C++程序設(shè)計教程-03

第三章數(shù)據(jù)類型

Chapter3

DataTypes2023/2/31本章學(xué)習(xí)目標(biāo)：初始化和二維數(shù)組B數(shù)組指針運算D指針二維向量C向量基本類型及其表示方法A基本類型2023/2/32Contents整型子類(sub-intTypes)2C-串與string4整型(intTypes)31浮點型(Floating-PointType)

33向量(vectors)6數(shù)組(Arrays)35指針與引用(Pointer&References)372023/2/33這是個有類型的世界Q1:現(xiàn)實生活，有哪些信息可以用計算機(jī)可以管理呢？Q2:所有的這些信息，在計算機(jī)里都是以什么樣的數(shù)據(jù)形式來表達(dá)呢？“二進(jìn)數(shù)”，正確。“已數(shù)字化的數(shù)據(jù)”，也算正確?！?和1”，正確?！皺C(jī)器語言”，正確！2023/2/34所有的信息都用機(jī)器語言－那些0和1來表達(dá)編寫程序豈不很難盡量向“高級動物”的思維習(xí)慣做了一些接近如果那么所以數(shù)據(jù)類型，就是計算機(jī)語言向人類語言靠近時，走出的第一步，很重要的一步。因為：機(jī)器語言或匯編語里，沒有數(shù)據(jù)類型一說。2023/2/35整個世界都可以用數(shù)據(jù)和處理來表達(dá)

整個世界就是一個程序；而萬物是世界的數(shù)據(jù)=2023/2/36通過抽象將人類世界中的類型，移植到計算機(jī)中。官方定義：數(shù)據(jù)類型是指定義了一組數(shù)據(jù)以及定義在這一組數(shù)據(jù)的操作，它是程序中最基本的元素。2023/2/37C++數(shù)據(jù)類型十分豐富，大體上可分為基本類型、空類型、構(gòu)造類型、指針類型、類類型五種。如下圖所示。最重要類型，也稱為C/C++語言的基本數(shù)據(jù)類型，只有兩個：“數(shù)值”和“字符”。第一是“數(shù)值類型”。這樣，在職工的信息中，比如年紀(jì)，工齡、工資就有了歸屬第二是“字符類型”。像職工姓名或家庭住址2023/2/38數(shù)據(jù)類型基本類型空類型（無值類型）void構(gòu)造類型類類型class指針類型整型int實型（浮點型）字符型邏輯型bool結(jié)構(gòu)類型struct數(shù)組類型array枚舉型類型enum向量類型vector聯(lián)合型類型union單精度型float雙精度型double單字符型char寬字符型w-char圖：C++數(shù)據(jù)類型2023/2/39理解整型和實型

數(shù)值類型又被分為“整型”和“實型”。整型就是不帶小數(shù)位的數(shù)，而實型則是指帶小數(shù)位的數(shù)，也稱為“浮點數(shù)”。問題：2=2.0，為什么不直接用浮點數(shù)來代替整數(shù)回答：因為在計算機(jī)里，對整數(shù)的運算要遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于對浮點數(shù)的運算2023/2/310

折中的結(jié)果就是雖然都是數(shù)值類型，但程序員在程序時，必須事先想好，哪些數(shù)據(jù)是必須帶小數(shù)計算的，那些數(shù)據(jù)定為實型。所以，在人類的思維習(xí)慣與計算機(jī)特點之間，必須做一個折中。2023/2/311理解數(shù)值的范圍

同顧及計算機(jī)的運行速度一樣，與速度同樣重要的是計算機(jī)的空間的考慮。這就是計算機(jī)的空間問題：任何一個量，都有一個大的上限，和小的下限，出了這個范圍（比上限還大，比下限還?。蜁Q為溢出。數(shù)值類型在被劃分為整型和實型后，將根據(jù)所占用的空間而被繼續(xù)劃分為幾種不同類型2023/2/312字符型和各種整型、實型類型標(biāo)識符類型說明長度

（字節(jié)）范圍備注char字符型1-128~127-27~(27-1)unsignedchar無符字符型10~2550~(28-1)shortint短整型2-32768~327672-15~(215-1)unsignedshortint無符短整型20~655350~(216-1)int整型4-2147483648~2147483647-231~(231-1)unsignedint無符整型40~42949672950~(232-1)float實型（單精度）41.18*10-38~3.40*1038

7位有效位double實型（雙精度）82.23*10-308~1.79*10308

15位有效位longdouble實型（長雙精度）103.37*10-4932~1.18*104932

19位有效位2023/2/3131.整型(intTypes)整型數(shù)的內(nèi)部表示：二進(jìn)制補(bǔ)碼

好處：二進(jìn)制補(bǔ)碼運算沒有加減的區(qū)別；即－－減法也可以用加法實現(xiàn)；符號位也可以參加運算。整型數(shù)的表示范圍：取決于二進(jìn)制位數(shù)一個m位的整型若采用原碼或反碼表示，其范圍是,若用補(bǔ)碼表示，則范圍是：。2023/2/314說明：整型數(shù)據(jù)分為長整型（longint）、一般整型（int）和短整型（shortint）。在int前面加long和short分別表示長整型和短整型。(2)整型數(shù)據(jù)的存儲方式為按二進(jìn)制數(shù)形式存儲，例如十進(jìn)制整數(shù)85的二進(jìn)制形式為1010101，則在內(nèi)存中的存儲形式如下圖所示。2023/2/315

