第一部分基础编程.docx

1、第一部分基础编程第一部分 基 础 编 程第1章 概述 练习解答EX0101这是本书的第一个C+代码，其解答为：/=/ EX0101.cpp/ simplest program with output/=#include/-int main() std:coutI am a student.n;/=前面附着#的语句行：#include说严格些，它不是C+语句。也就是说，它并不规定机器做什么，而是规定编译器在编译时做什么，它们也称为伪指令，用斜体区分。输出用cout，它本是应用了C+提供的标准输入、输出的流资源，因此使用包含iostream的指令（用斜体表示）。凡是涉及C+资源的，都在名为std的

2、名表中注册，所以若默认使用C+资源，必须在包含指令后面再加：using namespace std;代码中在cout前加了std:，表示由于没有默认使用，只得在使用名字时加前缀，或者说，单一使用只须加前缀，便可以省略上述的名空间说明。一般来说，语句中往往涉及C+各种资源的诸多使用，为了默认使用，在初学者的程序里，通常都会加上上述名空间使用语句。另外，上述解答代码中，一些加了双斜杠的行是注释行，它不起执行的作用，只是给人阅读。代码其实可以写成没有注释语句的形式：#includeint main() std:coutI am a student.n;本解答代码追求规范、个性化、可理解，习题与解答在

3、题号上对应，所以在代码头上加上了一些注释。代码中双引号括起来的是字串。如果字串中本身含有双引号，则需要在双引号字符前加引导符，例如：描述“I say OK!”，用C+语句写为：std:coutI say OK!n;n是换行字符，它是用两个字符来描述一个控制行为的控制符。语言的描述都是用有形可见的字符符号，也就是编程中使用的字符，恰如英语中的英文字符用以构成英语。如果要用这些符号描述无形的控制行为则要加引导符。控制符在主教材CH3.2.1的表3-3上描述了一些，一般不常用。int main() 是一个函数描述，专业地说，为函数定义。它是一个函数名(main)，加上一对小（圆）括号，附上返回类型(

4、int)，再加上一对花括号，里面写上若干条语句。左花括号的位置只要跟在右小括号后面，写在哪里都行。不同的书写方式反映了编程的不同风格。C语言风格的代码为：/=/ EX0101.cpp/ simplest program with output/=#include/-int main() printf(I am a student.n);/=它使用了不同的资源（头文件）。头文件是指以扩展名.h结尾的文件，头文件多在C语言中使用，C+当然可以兼用，但是C+更多使用的是没有.h扩展名的资源。包含不同的资源，将导致代码中的输出采用不同的方式。语句以分号结束，C+编译器以分号区分各语句单位。语句总是写在

5、函数中，表示计算或者输入、输出等操作。EX0102可由若干行语句来完成本问题的字符图形输出的工作。/=/ EX0102.cpp/ 简单字符图形输出/=#includeusing namespace std;/-int main() cout *n; cout *n; cout *n; cout*n; cout *n; cout *n; cout *n;/=main()函数中的语句是要求机器执行的动作序列。这里是由7个输出语句构成。每个语句负责输出一行字符，这是为了直观。然而，C+输出语句的能力并非一定按行为单位进行，可以用一条语句执行几行的输出。下列是用一个输出语句通过反复执行操作，将字串送往

6、输出设备，从而将该图形整个输出。cout *n *n *n*n *n *n *n;我们看到，一条语句在一行写不下时，可以由接着下一行继续写。编译器在识别到分号时才认可整条语句的结束。所以，可以通过添加一些空格、空行，人为地构造优雅的代码格式。上述语句可以这样写：cout *n *n *n *n *n *n *n;虽然增加了语句行，但是形象，只要注意在最后一行才打上分号，以表示前面的代码行只是一条语句的组成部分而已。我们还看到，该语句是将各个字串按行分段表示和逐段输出的。这有点极端，事实上，可以将各段字串拼合：cout *n *n *n*n *n *n *n;它表示一个较长字串一次性送往输出设备

