研究性学习成果展示信息学.docx
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研究性学习成果展示信息学
威海市第一中学
研究性学习成果展示
课题
名称
c++语言入门
指导
教师
柳鑫伟
班级
学科
团队照片
负责人
其他
成员
电话
电子邮件
一、研究背景
♦信息技术作为当前先进生产力的代表,已经成为我国积极发展的重要支柱和网络强国的重要支撑,信息技术涵盖了获取、信息、表示、传输、贮存、和信息加工在内的各种技术,自己计算机问世以来，信息技术沿着以计算机、互联网，再到以大数据为核心的发展脉络，深刻影响着社会的经济基础和技术创新,推动着社会信息化、智能化的发展,重塑着人们交流沟通的时间观念和空间观念。
而我们处于云计算，大数据,人工智能,互联网+的时代，现在的生活工作离不开信息学。
♦信息学的根基就是算法，数据结构，程序设计。
二、研究目的与意义
♦Ｃ＋+由美国AT&T贝尔实验室的本贾尼·斯特劳斯特卢普博士在2０世纪80年代初期发明并实现（最初这种语言被称作“CｗiｔhＣlasses”带类的C）。
开始，C++是作为Ｃ语言的增强版出现的，从给C语言增加类开始，不断的增加新特性。
♦今天C++已成为世界主流编程语言之一,要学习计算机的相关知识,必须从语言开始学起。
牢固掌握c+＋语言，可以提高逻辑思维能力，开拓思维，为将来系统地学习计算机相关知识打下基础。
三、研究内容
C+＋介绍及入门、
顺序结构程序设计
程序控制结构、
循环结构。
四、研究方法
互动教学
机房授课
讲练结合
五、研究计划（各阶段均需注明时间段、主要活动）
第一个阶段:
C++介绍及入门，9月份的第一周、第二周
第二个阶段：
顺序结构程序设计，9月的第三、第四、１０月份第一周
第三个阶段：
程序控制结构、大约３个周
第四个阶段:
大约3个周
六、小组成员具体分工与特性分析
相互帮助,共同研究。
七、预期成果及表现形式（研究的最终成果以什么样的形式展现出来，是论文、实验报告、实物、网站还是其他形式）
成果主要通过研究性报告来体现，学习之后可以参加信息学的奥林匹克竞赛，可以通过证书来检验学习效果，也可以自己编写程序，参加程序比赛。
八、资源准备（如所需图书、设备、经费预算等）
1、电脑
2、信息学竞赛系列书籍
经费预算为500０元。
九、结题论文（研究结果、分析、建议，研究过程收获与体会）
（可打印出来黏贴，附页）
第一章Ｃ+＋语言入门
第一节Ｃ＋+程序的基本结构
#iｎcｌude /／头文件/预处理命令。
对其他程序的引用,一种声明
usｉngnamesｐacesｔd； /／名字空间，采用标准名字空间
ｉntmain（） //主函数，是所有C++程序的运行起始点
{
ﻩ
}
【例１．1】在屏幕上输出“HｅllｏWｏrｌd!
”。
#inｃlｕｄeusingnamespａcestd;
inｔmain（）
{
ﻩcoｕt<<＂Hｅllo Wｏrld!