(3)在整型符號int和字符型符號char的前面,可以加修飾符signed（表示“有符號”）或unsigned（表示“無符號”）。如果指定為signed，則數(shù)值以補(bǔ)碼形式存放，存儲單元中的最高位（bit）用來表示數(shù)值的符號。如果指定為unsigned，則數(shù)值沒有符號，全部二進(jìn)制位都用來表示數(shù)值本身。例如短整型數(shù)據(jù)占兩個字節(jié)，見下圖。2023/2/316有符號時，能存儲的最大值為215～1，即32767，最小值為－32768。無符號時，能存儲的最大值為216～1，即65535，最小值為0。有些數(shù)據(jù)是沒有負(fù)值的，可以使用unsigned，它存儲正數(shù)的范圍比用signed時要大一倍。2023/2/317２.整型子類(Sub-intTypes)字符型：表示范圍：

有符號：-128～127

無符號：0～255

輸出形式與整型數(shù)不同:

inta=65;charb=65;cout<<a<<“\n”;cout<<b<<“\n”;

結(jié)果為：

65A

2023/2/318枚舉型：自定義整數(shù)區(qū)間，甚至列舉單個整數(shù)值

enumWeek{Mon,Tue,Wed,Thu,Fri,Sat,Sun};

最大特點是可以給每個值指定一個在程序中直接使用的標(biāo)記－(枚舉符)．編程中將其當(dāng)作整數(shù)常量用．如：

inta=7;if(a==Sun)cout<<“Sunday\n”;2023/2/319布爾型：表示范圍僅含整數(shù)０和1，也可以表示成true和false，相當(dāng)于：

enumbool{false,true};因為條件表達(dá)式、邏輯運算的結(jié)果都是０或１，所以，很多的表達(dá)式的值都與布爾型相對應(yīng)2023/2/320常量的值是不能改變的，一般從其字面形式即可判別是否為常量。

常量包括兩大類，即數(shù)值型常量（即常數(shù)）和字符型常量。如12，0，－3為整型常量，4.6，－1.23為實型常量，包含在兩個單引號之間的字符為字符常量，如′a′,′x′。這種從字面形式即可識別的常量稱為“字面常量”或“直接常量”。什么是常量2023/2/3211.普通的字符常量用單引號括起來的一個字符就是字符型常量。如′a′。′#′,′%′，′D′都是合法的字符常量，在內(nèi)存中占一個字節(jié)。

注意：①字符常量只能包括一個字符，如′AB′是不合法的。

②字符常量區(qū)分大小寫字母，如′A′和′a′是兩個不同的字符常量。

③引號（′）是定界符，而不屬于字符常量的一部分。如cout<<′a′；輸出的是一個字母a。字符常量2023/2/3222.轉(zhuǎn)義字符常量除了以上形式的字符常量外，C++還允許用一種特殊形式的字符常量，就是以“＼”開頭的字符序列。例如，′＼n′代表一個“換行”符?！癱out<<′＼n′;”將輸出一個換行，其作用與“cout<<endl;”相同。這種“控制字符”，在屏幕上是不能顯示的。在程序中也無法用一個一般形式的字符表示，只能采用特殊形式來表示。常用的以“＼”開頭的特殊字符見書P70中表3－3。2023/2/3233.字符數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的存儲形式及其使用方法將一個字符常量存放到內(nèi)存單元時，實際上并不是把該字符本身放到內(nèi)存單元中去，而是將該字符相應(yīng)的ASCII代碼放到存儲單元中。如果字符變量c1的值為′a′，c2的值為′b′，則在變量中存放的是′a′的ASCII碼97，′b′的ASCII碼98，如圖（a）所示，實際上在內(nèi)存中是以二進(jìn)制形式存放的，如圖（b）所示。2023/2/3242023/2/325既然字符數(shù)據(jù)是以ASCII碼存儲的，它的存儲形式就與整數(shù)的存儲形式類似。這樣，在C++中字符型數(shù)據(jù)和整型數(shù)據(jù)之間就可以通用。一個字符數(shù)據(jù)可以賦給一個整型變量，反之，一個整型數(shù)據(jù)也可以賦給一個字符變量。也可以對字符數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)運算，此時相當(dāng)于對它們的ASCII碼進(jìn)行算術(shù)運算。2023/2/326例1將字符賦給整型變量。#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){ inti，j; i=‘A’; j=‘B’; cout<<i<<‘’<<j<<‘＼n’; return0;｝2023/2/327執(zhí)行時輸出6566i和j被指定為整型變量。但在第5和第6行中，將字符′A′和′B′分別賦給i和j，它的作用相當(dāng)于以下兩個賦值語句：i＝65；j＝66；2023/2/328因為′A′和′B′的ASCII碼為65和66。在程序的第5和第6行是把65和66直接存放到i和j的內(nèi)存單元中。因此輸出65和66?？梢钥吹剑涸谝欢l件下，字符型數(shù)據(jù)和整型數(shù)據(jù)是可以通用的。但是應(yīng)注意字符數(shù)據(jù)只占一個字節(jié)，它只能存放0~255范圍內(nèi)的整數(shù)。2023/2/329例2字符數(shù)據(jù)與整數(shù)進(jìn)行算術(shù)運算。下面程序的作用是？#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){ charc1,c2; c1=′a′; c2=′b′; c1=c1-32; c2=c2-32; cout<<c1<<′′<<c2<<endl; return0;}2023/2/330運行結(jié)果為AB′a′的ASCII碼為97，而′A′的ASCII碼為65，′b′為98，′B′為66。從ASCII代碼表中可以看到每一個小寫字母比它相應(yīng)的大寫字母的ASCII代碼大32。C++符數(shù)據(jù)與數(shù)值直接進(jìn)行算術(shù)運算，字符a－32得到整數(shù)65，b－32得到整數(shù)66。將65和66存放在c1，c2中，由于c1,c2是字符變量，因此用cout輸出c1，c2時，得到字符A和B（A的ASCII碼為65,B的ASCII碼為66）。2023/2/331浮點型(又稱實型)數(shù)據(jù)分為單精度(float)、雙精度(double)和長雙精度(longdouble)3種；在VisualC++6.0中，對float提供6位有效數(shù)字，對double提供15位有效數(shù)字，并且float和double的數(shù)值范圍不同。對float分配4個字節(jié)，對double和longdouble分配8個字節(jié)。