7、去显示。字串中的每个“n”表示换行，它控制设备在相应的输出中执行换行。所以整个字串的输出会在结果窗口中分段列在不同的行上。如果一个字串实在很长，一行写不下，可以在行尾插入一个斜杠符号，以示意编译器下行继续，从而不被当作语句不完整而出现编译错误。例如上述语句也可以这样写：cout *n *n *n*n *n *n *n;由于下一行必定从头算起以作为上一行的继续，因此书写格式上没法通过加空格来修饰，可能会觉得不够优雅。一些超长的字串往往用数据文件的方式存取。所以这种代码的形式只有在翻读前人书写的代码时还能看到，现代编程中很少能看到这种代码。下列作为极端的例子，用几条语句执行一行的输出：cout ;

8、cout ;cout ;cout*;coutn;这5条语句构成了图形中第一行的输出字符。空三格，然后显示一个*字符，最后换行。在运行结果的窗口中，显示的字符总是按语句执行的先后顺序，从左到右，从上到下。所以，输出一个图形，必须按顺序先输出最上面的字符行。为了到达行中显示可见字符的位置，需要先输出几个空格。为了输出下一行，在当前行必须先输出一个换行符（将控制符也作为一个字符进行输出），以使显示位置跃到下一行的开头。逐个字符输出，用逐条语句描述，耗费了很多语句，才显示了很少的字符，因而从运行性能上来说划不来。但是在需要通过计算来获得字符个数、字符内容和字符位置，从而进行批量自动（循环控制）输出，而

9、代替人工的时候，这种输出形式却是学习循环控制的基础。例如，输出三个*字符，可以用循环语句来实现：for(int i=1; i=3; i=i+1) cout*;这是一个循环语句，花括号括起来的语句是被for循环描述，反复执行的语句序列，称为循环体，这里只含有一条语句。这条语句执行的次数由for循环的描述头说明，因为i变量从1到3，不断地增1变化，说明该循环一共将进行3次，从而满足连输三个*的要求。由于循环体只含有一条语句，C+语法规则允许省略花括号：for(int i=1; i=3; i=i+1) cout*;该代码的语义与前面相同。在开始循环时，先令i=1，然后判断是否i=3，如果判断结果为假

10、，则结束for循环语句，转去执行下一条语句。否则，进入并执行循环体语句。在这里，第一次判断时，i为1，所以是1=3，所以，执行cout*;语句，之后，循环变量i增1使其值为2，接着再判断i=3，得到真值，于是继续进入并执行循环体语句，输出第二个*，周而复始，等到第三个*输出之后，再增1给i使其值为4，判断i=3时，判断结果为假，于是整个for循环语句宣告结束。这时候，便已经得到连续三个在屏幕上显示的*。for循环的循环体中可能会有许多语句，但其都归属在for循环语句体内，作为一个循环语句的整体，被视为一个语句单位。在循环语句的执行中，则自然按循环控制规则按序执行。例如：输出一行7个A字符，可以

11、循环执行输出1个A字符7次，再输出一个换行符：for(int i=1; i=7; i=i+1) coutA;coutn;注意上面省略了包住循环体的花括号。“coutA;”语句归属于for循环，因而被执行了7次，“coutn;”语句却是在for循环语句之后，因而按序执行中，它只被执行一次。这与代码：for(int i=1; i=7; i=i+1) coutA; coutn;是完全不同的。因为后者，每次输出A后都要换行，而前者在连续输出7次A后统一执行一次换行。从程序形态上看，因为所描述的循环体中有两条语句，所以花括号不能省，而前者可以省略花括号。如果要输入一个整数，并将该整数的平方值随后输出，则

12、其代码为：#includeusing namespace std;int main() int n; coutn*nn;该程序的运行结果取决于输入的整数值。程序运行结果往往并不由编程决定，而由运行中输入的数值来决定。如果要根据输入的整数值n，输出一个n*5的Z 字符矩形，则因为无法在编程中确定n的值，而不能简单地用确定个数的输出语句来完成。也就是说，下述语句行数不知道：coutZZZZZ;coutZZZZZ;coutZZZZZ;coutZZZZZ;coutZZZZZ;coutZZZZZ;这时候，就需要用循环语句，设置循环变量初值，到运行中获得的n之终值，不断进行测试、增量、再测试、再增量的步骤