＂<"
ﻩreturn０； //结束整个程序
｝
运行结果:
ＨeｌlｏWｏｒld！
【说明】：
1、以“//”开头为注释行，“／/”后的内容用以对语句进行说明，输入程序时可以不输入。
2、#inｃlｕdｅ＜ｉostream>
告诉编译器的预处理器将输入输出流的标准头文件（iｏstｒeam）包括在本程序中。
这个头文件包括了C＋+中定义的基本标准输入输出程序库的声明。
3、ｕsiｎg namespace std
使用std（标准）名字空间的意思。
所谓的名字空间是标准C＋+中的一种机制，用来
控制不同类库的冲突问题。
使用它可以在不同的空间内使用相同名字的类或者函数。
4、iｎtmaiｎ（）
这一行为主函数（ｍainfｕｎctioｎ）的起始声明。
main（）是所有C++程序的运行的起始
点。
不管它是在代码的开头,结尾还是中间，此函数中的代码总是在程序开始运行时第
一个被执行。
所有C++程序都必须有一个mａin（）,iｎtmain（）。
ｍain后面跟了一对圆括号（ ），表示它是一个函数。
C++中所有函数都跟有一对圆
括号（），括号中可以有一些输入参数。
注意，圆括号中即使什么都没有也不能省略。
如例题中显示，主函数mａiｎ（）中的内容，由一对花括号｛｝括起来。
5、cout＜<"HeｌloWorld！
"< 这个语句在本程序中最重要。
cｏuｔ是一个输出语句,告诉计算机把引号之间的字符
串送到标准的输出设备（屏幕）上。
cｏut的声明在头文件iｏstｒeａm中，所以要想使用cｏut
必须将头文件ioｓｔream包括在程序开始处。
enｄｌ是C＋+语言的换行控制符，表示内容输出
后换行显示后续的内容。
6、retuｒｎ0
主函数ｍain（）的返回语句,一般是函数的最后一条可执行语句。
maiｎ（）函数末尾使用return语句时,数值0表示程序顺利结束,其他数表示有异常。
在后面的例子中你会看到C＋+程序都以类似的语句结束。
在C++中，语句的分隔是以分号“;”为分隔符的，分行写代码只是为了更方便人阅读。
【练习１.1】
1.编写一个能够输出“Iloveprogrammｉng!
”的程序
输入:
无。
输出:
一行,仅包含一个字符串:
“Iloｖe pｒoｇｒamｍing！
”
样例输入:
（无）
样例输出:
Ｉlｏve proｇｒamｍing!
【例1.2】已知一位小朋友的电影票价是10元,计算x位小朋友的总票价是多少？
【分析】 假设总票价用y来表示，则这个问题可以用以下几个步骤来实现：
①输入小朋友的数目x;
②用公式ｙ=１0*x计算总票价;
③输出总票价ｙ的值。
程序如下：
＃include//使用cｉｎ，cｏｕt，须调用iostrｅａm库
uｓｉｎg ｎamespaｃesｔｄ;
ｉntmaｉn（）
{
inｔx,y； //定义整型变量
cout<<＂Iｎput x=";//输入提示
ciｎ>>ｘ;//输入小朋友的人数
y=1０*x;//计算总票价
ｃoｕt<＜"totａｌ="<<ｙ<＜endl; //输出总票价
return ０;//结束程序
}
【例1.3】在梯形中阴影部分面积是150平方厘米，求梯形面积。
【分析】已知梯形上、下底长为1５和2５。
令梯形的高为h,则由已知三角形面积为１5０平方厘米,有150=（15＊h）/2,得h为２０，然后根据梯形面积公式算出梯形面积。
程序如下：
#ｉｎｃludｅ＜ioｓｔreaｍ>
usiｎg nａｍeｓpacestｄ；
intmaiｎ（）
{
inｔs,h,up,ｄown;
up=１5;
down=25；
h=2*1５0／up；
s=（up＋ｄowｎ）*ｈ/2;ﻩ
ｃouｔ<<"ｓ=“<<ｓ< rｅtuｒｎ0;
}
运行结果:
s=40０
通过以上例1.2和例１.3两个例子,可以总结出C++语言程序的结构如下：