浮點型(Floating-PointType)2023/2/332一個浮點數(shù)可以用兩種不同的方式表示：十進(jìn)制小數(shù)形式。如21.456，－7.98等。它一般由整數(shù)部分和小數(shù)部分組成。C++編譯系統(tǒng)把用這種形式表示的浮點數(shù)一律按雙精度常量處理，在內(nèi)存中占8個字節(jié)。浮點數(shù)的表示方法2023/2/333如果在實數(shù)的數(shù)字之后加字母F或f，表示此數(shù)為單精度浮點數(shù)，如1234F，－43f，占4個字節(jié)。如果加字母L或l，表示此數(shù)為長雙精度數(shù)(longdouble)，在GCC中占12個字節(jié)，在VisualC++6.0中占8個字節(jié)。2023/2/334(2)指數(shù)形式(即浮點形式)一個浮點數(shù)可以寫成指數(shù)形式，如3.14159可以表示為0.314159×101，3.14159×100，31.4159×10-1，314.159×10-2等形式。在程序中應(yīng)表示為：0.314159e1，3.14159e0，31.4159e－1，314.159e－2，用字母e表示其后的數(shù)是以10為底的冪，如e12表示1012。2023/2/335其一般形式為：數(shù)符數(shù)字部分指數(shù)部分上面各數(shù)據(jù)中的0.314159，3.14159，31.4159，314.159等就是其中的數(shù)字部分。可以看到：由于指數(shù)部分的存在，使得同一個浮點數(shù)可以用不同的指數(shù)形式來表示，數(shù)字部分中小數(shù)點的位置是浮動的。例如：2023/2/336a＝0.314159e1；a＝3.14159e0；a＝31.4159e－1；a＝314.159e－2；

以上4個賦值語句中，用了不同形式的浮點數(shù)，但其作用是相同的。在程序中不論把浮點數(shù)寫成小數(shù)形式還是指數(shù)形式，在內(nèi)存中都是以指數(shù)形式(即浮點形式)存儲的。例如不論在程序中寫成314.159或314.159e0，31.4159e1，3.14159e2,0.314159e3等形式，在內(nèi)存中都是以規(guī)范化的指數(shù)形式存放，如右圖2023/2/337大家都知道任何數(shù)據(jù)在內(nèi)存中都是以二進(jìn)制（1或著0）順序存儲的，每一個1或著0被稱為1位，而在x86CPU上一個字節(jié)是8位。比如一個16位（2字節(jié)）的shortint型變量的值是1156，那么它的二進(jìn)制表達(dá)就是：0000010010000100。由于IntelCPU的架構(gòu)是LittleEndian，所以在IntelCPU中，1156應(yīng)該怎樣存放……？2023/2/338BigEndian和LittleEndian談到字節(jié)序的問題，必然牽涉到兩大CPU派系。那就是Motorola的PowerPC系列CPU和Intel的x86系列CPU。PowerPC系列采用bigendian方式存儲數(shù)據(jù)，而x86系列則采用littleendian方式存儲數(shù)據(jù)。那么究竟什么是bigendian，什么又是littleendian呢？

其實bigendian是指低地址存放最高有效字節(jié)（MSB）MostSignificantByte

，而littleendian則是低地址存放最低有效字節(jié)（LSB）LeastSignificantByte

。

2023/2/339

用文字說明可能比較抽象，下面用圖像加以說明。比如數(shù)字0x12345678在兩種不同字節(jié)序CPU中的存儲順序如下所示：2023/2/3402023/2/341為什么要注意字節(jié)序的問題呢？你可能這么問。當(dāng)然，如果你寫的程序只在單機(jī)環(huán)境下面運行，并且不和別人的程序打交道，那么你完全可以忽略字節(jié)序的存在。但是，如果你的程序要跟別人的程序產(chǎn)生交互呢？假如是兩種語言－C/C++語言編寫的程序里數(shù)據(jù)存儲順序是跟編譯平臺所在的CPU相關(guān)的，而JAVA編寫的程序則唯一采用bigendian方式來存儲數(shù)據(jù)。試想，如果你用C/C++語言在x86平臺下編寫的程序跟別人的JAVA程序互通時會產(chǎn)生什么結(jié)果？2023/2/342