13、，来控制输出语句的执行次数。可以这样来实现输出n*5的字符矩形的任务：#includeusing namespace std;int main() int n; cinn; for(int k=1; k=n; k=k+1) coutZZZZZn; 循环体中是输出5个字符Z并换行的语句，通过控制执行n次的循环，满足输出的要求。如果将矩阵转过来，不是输出n*5，而是输出5*n的字符矩阵，则因为数字5是确定的，可以用5个循环语句来做：#includeusing namespace std;int main() int n; cinn; for(int k=1; k=n; k=k+1) / 每个for

14、循环都输出n个字符的行，共5个for coutZ; coutn; / 换行不能少 for(int k=1; k=n; k=k+1) coutZ; coutn; for(int k=1; k=n; k=k+1) coutZ; coutn; for(int k=1; k=n; k=k+1) coutZ; coutn; for(int k=1; k=n; k=k+1) coutZ; coutn;因为行中Z字符的个数，取决于输入的n值，编程时n不确定，而循环的次数可以用不确定量来描述，所以可用循环来描述输出含n个Z字符的输出：for(int k=1; k=n; k=k+1) coutZ;coutn;5

15、*n的字符矩形输出用5个同样的代码来拼合，这样的代码显得冗长，完全可以通过循环语句的循环（二重循环）来简化：for(int k=1; k=5; k=k+1) for(int i=1; i=n; i=i+1) coutZ; coutn;它是将输出一行n个Z字符的语句集合，重复执行5次，或者说，将该语句集合作为循环体，外套一个重复5次的循环语句。例如，输出一个x字符的5*5正方形，可以循环5次输出一行5个x字符，而输出一行5个x字符，又是一个循环5次的单字符输出，再追加一个换行：for(int k=1; k=5; k=k+1) for(int i=1; i=5; i=i+1) coutx; cou

16、tn;外循环的循环体内容便是输出一行5个x字符。它由两条语句构成，一条是for循环语句，另一条是单独输出换行的语句。这里用的for循环在结构上构成了内外二重循环。需要注意的是内外二重循环的循环变量名最好不要相同，以示区别。这里外循环变量用k，内循环变量用i。而因为内循环中输出5个字符并换行的执行在编程时是确定的，所以可以直接用“coutxxxxxn;”语句替代内循环而使代码简化：for(int k=1; k=5; k=k+1) coutxxxxxn ;那么，从输入中获得n值，输出一个n*n的x字符正方形，又该怎么编程呢？想必读者会找到答案的。第2章 基本编程语句 练习解答EX0201在分析与设

17、计本问题时，首先需要明确问题的要求。加法数列中每一项绝对值不小于10-8的浮点数都必须加到该级数的和中。最后将这个结果值取小数点8位精度。该加法数列中某一项tn表示为：tn = sn+1 sn 如果计算到某一项tn10-8时，那么，由于后面诸项的绝对值均不会超过tn，所以累计数列应到此为止，而忽略第n项之后值的求和计算。因而循环求和只需要控制在逐项累计，到达一定的项，满足项值小于10-8时停止求和，便能够得到所要求的值。算法描述为：1 设定双精度型(double)变量x2 用键盘输入x的值3 设定求和双精度型变量sum，存放初始值14 设定项(双精度型变量)t，存放初始值x(从这项开始累计)5

18、 设定整型循环变量i=2，跟踪累计的项数，作为项值计算的依据6 如果t的绝对值小于10-8，则转117 否则，将t值加入sum8 计算后继t项9 循环变量i加110 转611 设置输出小数8位的定点方式12 输出sum值13 结束其对应的代码为：/=/ EX0201.cpp/ 级数求和/=#include#include / abs()using namespace std;/-int main() double x; cinx; double sum=1; double t=x; int i=2; while(abs(t)1e-8) sum += t; t*=(-1)*x/i; i+; co