1）Ｃ++语言变量在使用之前必须先定义其数据类型，未经定义的变量不能使用。
2）程序由一个或多个函数组成，一个程序中必须有且只有一个主函数，主函数的名字为main。
不论mａin（）函数在程序中什么位置，程序都是从ｍain（）函数开始执行,main（）函数执行完毕,程序也就结束了。
3）在程序中可以调用系统提供的库函数。
在调用库函数之前,必须将相应头文件包含在程序中。
4）程序中可以有注释行。
注释是为了使程序更易于理解和提示。
５）程序的语句以分号结束。
分号是Ｃ++语言不可缺少的组成部分。
6）程序的书写要注意适当的缩进，一般采用“逐层缩进”形式,以便使程序更加清晰易读。
【例1.４】给定一个字符,用它构造一个底边长5个字符，高3个字符的等腰字符三角形。
#
＃＃#
#＃###
程序如下：
#ｉnｃlｕde //使用cin,cｏut,须调用ｉｏsｔream库
uｓｉngnameｓpａcestd;
int ｍain（）
{
ｃｈar a;//定义字符变量
ﻩcｉn＞>a;//输入给定一个字符
ﻩｃouｔ<＜""＜＜a<＜endl;/／输出1个字符,先输出２个空格
ｃout<<" ＂<＜a＜ﻩcouｔ<<ａ＜ﻩreｔuｒn0；
｝
【练习1.２】字符三角形
给定一个字符,用它构造一个对角线长５个字符，倾斜放置的菱形。
输入：
输入只有一行，包含一个字符。
输出：
该字符构成的菱形,对角线长５个字符。
样例输入：
*
样例输出：
*
**＊
＊＊＊＊*
***
*
第二章顺序结构程序设计
第一节赋值语句
在C++语言中，“=”作为赋值运算符，而不表示“等于”判断。
赋值语句是由赋值表达式再加上分号构成的表达式语句，它是程序中使用最多的语句之一。
变量=表达式；
在赋值语句的使用中,需要注意以下几点:
1）由于赋值运算符“＝”右边的表达式也可以是赋值表达式,因此，下述形式 :
ﻩ变量＝（变量＝表达式）；
是成立的,从而形成嵌套的情形。
其展开之后的一般形式为:
变量＝变量=…=表达式；例如，“a＝b＝c=ｄ=ｅ＝5;”，它实际上等价于:
e=5;d＝e;c=d；b=ｃ;a＝b;
2）在进行赋值运算时,如果赋值运算符两边的数据类型不同，系统将会自动进行类型转换,即将赋值运算符右边的数据类型转换成左边的变量类型。
当左边是整型而右边是实型时,将去掉小数部分并截取该整型对应的有效位数。
【例2.1】输入两个正整数A和B，试交换A、Ｂ的值（使A的值等于B,Ｂ的值等于A）。
【分析】交换两个变量的值方法很多，一般我们采用引入第三个变量的算法,二个变量交换,可以想像成一瓶酱油和一瓶醋进行交换，这时容易想到拿一个空瓶子过来:
① 将酱油倒到空瓶中；②将醋倒到酱油瓶中；③ 将原空瓶中的酱油倒到醋瓶中。
程序如下：
#iｎcludｅ＜iostｒeam> ／/使用cin,cout,须调用ioｓｔｒeaｍ库
uｓinｇ nameｓpａce stｄ;
ｉntｍain（）
{inｔa,ｂ,c; ／／定义三个变量
ｃｏｕt＜<"Inpuｔa,b=";//输入提示Iｎpｕta,b=
cin>>a＞>b;/／输入A、B的值
c＝ａ; a=b；ｂ=c；//交换A、B的值
ｃout＜<"a＝"< rｅｔurn0；
｝
【练习2.１】输入三个正整数A、B、C，试交换A、B、C的值（使A的值等于B,Ｂ的值等于C，C的值等于A）。
输入样例：
1２3
输出样例：
a=2ｂ＝３ｃ=1
第二节运算符和表达式
运算符纵览
1.算术运算符
用于各类数值运算。
包括加（+）、减（-）、乘（＊）、除（/）、求余（或称模运算，%）、自增（＋+）、自减（--）共七种。
2.关系运算符
用于比较运算。
包括大于（>）、小于（<）、等于（==）、大于等于（>=）、小于等于（<=）和不等于（!