就拿上面的0x12345678來說，你的程序傳遞給別人的一個數(shù)據(jù)，將指向0x12345678的指針傳給了JAVA程序，由于JAVA采取bigendian方式存儲數(shù)據(jù)，很自然的它會將你的數(shù)據(jù)翻譯為0x78563412。什么？竟然變成另外一個數(shù)字了？是的，就是這種后果。因此，在你的C程序傳給JAVA程序之前有必要進(jìn)行字節(jié)序的轉(zhuǎn)換工作。

2023/2/343無獨有偶，所有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議也都是采用bigendian的方式來傳輸數(shù)據(jù)的。所以有時我們也會把bigendian方式稱之為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序。當(dāng)兩臺采用不同字節(jié)序的主機(jī)通信時，在發(fā)送數(shù)據(jù)之前都必須經(jīng)過字節(jié)序的轉(zhuǎn)換成為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序后再進(jìn)行傳輸。目前應(yīng)該little

endian是主流，因為在數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換的時候（尤其是指針轉(zhuǎn)換）不用考慮地址問題。

2023/2/344那么shortint型變量1156，即：0000010010000100。在奔騰系列的計算機(jī)中，1156應(yīng)該怎樣存放……？2023/2/345由于IntelCPU的架構(gòu)是LittleEndian，所以在IntelCPU中，1156，即：0000010010000100是按字節(jié)倒序存儲的，那么就因該是這樣：1000010000000100這就是定點數(shù)1156在內(nèi)存中的結(jié)構(gòu)。那么浮點數(shù)是如何存儲的呢？

2023/2/346目前已知的所有的C/C++編譯器都是按照IEEE（InstituteofElectricalandElectronicsEngineers）－

（國際電子電器工程師協(xié)會）制定的IEEE754浮點數(shù)表示法來進(jìn)行運算的。這種結(jié)構(gòu)是一種科學(xué)表示法，用符號（正或負(fù)）、指數(shù)（或階碼）和尾數(shù)來表示，底數(shù)被確定為2，也就是說是把一個浮點數(shù)表示為尾數(shù)乘以2的指數(shù)次方再加上符號。2023/2/347下面來看一下具體的float的規(guī)格：float

共計32位，折合4字節(jié)

由最高到最低位分別是第31、30、29、……、0位

31位是符號位，1表示該數(shù)為負(fù)，0反之。

30～23位，一共8位是指數(shù)（階碼）位。

22～0位，一共23位是尾數(shù)位。

每8位分為一組，分成4組，分別是A組、B組、C組、D組。

每一組是一個字節(jié)，在內(nèi)存中逆序存儲，即：DCBA2023/2/348現(xiàn)在讓我們按照IEEE浮點數(shù)表示法，一步步的將float型浮點數(shù)12345.0f轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制代碼。在處理這種不帶小數(shù)的浮點數(shù)時，直接將整數(shù)部轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制表示：1，1110，0010，0100，0000也可以這樣表示：1，1110，0010，0100，0000.02023/2/3491，1110，0010，0100，0000.0然后將小數(shù)點向左移，一直移到離最高位只有1位，這種情況下，其實最高位也就是：“1”！即：1.11100010010000000一共移動了16位，小數(shù)點每向左移一位就等于在以“2”為底的科學(xué)計算法表示中指數(shù)+1，所以原數(shù)就等于這樣：1.11100010010000000*(2^16)。這就叫做二進(jìn)制浮點數(shù)的“規(guī)格化”！注意：這和十進(jìn)制科學(xué)計數(shù)法的規(guī)格化:X＝0.X*(10^m)，比如123＝0.123*(10^3)是不同的喔^_^2023/2/350OK，現(xiàn)在我們要的尾數(shù)和指數(shù)都出來了。顯而易見，最高位永遠(yuǎn)是“1”，因為你不可能把買了16個雞蛋說成是買了0016個雞蛋吧？所以這個1我們還有必要保留嗎？？？2023/2/351好的，我們刪掉他！再舉一個例子！如：在32位浮點數(shù)中：

0.6=0.1001(2)

＝1.0011,0011,0011,0011,0011,001如果刪掉最高位的“1”，就比老老實實表示的23位尾數(shù)：

0.1001,1011,1001,1011,0011,101

多了一位精度。在具體實現(xiàn)中，去掉規(guī)格化的1，寫入二進(jìn)制浮點數(shù)！而當(dāng)重新從機(jī)器中取出參加運算時，則補(bǔ)上1。因此23尾數(shù)，加上省略的一位，其精度或有有效尾數(shù)就變成了24位^_^2023/2/352呵呵^_^，繼續(xù)回到我們的數(shù)12345.0f：

