把void写出来。
而C++可以使用空参数列表。
C++中new和delete是对内存分配的运算符,取代了C中的malloc和free。
标准C++中的字符串类取代了C标准C函数库头文件中的字符数组处理函数。
C++中用来做控制态输入输出的iostream类库替代了标准C中的stdio函数库。
C++中的try/catch/throw异常处理机制取代了标准C中的setjmp()和longjmp()函数。
二、关键字和变量
C++相对与C增加了一些关键字,如下:
typename bool dynamic_cast mutable namespace
static_cast using catch explicit new
virtual operator false private template
volatile const protected this wchar_t
const_cast public throw friend true
reinterpret_cast try
bitor xor_e and_eq compl or_eq
not_eq bitand
在C++中还增加了bool型变量和wchar_t型变量:
布尔型变量是有两种逻辑状态的变量,它包含两个值:
真和假。
如果在表达式中使用了布尔型变量,那么将根据变量值的真假而赋予整型值1或0。
要把一个整型变量转换成布尔型变量,如果整型值为0,则其布尔型值为假;反之如果整型值为非0,则其布尔型值为真。
布儿型变量在运行时通常用做标志,比如进行逻辑测试以改变程序流程。
#include
int main()
{
bool flag;
flag=true;
if(flag) cout< return 0;
}
C++中还包括wchar_t数据类型,wchar_t也是字符类型,但是是那些宽度超过8位的数据类型。
许多外文字符集所含的数目超过256个,char字符类型无法完全囊括。
wchar_t数据类型一般为16位。
标准C++的iostream类库中包括了可以支持宽字符的类和对象。
用wout替代cout即可。
#include
int main()
{
wchar_t wc;
wc='b';
wout< wc='y';
wout< wc='e';
wout< return 0;
}
说明一下:
某些编译器无法编译该程序(不支持该数据类型)。
三、强制类型转换
有时候,根据表达式的需要,某个数据需要被当成另外的数据类型来处理,这时,就需要强制编译器把变量或常数由声明时的类型转换成需要的类型。
为此,就要使用强制类型转换说明,格式如下:
int* iptr=(int*) &table;
表达式的前缀(int*)就是传统C风格的强制类型转换说明(typecast),又可称为强制转换说明(cast)。
强制转换说明告诉编译器把表达式转换成指定的类型。
有些情况下强制转换是禁用的,例如不能把一个结构类型转换成其他任何类型。
数字类型和数字类型、指针和指针之间可以相互转换。
当然,数字类型和指针类型也可以相互转换,但通常认为这样做是不安全而且也是没必要的。
强制类型转换可以避免编译器的警告。
long int el=123;
short i=(int) el;
float m=;
int i=(int) m;
上面两个都是C风格的强制类型转换,C++还增加了一种转换方式,比较一下上面和下面这个书写方式的不同:
long int el=123;
short i=int (el);
float m=;
int i=int (m);
使用强制类型转换的最大好处就是:
禁止编译器对你故意去做的事发出警告。
但是,利用强制类型转换说明使得编译器的类型检查机制失效,这不是明智的选择。
通常,是不提倡进行强制类型转换的。
除非不可避免,如要调用malloc()函数时要用的void型指针转换成指定类型指针。
四、标准输入输出流
在C语言中,输入输出是使用语句scanf()和printf()来实现的,而C++中是使用类来实现的。
#include
main() 50L数个数不同
#include
void a(int,int);
void a(int);
int main()
{
a(5);
a(6,7);
return 0;
}
void a(int i)
{
cout<
#include
void a(int,int);
void a(int,float);
int main()
{
a(5,6);
a(6,;
return 0;
}
void a(int i,int j)
{
cout<
#include
int main()
{
int *birthday=new int[3];
birthday[0]=6;
birthday[1]=24;
birthday[2]=1940;
cout<
< delete [] birthday; 动态数组分配内存
#include
#include
int main()
{
int size;
cin>>size;
int *array=new int[size];
for(int i=0;i array[i]=rand();
for(i=0;i cout<<'\n'< delete [] array;
return 0;
}
九、引用型变量
在C++中,引用是一个经常使用的概念。
引用型变量是其他变量的一个别名,我们可以认为他们只是名字不相同,其他都是相同的。
1.引用是一个别名
C++中的引用是其他变量的别名。
声明一个引用型变量,需要给他一个初始化值,在变量的生存周期内,该值不会改变。
& 运算符定义了一个引用型变量:
int a;
int& b=a;
先声明一个名为a的变量,它还有一个别名b。
我们可以认为是一个人,有一个真名,一个外号,以后不管是喊他a还是b,都是叫他这个人。
同样,作为变量,以后对这两个标识符操作都会产生相同的效果。
#include
int main()
{
int a=123;
int& b=a;
cout< 和指针不同,引用变量的值不可改变。
引用作为真实对象的别名,必须进行初始化,除非满足下列条件之一:
(1) 引用变量被声明为外部的,它可以在任何地方初始化
(2) 引用变量作为类的成员,在构造函数里对它进行初始化