=）六种。
３.逻辑运算符
用于逻辑运算。
包括与（＆&）、或（|｜）、非（!
）三种。
４.位操作运算符
参与运算的量,按二进制位进行运算。
包括位与（＆）、位或（|）、位非（～）、位异或（^）、左移（＜＜）、右移（＞＞）六种。
５．赋值运算符
用于赋值运算,分为简单赋值（=）、复合算术赋值（+=,-=，*=,／=,%=）和复合位运算赋值（＆=,|＝,^=,>>＝,<<=）三类共十一种。
一、算术运算符
1、除法运算符
C++语言的除法运算符有一些特殊之处,即如果a、b是两个整数类型的变量或常量,那么ａ/b的值是a除以b的商。
例如，５/2的值是2，而不是2.5,而５．０／2或5/２.０的值是2．5。
２、模运算符
求余的运算符“%”也称为模运算符,是双目运算符，两个操作数都是整型数。
ａ%ｂ的值就是a除以b的余数，５%2余数为１。
其操作对象只能是整型数，而其他四种运算符对int,ｆｌoaｔ，ｄｏｕｂle,ｃhar都适用。
【说明】
1）、除法运算或求商运算（/）
两个整数相除的结果为整数，5／2＝2
两个实数相除的结果为实数，5．0/2=2.5或５/２.０=2.５
２）、取模运算或求余运算（%）
必须为两个整数,右操作不能为0，操作对象只能是整数型,运算结果为整除之后的余数，例如5%2=1。
3）、+,－，*,/，%这几个算数运算符的运算对象都是两个，所以称为双目运算符。
4）、优先级别为：
*,/,%高于+,-运算,都比赋值运算符的优先级别高，所以先算术，后赋值。
5）、运算顺序为自左向右（赋值运算的顺序为自右至左）。
6）、整除、取模运算的结果都是整数。
【练习２.2】比较分析下面程序的执行结果
a=３0０＊２/３；
b=2／3*30０;
a和b运行结果是否相同？
为什么?
【练习2.3】A＋B问题
Ａ+Ｂ问题的题目描述如下:
给定两个整数A和B，输出A＋B的值。
保证A、B及结果均在整型范围内。
现在请你解决这一问题。
输入:
一行,包含两个整数A，B,中间用单个空格隔开。
A和B均在整型范围内。
输出：
一个整数,即Ａ+B的值。
保证结果在整型范围内。
样例输入：
12
样例输出:
3
【练习2．4】计算（a+b）*c的值
给定３个整数ａ、b、ｃ,计算表达式（a+b）*c的值。
输入:
输入仅一行,包括三个整数a、b、c, 数与数之间以一个空格分开。
（-１0,0０0＜ａ,ｂ,c＜１0，000）
输出:
输出一行，即表达式的值
样例输入:
23５
样例输出：
25
【练习2．5】计算（a+b）/c的值
给定3个整数a、b、c,计算表达式（a+b）／c的值，/是整除运算。
输入;输入仅一行，包括三个整数ａ、ｂ、c，数与数之间以一个空格分开。
（－１０,00０<ａ,b,c＜１0，0００，c不等于0）
输出:
输出一行,即表达式的值。
样例输入:
11３
样例输出:
0
【练习2.6】带余除法
给定被除数和除数，求整数商及余数。
此题中请使用默认的整除和取余运算,无需对结果进行任何特殊处理。
输入:
一行,包含两个整数,依次为被除数和除数（除数非零），中间用一个空格隔开。
输出：
一行,包含两个整数，依次为整数商和余数,中间用一个空格隔开。
样例输入:
10 ３
样例输出：
３1
【练习2.7】数学中经典的“鸡兔同笼”问题
已知头共30个，脚共９０只，问笼中的鸡和兔各有多少只?
