C++ 語言入門參考模板

1、1 / 199注明：以下及其后續(xù)內容部分摘自Standard C+ Bible，所有程序代碼都在Visual Stdio 6.0中編譯運行，操作系統(tǒng)為WinXP。本文不涉及VC6.0開發(fā)工具的使用，只講解C+語法知識。    C+和C的共同部分就不講解了（如 常量和變量，循環(huán)語句和循環(huán)控制，數組和指針等，這里面的一些區(qū)別會在本節(jié)和下節(jié)介紹一下），具體可看精華區(qū)->新手上路->C語言入門，本文著重介紹C+的特點，如類、繼承和多重繼承、運算符重載、類模板、C+標準庫、模板庫、等等。一、C+概述&#

2、160;   (一) 發(fā)展歷史    1980年，Bjarne Stroustrup博士開始著手創(chuàng)建一種模擬語言，能夠具有面向對象的程序設計特色。在當時，面向對象編程還是一個比較新的理念，Stroustrup博士并不是從頭開始設計新語言，而是在C語言的基礎上進行創(chuàng)建。這就是C+語言。    1985年，C+開始在外面慢慢流行。經過多年的發(fā)展，C+已經有了多個版本。為次，ANSI和ISO的聯(lián)合委員會于1989年著手為C+制定標準。1994年2月，該委員會出版了第一份非

3、正式草案，1998年正式推出了C+的國際標準。    (二) C和C+    C+是C的超集，也可以說C是C+的子集，因為C先出現。按常理說，C+編譯器能夠編譯任何C程序，但是C和C+還是有一些小差別。    例如C+增加了C不具有的關鍵字。這些關鍵字能作為函數和變量的標識符在C程序中使用，盡管C+包含了所有的C，但顯然沒有任何C+編譯器能編譯這樣的C程序。    C程序員可以省略函數原型，而C+不可以，一個不帶參數的C函數原

4、型必須把void寫出來。而C+可以使用空參數列表。    C+中new和delete是對內存分配的運算符，取代了C中的malloc和free。    標準C+中的字符串類取代了C標準C函數庫<cstring>頭文件中的字符數組處理函數。    C+中用來做控制態(tài)輸入輸出的iostream類庫替代了標準C中的stdio函數庫。    C+中的try/catch/throw異常處理機制取代了標準C中的setjmp()和longj

5、mp()函數。二、關鍵字和變量    C+相對與C增加了一些關鍵字，如下：       typename     bool     dynamic_cast  mutable    namespace       static_cast  

6、using    catch         explicit   new       virtual      operator false         private   

7、 template       volatile     const    protected     this       wchar_t       const_cast   public 

8、60; throw         friend     true       reinterpret_cast      try       bitor        

9、xor_e    and_eq        compl      or_eq       not_eq       bitand    在C+中還增加了bool型變量和wchar_t型變量：    

10、布爾型變量是有兩種邏輯狀態(tài)的變量，它包含兩個值：真和假。如果在表達式中使用了布爾型變量，那么將根據變量值的真假而賦予整型值1或0。要把一個整型變量轉換成布爾型變量，如果整型值為0，則其布爾型值為假；反之如果整型值為非0，則其布爾型值為真。布兒型變量在運行時通常用做標志，比如進行邏輯測試以改變程序流程。       #include iostream.h       int main()    &#

11、160;             bool flag;           flag=true;           if(flag)  cout<<true<<endl;  

12、         return 0;           C+中還包括wchar_t數據類型，wchar_t也是字符類型，但是是那些寬度超過8位的數據類型。許多外文字符集所含的數目超過256個，char字符類型無法完全囊括。wchar_t數據類型一般為16位。    標準C+的iostream類庫中包括了可以支持寬字符的類和對象。用wout替代co

13、ut即可。       #include iostream.h       int main()                  wchar_t wc;        

14、   wc='b'           wout<<wc;           wc='y'           wout<<wc;    &#

15、160;      wc='e'           wout<<wc<<endl;           return 0;           說明一下：某些