(3) 引用变量作为函数声明的形参,在函数调用时,用调用者的实参来进行初始化
3.作为函数形参的引用
引用常常被用作函数的形参。
以引用代替拷贝作为形参的优点:
引用避免了传递大型数据结构带来的额外开销
引用无须象指针那样需要使用*和->等运算符
#include
void func1(s p);
void func2(s& p);
struct s
{
int n;
char text[10];
};
int main()
{
static s str={123,China};
func1(str);
func2(str);
return 0;
}
void func1(s p)
{
cout<<< cout<<< }
void func2(s& p)
{
cout<<< cout<<< }
从表面上看,这两个函数没有明显区别,不过他们所花的时间却有很大差异,func2()函数所用的时间开销会比func2()函数少很多。
它们还有一个差别,如果程序递归func1(),随着递归的深入,会因为栈的耗尽而崩溃,但func2()没有这样的担忧。
4.以引用方式调用
当函数把引用作为参数传递给另一个函数时,被调用函数将直接对参数在调用者中的拷贝进行操作,而不是产生一个局部的拷贝(传递变量本身是这样的)。
这就称为以引用方式调用。
把参数的值传递到被调用函数内部的拷贝中则称为以传值方式调用。
#include
void display(const Date&,const char*);
void swapper(Date&,Date&);
struct Date
{
int month,day,year;
};
int main()
{
static Date now={2,23,90};
static Date then={9,10,60};
display(now,Now:
);
display(then,Then:
);
swapper(now,then);
display(now,Now:
);
display(then,Then:
);
return 0;
}
void swapper(Date& dt1,Date& dt2)
{
Date save;
save=dt1;
dt1=dt2;
dt2=save;
}
void display(const Date& dt,const char *s)
{
cout<
cout<<<<'/'<<<<'/'<<< }
5.以引用作为返回值
#include
struct Date
{
int month,day,year;
};
Date birthdays[]=
{
{12,12,60};
{10,25,85};
{5,20,73};
};
const Date& getdate(int n)
{
return birthdays[n-1];
}
int main()
{
int dt=1;
while(dt!
=0)
{
cout< cin>>dt;
if(dt>0 && dt<4)
{
const Date& bd=getdate(dt);
cout<<<<'/'<<<<'/'<<< }
}
return 0;
}
程序都很简单,就不讲解了。
类是编程人员表达自定义数据类型的C++机制。
它和C语言中的结构类似,C++类支持数据抽象和面向对象的程序设计,从某种意义上说,也就是数据类型的设计和实现。
一、类的设计
1.类的声明
class 类名
{
private:
.
public:
.
};
2.类的成员
一般在C++类中,所有定义的变量和函数都是类的成员。
如果是变量,我们就叫它数据成员如果是函数,我们就叫它成员函数。
3.类成员的可见性
private和public访问控制符决定了成员的可见性。
由一个访问控制符设定的可访问状态将一直持续到下一个访问控制符出现,或者类声明的结束。
私有成员仅能被同一个类中的成员函数访问,公有成员既可以被同一类中的成员函数访问,也可以被其他已经实例化的类中函数访问。
当然,这也有例外的情况,这是以后要讨论的友元函数。
类中默认的数据类型是private,结构中的默认类型是public。
一般情况下,变量都作为私有成员出现,函数都作为公有成员出现。
类中还有一种访问控制符protected,叫保护成员,以后再说明。
4.初始化
在声明一个类的对象时,可以用圆括号()包含一个初始化表。
看下面一个例子:
#include
class Box
{
private:
int height,width,depth; 联函数
内联函数和普通函数的区别是:
内联函数是在编译过程中展开的。
通常内联函数必须简短。
定义类的内联函数有两种方法:
一种和C语言一样,在定义函数时使用关键字inline。
如:
inline int Box:
:
volume()
{
return height*width*depth;
}
还有一种方法就是直接在类声明的内部定义函数体,而不是仅仅给出一个函数原型。
我们把上面的函数简化一下:
#include
class Box
{
private:
int height,width,depth;
public:
Box(int ht,int wd,int dp)
{
height=ht;
width=wd;
depth=dp;
}
~Box();
int volume()
{
return height*width*depth;
}
};
int main()
{
Box thisbox(3,4,5); 用默认参数的构造函数
当在声明类对象时,如果没有指定参数,则使用默认参数来初始化对象。
#include
class Box
{
private:
int height,width,depth;
public:
Box(int ht=2,int wd=3,int dp=4)
{
height=ht;
width=wd;
depth=dp;
}
~Box();
int volume()
{
return height*width*depth;
}
};
int main()
{
Box thisbox(3,4,5); 认构造函数
没有参数或者参数都是默认值的构造函数称为默认构造函数。
如果你