1.1110,0010,0100,000,00*(2^16)。這樣尾數(shù)的二進(jìn)制就變成了：1110,0010,0100,0000,0最后在尾數(shù)的后面補(bǔ)0，一直到補(bǔ)夠23位：1110,0010,0100,0000,0000,000OK！到此為止，我們的尾數(shù)就計算完畢。2023/2/353再回來看階碼（即指數(shù)），一共8位，可以表示范圍是0～255的無符號整數(shù)，也可以表示－128～127的有符號整數(shù)。但因為指數(shù)是可以為負(fù)的，所以為了統(tǒng)一，同時為了使得浮點數(shù)0與整數(shù)0統(tǒng)一，即符號位、階碼位和尾數(shù)位全部為零。把十進(jìn)制的整數(shù)化為二進(jìn)制時，都先加上127，而在取出該浮點數(shù)時，再做一個減127的逆操作！在這里，我們的16加上127后就變成了143，二進(jìn)制表示為：10001111

思考：－128在機(jī)器中是如何表示的？？？2023/2/354注意：

由于補(bǔ)碼中“0”的表示是唯一的，故【X】補(bǔ)

＝1000……0，對應(yīng)的真值應(yīng)該是：X＝

其實補(bǔ)碼“1000……0”的形式是一個特殊情況，最高位的1既代表符號又代表數(shù)值?。?！

2023/2/355繼續(xù)由于12345.0f這個數(shù)是正的，所以符號位是0，那么我們按照前面講的格式把它拼起來：

符號位階碼尾數(shù)

01000111111100010010000000000000

即：0100,0111,1111,0001,0010,0000,0000,0000再轉(zhuǎn)化為16進(jìn)制為：47F12000，最后把它翻過來，就成了：0020F147。即浮點數(shù)12345.0f在機(jī)器最終表示為：0020F147

現(xiàn)在把5432.0f轉(zhuǎn)為二進(jìn)制表示，試試看?。?！2023/2/356有了上面的基礎(chǔ)后，下面我再舉一個帶小數(shù)的例子來看一下為什么會出現(xiàn)精度問題。

按照IEEE浮點數(shù)表示法，將float型浮點數(shù)35.6f轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制代碼。對于這種帶小數(shù)的就需要把整數(shù)部和小數(shù)部分開處理。整數(shù)部直接化二進(jìn)制：100011。小數(shù)部的處理比較麻煩一些了……2023/2/357具體辦法，就是采用“乘2取整法”，即：對被轉(zhuǎn)換的十進(jìn)制小數(shù)乘以2，取其整數(shù)部分作為二進(jìn)制的小數(shù)部分，再乘以2，直到小數(shù)部分為0，或者已經(jīng)取到了足夠的位數(shù)。每次取的整數(shù)部分，按先后次序，構(gòu)成了二進(jìn)制小數(shù)從高到低位的數(shù)字排列。具體如下：2023/2/3580.6×2＝1.20.10.2×2＝0.40.100.4×2＝0.80.1000.8×2＝1.60.10010.6×2＝1.20.10011開始循環(huán)了哦……這說明0.6＝0.100110011001……（2）2023/2/3590.6＝0.100110011001……（2）假設(shè)，我們要求的精度是小數(shù)點后16位，那么，0.6的二進(jìn)制表示形式應(yīng)該是多少呢？？

是：10011001

1001

1001

嗎？？？

不對?。?！正確的應(yīng)該是：

10011001

10011010（見書P75）2023/2/360OK，我們繼續(xù)^_^嗯，剛才那個數(shù)還沒轉(zhuǎn)完呢，反正最后一直求也求不盡，加上前面的整數(shù)部分算夠24位就行了，即：100011.100110011001

100110。某DX問：“不是說尾數(shù)是23位嗎？為什么要算夠24位？”“暈！不是說過了要把第一個1去掉嗎？所以當(dāng)然要加一位嘍！”2023/2/361現(xiàn)在開始向左移小數(shù)點，大家和我一起移，“1、2、3……”好了，一共移了5位，5加上127得132（呵呵~），二進(jìn)制表示為：

10000100

所以：

35.6f的價碼在計算機(jī)中表示為：

100001002023/2/362

So－符號位為……，然后再……，哎喲，不說了，越說越啰嗦，大家自己看吧：

0,10000100,000111001100

1100

1100110

即：

01000010

00001110

01100110

0110

0110

42

0E

66

66

42

0E

66

66

內(nèi)存中應(yīng)為：66

66

0E

422023/2/363一個IEEE754浮點數(shù)的問題？將（100.25）D轉(zhuǎn)換成短浮點數(shù)。并且：

（1）把十進(jìn)制轉(zhuǎn)成二進(jìn)制。

（2）規(guī)格化二進(jìn)制

（3）計算出移碼（階碼真值+偏移量）

2023/2/364

思考：這個110是如何得出來的？……一、把十進(jìn)制轉(zhuǎn)成二進(jìn)制。

(100.25)D＝(1100100.01)B二、規(guī)格化二進(jìn)制

1100100.01＝1.10010001*2^6三、計算出移碼(階碼真值+偏移量)

110+01111111＝100001012023/2/365補(bǔ)充：階碼是以移碼的形式存儲！對于單精度浮點數(shù)，偏移量為127（7FH），而雙精度的偏移量為1023（3FFH）。存儲浮點數(shù)的階碼之前，偏移量要先加到階碼上。比如：階為2的三次方，則在單精度浮點數(shù)中，移碼后的結(jié)果為127+3即130（82H），雙精度為1026（402H）。2023/2/366最后，要特別注意：浮點數(shù)有兩個例外！