16、編譯器無法編譯該程序(不支持該數據類型)。三、強制類型轉換    有時候，根據表達式的需要，某個數據需要被當成另外的數據類型來處理，這時，就需要強制編譯器把變量或常數由聲明時的類型轉換成需要的類型。為此，就要使用強制類型轉換說明，格式如下：       int* iptr=(int*) &table;    表達式的前綴(int*)就是傳統(tǒng)C風格的強制類型轉換說明(typecast)，又可稱為強制轉換說明(cast)。

17、強制轉換說明告訴編譯器把表達式轉換成指定的類型。有些情況下強制轉換是禁用的，例如不能把一個結構類型轉換成其他任何類型。數字類型和數字類型、指針和指針之間可以相互轉換。當然，數字類型和指針類型也可以相互轉換，但通常認為這樣做是不安全而且也是沒必要的。強制類型轉換可以避免編譯器的警告。       long int el=123;       short i=(int) el;   

18、0;   float m=34.56;       int i=(int) m;    上面兩個都是C風格的強制類型轉換，C+還增加了一種轉換方式，比較一下上面和下面這個書寫方式的不同：       long int el=123;       short i

19、=int (el);       float m=34.56;       int i=int (m);     使用強制類型轉換的最大好處就是：禁止編譯器對你故意去做的事發(fā)出警告。但是，利用強制類型轉換說明使得編譯器的類型檢查機制失效，這不是明智的選擇。通常，是不提倡進行強制類型轉換的。除非不可避免，如要調用malloc()函數時要用的void型指針轉換成指定類型指

20、針。四、標準輸入輸出流    在C語言中，輸入輸出是使用語句scanf()和printf()來實現的，而C+中是使用類來實現的。       #include iostream.h       main()    /C+中main()函數默認為int型，而C語言中默認為void型。       &#

21、160;          int a;           cout<<input a number:            cin>>a;      &

22、#160;      /*輸入一個數值*/           cout<<a<<endl;      /輸出并回車換行           return 0;     

23、60;     cin,cout,endl對象，他們本身并不是C+語言的組成部分。雖然他們已經是ANSI標準C+中被定義，但是他們不是語言的內在組成部分。在C+中不提供內在的輸入輸出運算符，這與其他語言是不同的。輸入和輸出是通過C+類來實現的，cin和cout是這些類的實例，他們是在C+語言的外部實現。    在C+語言中，有了一種新的注釋方法，就是/，在該行/后的所有說明都被編譯器認為是注釋，這種注釋不能換行。C+中仍然保留了傳統(tǒng)C語言的注釋風格/*/。    C

24、+也可采用格式化輸出的方法：       #include iostream.h       int main()                  int a;       &#

25、160;   cout<<input a number:            cin>>a;           cout<<dec<<a<<' '     /輸出十進制數 

26、;              <<oct<<a<<' '     /輸出八進制數               <<hex<<a<<endl;  

27、; /輸出十六進制數           return 0;           從上面也可以看出，dec,oct,hex也不可作為變量的標識符在程序中出現。五、函數參數問題    (一) 無名的函數形參    聲明函數時可以包含一個或多個用不到的形式參數。這種情況多出

28、現在用一個通用的函數指針調用多個函數的場合，其中有些函數不需要函數指針聲明中的所有參數?？聪旅娴睦樱?#160;      int fun(int x,int y)                  return x*2;        

29、   盡管這樣的用法是正確的，但大多數C和C+的編譯器都會給出一個警告，說參數y在程序中沒有被用到。為了避免這樣的警告，C+允許聲明一個無名形參，以告訴編譯器存在該參數，且調用者需要為其傳遞一個實際參數，但是函數不會用到這個參數。下面給出使用了無名參數的C+函數代碼：       int fun(int x,int)         /注意不同點   

30、60;              return x*2;           (二) 函數的默認參數    C+函數的原型中可以聲明一個或多個帶有默認值的參數。如果調用函數時，省略了相應的實際參數，那么編譯器就會把默認值作為實際參數?？梢赃@樣來聲明具有默認參數的C+函數原型： &