19、ut.precision(8); coutfixedx=x, sum=sumn;/=代码中while循环表现了算法610行的描述。当然可以写出对等的for循环结构的实现。/=/ EX0201.cpp/ 级数求和/=#include#include / abs()using namespace std;/-int main() double x; cinx; double sum=1; double t=x; for(int i=2; abs(t)1e-8; i+) sum += t; t*=(-1)*x/i; cout.precision(8); coutfixedx=x, sum=sumn;

20、/=for循环是将循环变量的初始化、条件判断和循环变量的状态变化这三者合在一起描述，便于统一观察循环控制和循环变化规律，因而它总是体现了结构和紧凑。在一般情况下，用for循环来合并相关语句，会使代码更优雅。例如，将三个变量定义语句放在一起，将循环变量增值和项的更新计算放在一起，作为for循环的循环变量更新描述。循环状态i的变化导致了t的变化，将它们放在循环描述的第三部分中，使得循环体得到简化，最后以一条简单语句描述加法数列的累计，循环体的花括号语句也因此而省略。/=/ EX0201.cpp/ 级数求和/=#includeusing namespace std;/-int main() doub

21、le x, sum=1, t; cinx; t = x; for(int i=2; abs(t)1e-8; t*=(-1)*x/i+) sum += t; cout.precision(8); coutfixedx=x, sum=sumn;/=模仿学习：主教材CH2.7.2中，例示了f0218.cpp和f0219.cpp两种方法的代码。对于求通项t，要注意本题的通项计算需要根据前一项计算而得，不能通过通项公式计算：tn=(-1)n+1xn/n!分别计算分子和分母是一种无视xn和n!的计算溢出的做法，但是如果在获得tn-1的前提下，对其做乘x除n操作便不会使结果溢出：tn=tn-1*x/n所以应

22、该模仿f0218.cpp。/=/ EX0201.cpp/ 级数求和/=#include#includeusing namespace std;/-int main() double x; cinx; double sum=1, item = -1; for(int i=1; abs(item)1e-8; i+) item *= (-1)*x/i; sum += item; coutfixedsetprecision(8)x=x, sum=sumn;/=代码中，abs(t)表示求t的绝对值，1e-8表示10的-8次方，它是一个正数，所以需要将t先求其绝对值再进行比较。代码中，精确到小数点后8位，

23、若用coutsetprecision(8)，则须在前面包含iomanip资源，也可用cout.precision(8)单独成句，其前无须用该包含语句。C+的流操作，默认定点数输出的精度为小数点后6位，即相当于执行了语句coutsetprecision(6)，现在需要小数点后8位的精度，所以必须用语句加以指出。EX0202我们知道求1到10的和，可以用求和公式直接求得，即：(1+10)10/2。对这10个数的求和，不需要访问内存空间，直接计算就可以得到结果。但有时候需要面对10个存储单元，其存储单元的值预先并不知道。求这10个存储单元值的和时，就需要逐个取出存储单元并累计求和。假如10个整数放在

24、数组a中，其10个单元为a0a9，则将该10个整数求和之前，先设一个放置累计值的变量sum，初值为0，然后进入总次数为10的循环，不断读取数组中的元素，加到sum中，直到加完这10个整数，结果也就出来了：int sum =0;for(int i=0; i10; i+) /循环从0到9 sum = sum + ai;coutsumn;注意上述代码在实现中，循环变量的初值和终值设置为0与9，是为了迎合数组的下标值。C+的数组结构中，都是以0下标来描述其第一个单元的。那么，如果要将这10个整数求积，则在for循环体中将改成就可以了。int t = 1;for(int i=0; i10; i+) t = t * ai;couttn;注意代码中的花括号省略。求积的累积与求和的累计稍有不同，求积的累积变量初值为1，而求和的累计变量初值为0。共同的是，它们都必须在循环求值之前预先进行定义，在循环求值之后，才获得最终结果。累积求积变量名的取名与累计求和变量名一样，也是人为的，可以按容易理解的方式来取名，这里分别取了sum和t这两个名字。现在对于求n!，则可以将数组的下标访问去掉，直接改成对循环变量进行乘法操作。原先循环变量值充当数组的下标，因而其值从0开始循环到9，现在循环次数仍然是10次，但表示的是阶乘中依大小排列