A.數(shù)0.0存儲為全零。

B.無限大數(shù)的階碼存儲為全1，尾數(shù)部分全零。符號位用來指示是正無窮還是負(fù)無窮。2023/2/367作業(yè)：

將十進(jìn)制數(shù)－12和0.25轉(zhuǎn)換成單精度浮點數(shù)在計算機(jī)中存儲的標(biāo)準(zhǔn)格式。2023/2/368十進(jìn)制數(shù)－12和0.25轉(zhuǎn)換成單精度浮點數(shù)后在計算機(jī)中存儲的標(biāo)準(zhǔn)格式如下：2023/2/3694.C-串與string(C-string&string)C-串結(jié)構(gòu)

每個字符占據(jù)1個字節(jié)一個C－串是一個字符序列，用來表示各種名字或者文字說明

C－串的字符序列的最后總是添加有一個結(jié)束標(biāo)志。即在6個字符的字串（“Hello!”）其空間存儲有7個字節(jié)左邊三圖是不同細(xì)節(jié)的同一空間結(jié)構(gòu)描述’H’’e’’l’’l’’o’’!’’\0’

72101108108111330010010000110010101101100011011000110111100100001000000002023/2/370用雙引號括起來的部分就是字符串常量，如″abc″，″Hello!″，″a+b″，″Liping″都是字符串常量。字符串常量″abc″在內(nèi)存中占4個字節(jié)(而不是3個字節(jié))，見下圖。編譯系統(tǒng)會在字符串最后自動加一個′＼0′作為字符串結(jié)束標(biāo)志。但′＼0′并不是字符串的一部分，它只作為字符串的結(jié)束標(biāo)志。如：cout<<″abc″<<endl；

輸出3個字符abc，而不包括′＼0′。2023/2/371注意：

″a″和′a′代表不同的含義，″a″是字符串常量，′a′是字符常量。前者占兩個字節(jié)，后者占1個字節(jié)。分析下面的程序片段：

charc;//定義一個字符變量c=′a′;//正確c=″a″；//錯誤，c只能容納一個字符2023/2/372請思考：字符串常量″abc＼n″包含幾個字符?答：不是5個而是4個字符，其中“＼n”是一個轉(zhuǎn)義字符。但它在內(nèi)存中占5個字節(jié)(包括一個“＼0”字符)。編譯系統(tǒng)遇到“＼”時就會把它認(rèn)作轉(zhuǎn)義字符的標(biāo)志，把它和其后的字符一起作為一個轉(zhuǎn)義字符。So，字符串常量要用字符數(shù)組來存放！2023/2/373如果“＼”后面的字符不能與“＼”組成一個合法的轉(zhuǎn)義字符(如″＼b″)，則在編譯時顯示出錯信息。如果希望將“＼”字符也作為字符串中的一個字符，則應(yīng)寫為″abc＼＼n″，此時字符串包括5個字符，即a,b,c,＼,n。如果有以下輸出語句：cout<<″abc＼＼＼n″<<endl;則會輸出：abc＼，然后換行。思考一下：執(zhí)行的輸出又是什么呢？？……cout<<″Isay＼″Thankyou?。堋澹躰″；2023/2/374輸出是：Isay″Thankyou！″2023/2/375

知道了C－串首地址，即可知道整個串，所以可以藉字符首址（字符指針）來操作C－串，但要注意，串的第一個字符與整個串的操作不同，如：C－串的輸出操作:

char*str=”Hello”;

cout<<*str<<endl;//

顯示H

cout<<str<<endl;

//

顯示Hello2023/2/376

C－串不能直接比較，因為字符指針的比較只是地址值的比較而不是C－串的字符序比較:1.

cout<<（“join”＝＝”join”?“”:“not”）<<”equal\n”;

//字面值比較

2.

char*str1＝“good”;

char*str2＝“good”;

cout<<(str1＝＝str2?“”:“not”)<<“equal\n”;

//字符指針比較

2023/2/377

3.charbuffer1[6]＝“Hello”;

charbuffer2[6]＝“Hello”;cout<<(buffer1＝＝buffer2?“”:“not”)<<“equal\n”;//字符數(shù)組比較結(jié)果：

notequal

notequal

notequal2023/2/378So，不得不配備專門操作C-串的庫函數(shù):strcpy(s1,s2);

//從s2拷貝到s1strcmp(s1,s2);

//比較s1與s2strcat(s1,s2);

//連接s2到s1strrev(s);

//將s倒排

strset(s,‘c’);

//將s全置為cstrstr(s,“ell”);

//查找s中的子串strchr(s,‘c’);

//查找s中的字符

等等2023/2/379但字符指針操作C－串的安全性受到質(zhì)疑:char*str1;char*str2=new

char[5];strcpy(str2，“ugly”);strcpy(str1，str2);

//

錯:str1沒有空間可儲strcpy(str2，“Hello”);

//錯:str2空間不夠大str2=“Hello”;