31、#160;     #include iostream.h       void show(int=1,float=2.3,long=6);       int main()                 &

32、#160;show();           show(2);           show(4,5.6);           show(8,12.34,50L);        

33、0;  return 0;              void show(int first,float second,long third)                  cout<<firs

34、t=<<first               <<second=<<second               <<third=<<third<<endl;      

35、     上面例子中，第一次調用show()函數時，讓編譯器自動提供函數原型中指定的所有默認參數，第二次調用提供了第一個參數，而讓編譯器提供剩下的兩個，第三次調用則提供了前面兩個參數，編譯器只需提供最后一個，最后一個調用則給出了所有三個參數，沒有用到默認參數六、函數重載    在C+中，允許有相同的函數名，不過它們的參數類型不能完全相同，這樣這些函數就可以相互區(qū)別開來。而這在C語言中是不允許的。    1.參數個數不同    

36、    #include iostream.h        void a(int,int);        void a(int);        int main()         &

37、#160;          a(5);            a(6,7);            return 0;           

38、;     void a(int i)                    cout<<i<<endl;          /輸出5      

39、           void a(int i,int j)                    cout<<i<<j<<endl;       /輸出

40、67            2.參數格式不同        #include iostream.h        void a(int,int);        void a(int,float); 

41、       int main()                    a(5,6);            a(6,7.0);      

42、;      return 0;                void a(int i,int j)                    

43、;cout<<i<<j<<endl;          /輸出56                 void a(int i,float j)          &

44、#160;         cout<<i<<j<<endl;          /輸出67.0        七、變量作用域        C+語言中，允許變量定義語句在程序中的任何地方，只要在是使用它之前就可以

45、；而C語言中，必須要在函數開頭部分。而且C+允許重復定義變量，C語言也是做不到這一點的?？聪旅娴某绦颍?#160;       #include iostream.h                int a;        int main() &

46、#160;                  cin>>a;            for(int i=1;i<=10;i+)        /C語言中，不允許在這里定義變量 

47、60;                          static int a=0;           /C語言中，同一函數塊，不允許有同名變量     

48、           a+=i;                cout<<:a<<   <<a<<endl;            

49、;            return 0;        八、new和delete運算符    在C+語言中，仍然支持malloc()和free()來分配和釋放內存，同時增加了new和delete來管理內存。    1.為固定大小的數組分配內存     &#

50、160;  #include iostream.h        int main()                    int *birthday=new int3;       &#

51、160;    birthday0=6;            birthday1=24;            birthday2=1940;            cout<<I

52、60;was born on                <<birthday0<<'/'<<birthday1<<'/'<<birthday2<<endl;            delete

53、  birthday;      /注意這兒            return 0;             在刪除數組時，delete運算符后要有一對方括號。     2.為動態(tài)數組分配內存 &#

54、160;       #include iostream.h         #include stdlib.h         int main()              &

55、#160;       int size;             cin>>size;             int *array=new intsize;     

56、0;       for(int i=0;i<size;i+)                 arrayi=rand();             for(i=0;i<size;i+)  

57、;               cout<<'n'<<arrayi;             delete  array;           

58、60; return 0;         九、引用型變量    在C+中，引用是一個經常使用的概念。引用型變量是其他變量的一個別名，我們可以認為他們只是名字不相同，其他都是相同的。    1.引用是一個別名        C+中的引用是其他變量的別名。聲明一個引用型變量，需要給他一個初始化值，在變量的生存周期內，該值不會改變。

59、& 運算符定義了一個引用型變量：            int a;            int& b=a;        先聲明一個名為a的變量，它還有一個別名b。我們可以認為是一個人，有一個真名，一個外號，以后不管是喊他a還是b

60、，都是叫他這個人。同樣，作為變量，以后對這兩個標識符操作都會產生相同的效果。            #include iostream.h            int main()             &

61、#160;              int a=123;                int& b=a;             

62、0;  cout<<a<<','<<b<<endl;       /輸出123,123                a+;             