3、自反算数赋值运算符（复合算术赋值）。
自反加赋值ａ+=b,相当于a=a＋ｂ;
自反减赋值a-=b，相当于a=ａ-b;
自反乘赋值a*=b,相当于a=a＊ｂ;
自反除赋值a/=b，相当于a=ａ/b;
自反模赋值a%=b,相当于a=a％b;
4、自加自减运算符
自反算数赋值运算中有两种更加特殊的情况
i=ｉ＋1，相当于ｉ+=1； i=i-1,相当于i－=１
自加、自减运算符用来对一个操作数进行加１或减1运算，其结果仍然赋予该操作数,而且参加运算的操作数必须是变量,而不能是常量或表达式。
1）自增运算符。
例如,x+＋表示在使用x之后，使x的值加1，即x=x＋1;＋+x表示使用x之前，先使x的值加1,即x=x+１。
2）自减运算符。
例如，x--表示在使用x之后，使x的值减1，即x=x-1；－-x表示使用ｘ之前，先使x的值减1，即x＝x-1。
3）自加运算i++或++ｉ
自减运算i--或-－i
ｉ＋＋和i--称为后缀形式（先引用,后增值）
++i和--i称为前缀形式（先增值,后引用）
【例2．2】
inti iｎｔi;
ｉ=５; i=５;
x=ｉ＋＋; ｘ=++i;
ｙ=i; y=i;
【例２．3】变量自加运算
#ｉnclude
ｕsingnａmesｐａｃesｔd;
ｉnｔ mａiｎ（）
{
iｎtｘ,ｙ,z１,ｚ2；
x=７; y=8;
ｚ1=ｙ-（x++）; //计算z1=１，计算后x=8
z2=ｙ-（++x）； //计算前x的值自加1,x的值为９，再与y求差
ｃout<<“z１=＂<}
运行结果:
？
二、关系运算符
关系运算符用于数值的大小比较。
包括大于（＞）、小于（<）、等于（＝=）、大于等于（>=）、小于等于（<=）和不等于（!
=）六种,它们都是双目运算符。
关系运算符运算的结果是整型,值只有两种：
０或1,0代表关系不成立,1代表关系成立。
请看下面的例子：
intmain（）
{ int n1=4,ｎ2＝５,n３;
ｎ3=n1＞n２; ／／ｎ3的值为_＿___＿＿
n3=n1 n3=ｎ1==４; ／／n3的值为＿______
n3=n１!
=4; ／／n3的值为___＿___
n3=n1==１+3;/／n3的值为_＿_＿_＿_
}
三、逻辑运算符
C+＋语言中提供了三种逻辑运算符：
与运算（＆&）、或运算（||）、非运算（！
）。
与运算符（＆&）和或运算符（||）均为双目运算符。
具有左结合性。
非运算符（!
）为单目运算符,具有右结合性。
算数运算＞关系运算>逻辑运算
逻辑运算的值也为“真”和“假”两种,用“1”和“0”来表示。
其求值规则如下:
１.与运算＆&参与运算的两个量都为真时，结果才为真,否则为假。
例如,5>０&＆ ４>２
2．或运算|｜参与运算的两个量只要有一个为真，结果就为真。
两个量都为假时，结果为假。
例如:
5＞0||5>8
3.非运算!
参与运算量为真时,结果为假；参与运算量为假时，结果为真。
例如：
！
（5>0）的结果为?
虽然Ｃ++编译在给出逻辑运算值时,以“1”代表“真”，“0”代表“假”。
但反过来在判断一个量是为“真”还是为“假”时，以“0”代表“假”，以非“0”的数值作为“真”。
例如:
5&&3的值为?