//錯：原來的”ugly”空間脫鉤，導(dǎo)致內(nèi)存泄漏根源：復(fù)制操作須以足夠的目的地空間為前提，而所有C－串操作的空間調(diào)配都是人為安排的，C－串庫函數(shù)一概不管。2023/2/380類串string－串類－自定義串對應(yīng)字符指針的C－串操作:stringa,s1="Hello";strings2="123";a=s1;//copy

cout<<(a＝＝s1?“”："not“)<<"equal\n";

//compare

cout<<a＋s2<<endl;//

connect

2023/2/381reverse(a.begin(),

a.end());//reverse

cout<<a<<endl;

cout<<a.replace(0,9,9,'c')<<endl;//set

cout<<(s1.find("ell")!=

－1?"":"not")<<"found\n";

//findstring

cout<<(s1.find('c')!=

－1?"":"not")<<"found\n";

//findchar2023/2/382輸入C－串的string承載方式：cin>>

的讀入方式總是將前導(dǎo)的空格（所謂空格，即包括空格、回車、水平或垂直制表符等）濾掉，將單詞讀入，在遇到空格時結(jié)束本次輸入getline總是將行末的回車符濾掉，將其整行輸入2023/2/383對字串“Hello，Howareyou？”的兩種輸入方式for

(strings;cin>>s;)

cout<<s<<“”;cout<<endl;

strings;getline(cin,s);cout<<s<<endl;2023/2/384

string流：將string實體看作是一個輸入設(shè)備。給一個像cin這樣的取名，作為流來操作，會很有用。例如，如果一個文件aaa.txt，有若干行，每行中含有不知道幾個的整數(shù)，要輸出每行的整數(shù)和：

ifstreamin("aaa.txt");

for(strings;getline(in,s);){

inta,sum=0;

for(istringstreamsin(s);sin>>a;sum+=a);

cout<<sum<<“\n”;

}2023/2/385string流

使用一個string流可以將輸入輸出設(shè)備和一塊表示string字符串的內(nèi)存區(qū)域連接起來。所有從程序的輸出都將被保存到這塊內(nèi)存中，同時也可以從這塊內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)到程序中。

使用string流必須包括sstream頭文件，在這個頭文件里定義了三個類：

1.

istringstream

類，從istream類派生出來；

2.

ostringstream

類，從ostream類派生而來；

3.

stringstream類，他從iostream類中派生而來。2023/2/3861.ostringstream類#include<string>#include<sstream>intmain(){

ostringstreamostring;

intival=1;

doubledval=1.0;

ostring<<ival<<""<<dval<<'\n';//輸出為：11.0}2023/2/3872.istringstream類這個類主要的用途是將一個string字符串轉(zhuǎn)換為算術(shù)類型，如：intmain(){

//……

//繼續(xù)上面的程序//接收一個string字符串作為參數(shù)，這個參數(shù)作為其底層儲存istringstreamistring(str);istring>>ival>>dval;

//將字符串轉(zhuǎn)換為一個int和一個double}2023/2/388為了編程和閱讀的方便，在C++程序設(shè)計中，常用一個符號名代表一個常量，稱為符號常量，即以標(biāo)識符形式出現(xiàn)的常量。符號常量2023/2/389例：

符號常量的使用。

#definePRICE30//注意這不是語句，末尾不要加分號intmain(){ intnum，total; num=10; total=num*PRICE; cout<<″total=″<<total<<endl; return0;}2023/2/390程序中用預(yù)處理命令#define指定PRICE在本程序單位中代表常量30，此后凡在本程序單位中出現(xiàn)的PRICE都代表30，可以和常量一樣進(jìn)行運算，程序運行結(jié)果為：total=3002023/2/391請注意符號常量雖然有名字，但它不是變量。它的值在其作用域（在本例中為主函數(shù)）內(nèi)是不能改變的，也不能被賦值。如用賦值語句“PRICE=40;”給PRICE賦值是錯誤的。使用符號常量的好處是：（1）含義清楚。（2）在需要改變一個常量時能做到“一改全改”。如#definePRICE352023/2/392在定義變量時，如果加上關(guān)鍵字const，則變量的值在程序運行期間不能改變，這種變量稱為常變量(constantvariable)。例如：constinta＝3;//用const來聲明這種變量的值不能改變，指定其值始終為3常變量2023/2/393在定義常變量時必須同時對它初始化（即指定其值），此后它的值不能再改變。常變量不能出現(xiàn)在賦值號的左邊。例如上面一行不能寫成

constinta;

a＝3;//常變量不能被賦值可以用表達(dá)式對常變量初始化，如：

constintb＝3+6，c＝3*cos（1.5）；

//b的值被指定為9，c的值被指定為3*cos（1.5）2023/2/394但應(yīng)注意，由于使用了系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)函數(shù)cos，必須將包含該函數(shù)有關(guān)的信息的頭文件“cmath”（或math.h）包含到本程序單位中來，可以在本程序單位的開頭加上以下#include命令：#include<cmath>或#include<math.h>2023/2/395變量的值應(yīng)該是可以變化的，那為什么固定的量也稱變量呢？其實，從計算機(jī)實現(xiàn)的角度看，變量的特征是存在一個以變量名命名的存儲單元，在一般情況下，存儲單元中的內(nèi)容是可以變化的。對常變量來說，無非在此變量的基礎(chǔ)上加上一個限定：存儲單元中的值不允許變化。因此常變量又稱為只讀變量(read-only-variable)。2023/2/396請區(qū)別用#define命令定義的符號常量和用const定義的常變量。