63、60;  cout<<a<<','<<b<<endl;       /輸出124,124                b+;             &#

64、160;  cout<<a<<','<<b<<end;        /輸出125,125                return 0;          

65、60;     2.引用的初始化        和指針不同，引用變量的值不可改變。引用作為真實對象的別名，必須進行初始化，除非滿足下列條件之一：        (1) 引用變量被聲明為外部的，它可以在任何地方初始化        (2) 引用變量作為類的成員，在構造函數里對它進行初始化&#

66、160;       (3) 引用變量作為函數聲明的形參，在函數調用時，用調用者的實參來進行初始化    3.作為函數形參的引用        引用常常被用作函數的形參。以引用代替拷貝作為形參的優(yōu)點：            引用避免了傳遞大型數據結構帶來的額外開銷 &#

67、160;          引用無須象指針那樣需要使用*和->等運算符            #include iostream.h            void func1(s p);   

68、         void func2(s& p);            struct s                     

69、0;      int n;                char text10;                       

70、 int main()                            static s str=123,China;             

71、   func1(str);                func2(str);                return 0;         

72、               void func1(s p)                            cout<<p.n&l

73、t;<endl;                cout<<p.text<<endl;                        void func2(s&

74、amp; p)                            cout<<p.n<<endl;               &#

75、160;cout<<p.text<<endl;                    從表面上看，這兩個函數沒有明顯區(qū)別，不過他們所花的時間卻有很大差異，func2()函數所用的時間開銷會比func2()函數少很多。它們還有一個差別，如果程序遞歸func1()，隨著遞歸的深入，會因為棧的耗盡而崩潰，但func2()沒有這樣的擔憂。   

76、0;4.以引用方式調用        當函數把引用作為參數傳遞給另一個函數時，被調用函數將直接對參數在調用者中的拷貝進行操作，而不是產生一個局部的拷貝(傳遞變量本身是這樣的)。這就稱為以引用方式調用。把參數的值傳遞到被調用函數內部的拷貝中則稱為以傳值方式調用。            #include iostream.h     

77、0;      void display(const Date&,const char*);            void swapper(Date&,Date&);            struct Date 

78、                           int month,day,year;                   

79、     int main()                            static Date now=2,23,90;         

80、;       static Date then=9,10,60;                display(now,Now: );                displa

81、y(then,Then: );                swapper(now,then);                display(now,Now: );       

82、0;        display(then,Then: );                return 0;                   

83、     void swapper(Date& dt1,Date& dt2)                            Date save;     &

84、#160;          save=dt1;                dt1=dt2;                dt2=save;   

85、;                     void display(const Date& dt,const char *s)                 

86、           cout<<s;                cout<<dt.month<<'/'<<dt.day<<'/'<<dt.year<<endl;    

87、            5.以引用作為返回值        #include iostream.h        struct Date             

88、0;      int month,day,year;                Date birthdays=                    12

89、,12,60;            10,25,85;            5,20,73;                const Date& getdate(in

90、t n)                    return birthdaysn-1;                int main()      

91、;              int dt=1;            while(dt!=0)                   

92、60;        cout<<Enter date # (1-3,0 to quit)<<endl;                cin>>dt;          &

93、#160;     if(dt>0 && dt<4)                                    const

94、0;Date& bd=getdate(dt);                    cout<<bd.month<<'/'<<bd.day<<'/'<<bd.year<<endl;        

95、                                return 0;            程序都很簡單，就不講解了。 

96、60;類是編程人員表達自定義數據類型的C+機制。它和C語言中的結構類似，C+類支持數據抽象和面向對象的程序設計，從某種意義上說，也就是數據類型的設計和實現。一、類的設計    1.類的聲明        class 類名                    priva

97、te:       /私有                .            public:        /公有    &

98、#160;           .            2.類的成員        一般在C+類中，所有定義的變量和函數都是類的成員。如果是變量，我們就叫它數據成員如果是函數，我們就叫它成員函數。    3.類成員的可見性  &