又如：
5|｜0的值为？
４．算术运算符、关系运算符、逻辑运算符和赋值运算符的优先级如下:
赋值运算符<逻辑运算符<关系运算符<算术运算符 关系运算符的结合性为:
自左至右。
根据以上优先级和结合性,计算出以下表达式的结果（假设a＝3,b=2,c＝１）
{
a>b;
（a>b）==c；
ｂ+c<ａ;
d=ａ>b；
f＝a>b>c;
}
第三节常量和变量
一、常量
常量是指在程序中使用的一些具体的数、字符。
在程序运行过程中,其值不能被更改。
如123,１45．８8,'ｍ',ＴRUE等。
１、整型常量:
如3、-５、０等。
整型常量是表示整数的常量。
有三种表示形式：
１）十进制形式。
如99、-1。
2）八进制形式。
以数字0打头，由0-7构成,如012,表示八进制整数１2，即1２（８）。
3）十六进制形式。
以0x打头，如０ｘ12A，表示十六进制整数１2A，即12A（16）。
2、实型常量:
如3.1、－6.1E＋2（科学记数法）。
3、字符常量：
是用单引号括起来的字符,如'k＇ 、'５'、'％'。
注意:
'a'与"a"表示的含义是不同的,'ａ＇表示一个字符常量,"a"表示一个字符串。
一个常量可以直接调用（如1２4，'A＇）,也可以给常量取个名字用一个标识符代表它，这就是符号常量。
其语法格式为：
const 类型说明符常量名=常量字符;
例如：
ｃonsｔdoublｅ ＰI=３.１415926;
或者类型说明符cｏnst常量名=常量字符；
例如:
doubｌeｃonstPＩ=3.1415９26;
可写在主函数之前,也可以写在主函数中
二、变量定义
变量代表了一个存储单元，其中的值是可以改变的，因此称为变量。
一个程序中可能要使用到若干个变量,为了区别不同的变量，必须给每个变量（存储单元）取一个名（称为变量名）,该变量（存贮单元）存储的值称为变量的值,变量中能够存储值的类型为变量的类型。
1.变量名
用一个合法的标识符代表一个变量。
如n,m，rot，ｔoｔal等都是合法变量名。
在程序中用到的变量要“先定义后使用”,变量名应遵循自定义标识符的命名规则,并建议使用“见名知义”的原则，即用一些有意义的单词作为变量名。
在C+＋语言，变量名大小写有区别。
用来标识变量名、符号常量名、函数名、数组名、类型名、文件名的有效字符序列称为标识符。
Ｃ++语言规定,标识符只能由字母或下划线“_”开头，后面的字符可以是字母或数字。
对于标识符的长度,不同的C+＋语言编译器有不同的规定,考虑到系统的可移植性，建议变量名的长度不要超过8个字符。
例如:
ｍonth、_age、s２为合法的标识符；m．k.ｊack、a<=b、９ｙ为不合法的标识符。
习惯上，符号常量名用大写,而变量名用小写,以便于区别。
2.变量的类型
常量是有类型的数据,变量在某一固定时刻用来存储一个常量,因此也应有相应的类型。
如整型变量用来存储整数，实型变量用来存储实数。
变量的类型,可以是标准数据类型int、shoｒt、ｌong、fｌoat、douｂle和char等，也可以是用户自定义的各种类型。
变量一经定义系统就在计算机内存中为其分配一个存储空间。
在程序中使用到变量时,就在相应的内存中存入数据或取出数据,这种操作称为变量的访问。
定义变量的语法格式为：
数据类型变量表1,变量表2，……;
【例2．4】
inｔi=５，ｊ，k; //定义i,j,k为整型变量,
//i赋初值为5,j,k的初值未知。
ｃhaｒ a，b,c; //定义a,b,c为字符变量
ｆlｏatx,y,ｚ; //定义x,y,z为实型变量
Ｃ+＋语言允许在定义变量的同时为变量赋初值。
【例２.５】输入半径r,求圆的周长及面积。
（π取3.１4）
样例输入r=3
样例输出ｃ＝１8.84 s=２８.26
#iｎcluｄeｕsｉ
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