99、#160;     private和public訪問控制符決定了成員的可見性。由一個訪問控制符設定的可訪問狀態(tài)將一直持續(xù)到下一個訪問控制符出現，或者類聲明的結束。私有成員僅能被同一個類中的成員函數訪問，公有成員既可以被同一類中的成員函數訪問，也可以被其他已經實例化的類中函數訪問。當然，這也有例外的情況，這是以后要討論的友元函數。        類中默認的數據類型是private，結構中的默認類型是public。一般情況下，變量都作為私有成員出現，函數都作為公有成員出

100、現。        類中還有一種訪問控制符protected，叫保護成員，以后再說明。    4.初始化        在聲明一個類的對象時，可以用圓括號()包含一個初始化表。        看下面一個例子：         &#

101、160;  #include iostream.h            class Box                            privat

102、e:                    int height,width,depth;      /3個私有數據成員                public:&#

103、160;                   Box(int,int,int);                    Box();      

104、60;             int volume();                /成員函數                

105、0;       Box:Box(int ht,int wd,int dp)                            height=ht;     

106、0;          width=wd;                depth=dp;                    

107、0;   Box:Box()                            /nothing                

108、;        int Box:volume()                            return height*width*depth;     &

109、#160;                  int main()                            Box&

110、#160;thisbox(3,4,5);             /聲明一個類對象并初始化                cout<<thisbox.volume()<<endl;         

111、;       return 0;                    當一個類中沒有private成員和protected成員時，也沒有虛函數，并且不是從其他類中派生出來的，可以用來初始化。(以后再講解)    5.內聯(lián)函數    &#

112、160;   內聯(lián)函數和普通函數的區(qū)別是：內聯(lián)函數是在編譯過程中展開的。通常內聯(lián)函數必須簡短。定義類的內聯(lián)函數有兩種方法：一種和C語言一樣，在定義函數時使用關鍵字inline。如：            inline int Box:volume()               

113、             return height*width*depth;                    還有一種方法就是直接在類聲明的內部定義函數體，而不是僅僅給出一個函數原型。我們把上面的函數簡化一下：   

114、60;        #include iostream.h            class Box                       &

115、#160;    private:                    int height,width,depth;                public:  

116、                  Box(int ht,int wd,int dp)                         &#

117、160;                  height=ht;                        width=wd;    &

118、#160;                   depth=dp;                            

119、0;           Box();                    int volume()               

120、;                             return height*width*depth;               

121、0;                            int main()                   &

122、#160;        Box thisbox(3,4,5);             /聲明一個類對象并初始化                cout<<thisbox.volume()<<e

123、ndl;                return 0;                    這樣，兩個函數都默認為內聯(lián)函數了。二、構造函數    什么是構造函數？通俗的講，在類中，函數

124、名和類名相同的函數稱為構造函數。上面的Box()函數就是構造函數。C+允許同名函數，也就允許在一個類中有多個構造函數。如果一個都沒有，編譯器將為該類產生一個默認的構造函數，這個構造函數可能會完成一些工作，也可能什么都不做。    絕對不能指定構造函數的類型，即使是void型都不可以。實際上構造函數默認為void型。    當一個類的對象進入作用域時，系統(tǒng)會為其數據成員分配足夠的內存，但是系統(tǒng)不一定將其初始化。和內部數據類型對象一樣，外部對象的數據成員總是初始化為0。局部對象不會被初始化。構造函數就是被用來進行初始化

125、工作的。當自動類型的類對象離開其作用域時，所站用的內存將釋放回系統(tǒng)。    看上面的例子，構造函數Box()函數接受三個整型擦黑素，并把他們賦值給立方體對象的數據成員。    如果構造函數沒有參數，那么聲明對象時也不需要括號。    1.使用默認參數的構造函數        當在聲明類對象時，如果沒有指定參數，則使用默認參數來初始化對象。     

126、       #include iostream.h            class Box                        

127、0;   private:                    int height,width,depth;                public:   

128、60;                Box(int ht=2,int wd=3,int dp=4)                          

129、;                  height=ht;                        width=wd;    

130、0;                   depth=dp;                             &

131、#160;          Box();                    int volume()               &#

132、160;                            return height*width*depth;                &

133、#160;                           int main()                   

134、0;        Box thisbox(3,4,5);             /初始化                Box defaulbox;     

135、;             /使用默認參數                cout<<thisbox.volume()<<endl;     /輸出60       

136、         cout<<defaulbox.volume()<<endl;   /輸出24                return 0;           

137、0;    2.默認構造函數        沒有參數或者參數都是默認值的構造函數稱為默認構造函數。如果你不提供構造函數，編譯器會自動產生一個公共的默認構造函數，這個構造函數什么都不做。如果至少提供一個構造函數，則編譯器就不會產生默認構造函數。    3.重載構造函數        一個類中可以有多個構造函數。這些構造函數必須具有不同的參數表。在一個類中需要接

138、受不同初始化值時，就需要編寫多個構造函數，但有時候只需要一個不帶初始值的空的Box對象。            #include iostream.h            class Box            &#

139、160;               private:                    int height,width,depth;        &#

140、160;       public:                    Box()  /nothing                 

141、    Box(int ht=2,int wd=3,int dp=4)                                      &#

142、160;     height=ht;                        width=wd;                 &

143、#160;      depth=dp;                                        Box();

144、0;                   int volume()                            

145、;                return height*width*depth;                            

146、0;               int main()                            Box thisbox(3,4,5);&

147、#160;            /初始化                Box otherbox;                 oth

148、erbox=thisbox;                cout<<otherbox.volume();<<endl;                return 0;      &

149、#160;             這兩個構造函數一個沒有初始化值，一個有。當沒有初始化值時，程序使用默認值，即2，3，4。        但是這樣的程序是不好的。它允許使用初始化過的和沒有初始化過的Box對象，但它沒有考慮當thisbox給otherbox賦值失敗后，volume()該返回什么。較好的方法是，沒有參數表的構造函數也把默認值賦值給對象。   

150、         class Box                                int height,width,depth;  

151、              public:                    Box()              

152、                              height=0;width=0;depth=0;                

153、;                        Box(int ht,int wd,int dp)                   &

154、#160;                        height=ht;width=wd;depth=dp;                    

155、60;                   int volume()                           

156、0;                return height*width*depth;                            

157、60;           這還不是最好的方法，更好的方法是使用默認參數，根本不需要不帶參數的構造函數。            class Box                  

158、;              int height,width,depth;                public:              

159、      Box(int ht=0,int wd=0,int dp=0)                                    &#

160、160;       height=ht;width=wd;depth=dp;                                     

161、0;  int volume()                                            retur

162、n height*width*depth;                                三、析構函數    當一個類的對象離開作用域時，析構函數將被調用(系統(tǒng)自動調用)。析構函數的名字和類名一樣，不過要在前面加上

163、  。對一個類來說，只能允許一個析構函數，析構函數不能有參數，并且也沒有返回值。析構函數的作用是完成一個清理工作，如釋放從堆中分配的內存。    我們也可以只給出析構函數的形式，而不給出起具體函數體，其效果是一樣的，如上面的例子。但在有些情況下，析構函數又是必需的。如在類中從堆中分配了內存，則必須在析構函數中釋放   C+的內部數據類型遵循隱式類型轉換規(guī)則。假設某個表達市中使用了一個短整型變量，而編譯器根據上下文認為這兒需要是的長整型，則編譯器就會根據類型轉換規(guī)則自動把它轉換成長整型，這種隱式轉換出現在賦值、參數傳遞、返回值、初始化和表達式中。我們也可以為類提供相應的轉換規(guī)則。    對一個類建立隱式轉換規(guī)則需要構造一個轉換函數，該函數作為類的成員，可以把該類的對象和其他數據類型的對象進行相互轉換。聲明了轉換函數，就告訴了編譯器，當根據句法判定需要類型轉換時，就調用函數。