符號常量只是用一個符號代替一個字符串，在預(yù)編譯時把所有符號常量替換為所指定的字符串，它沒有類型，在內(nèi)存中并不存在以符號常量命名的存儲單元。而常變量具有變量的特征，它具有類型，在內(nèi)存中存在著以它命名的存儲單元，可以用sizeof運算符測出其長度。2023/2/397用#define命令定義符號常量是C語言所采用的方法，C++把它保留下來是為了和C兼容。

C++程序員一般喜歡用const定義常變量。雖然二者實現(xiàn)的方法不同，但從使用角度看，都可以認(rèn)為用了一個標(biāo)識符代表了一個常量。有些書上把用const定義的常變量也稱為定義常量，但我們應(yīng)該了解它和符號常量的區(qū)別。2023/2/398sizeof的使用

用法：sizeof(數(shù)據(jù)類型)orsizeof(變量)sizeof是一種計算，計算的對象是指定的一種數(shù)據(jù)類型，計算的結(jié)果是該數(shù)據(jù)類型占用的字節(jié)數(shù)目。如：sizeof(char)=1；也就是說char類型占用1個字節(jié)。sizeof(int)

=

4;也就是說int類型占用4個字節(jié)。2023/2/399為數(shù)據(jù)類型起別名：typedef用法：typedef原類型名新類型的別名為什么要給現(xiàn)成的數(shù)據(jù)類型起別名？例如：typedef

unsignedchar

UCHAR typedef

unsignedlong

DWORD

它們的一切屬性都和其原名unsignedchar/long的數(shù)據(jù)類型完全一致。只是名字變得更簡單好記一點而已.2023/2/3100判斷輸入錯誤intnumber；cout

<<

“PleaseInputInteger！:

”

；cin>>numberif(number<0){ for(inti=0;(i<3)&&(number)<0;i++) {

cout<<“InputError！Pleaseenteranumberagain

”；

cin>>number }if(i＝＝3){

cout<<“InputthreetimesError！Bye-bye!”；return1;}}……

－8589934602023/2/3101由于cin>>number只能接受整數(shù)，如果用戶輸入了字母，則這個字母會遺留在“輸入緩沖區(qū)”中。因為緩沖中有數(shù)據(jù)，故而cin函數(shù)不會等待用戶輸入，直接就去緩沖中讀取，可是緩沖中的卻是字母，這個字母再次被遺留在緩沖中，如此反復(fù)……2023/2/3102判斷輸入錯誤1intnumber；cout

<<

“PleaseInputInteger！:

”

；while(!(cin>>number)){cin.clear();//清除輸入流的錯誤標(biāo)記，重置輸入

//

把輸入緩沖區(qū)中的殘留字符清空

while(cin.get()!=‘\n’) continue;

cerr<<“InputError！Pleaseenteranumber：”；}2023/2/3103判斷輸入錯誤2#include

<limits>

intmain(

){

intival;

cout

<<

"PleaseInputInteger！:

"

;

while

(

!(

cin

>>

ival)

)

{

cerr

<<

“InputFormatError！\n";

cin.clear(

);

cin.ignore

(

numeric_limits

<

streamsize

>

::max(

),'\n'

)

;

}

cout

<<

"YouEntered："

<<

ival<<endl;

}2023/2/3104判斷輸入錯誤2A.讀到非法字符后，輸入流將處于出錯狀態(tài)， 為了繼續(xù)獲取輸入，首先要調(diào)用clear函數(shù) 來清除輸入流的錯誤標(biāo)記，然后才能調(diào)用

ignore函數(shù)來清除輸入緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)。

B.numeric_limits<streamsize>::max()返回緩沖區(qū)的大小。注：numeric_limits<type>::digits－計算type的位數(shù)numeric_limits<type>::max()－計算type的最大值2023/2/3105stringb,a,s1="Hello";strings2="123";a=s1;

//copycout<<(a+=s2)<<endl;

//concatenatereverse(a.begin(),a.end());//reversecout<<endl;cout<<a<<endl;cout<<a.replace(0,9,9,‘c’)<<endl;

//replacecout<<a.replace(0,5,9,'c')<<endl;

2023/2/3106stringa,s1="Hello";strings2="123";a=s1;

//copycout

<<

(

a

+

=

s2

)

<<

endl;

//concatenatereverse

(

a.begin(

),

a.end(

)

);

//reversecout

<<

endl;cout

<<

a

<<

endl;cout

<<

a.replace

(

0,9,

9,

‘c’

)<<endl;

//replacecout

<<

a.replace

(

0,9,

9,

‘9’

)<<endl;cout

<<

a.replace

(

0,

5,

9,

‘c’

)<<endl;

2023/2/31075.數(shù)組(Arrays)

數(shù)組的元素排列在連續(xù)的空間中，按下標(biāo)來標(biāo)記。描述數(shù)組必須給出元素類型，元素個數(shù)元素個數(shù)必須在編程時確定，不允許使用變量，常變量除外！

int

a[’a’];//表示inta[97];

intn=100;

int

a[n];//錯:元素個數(shù)必須預(yù)知

constintn=100;

int

a[n];//ok

int

a[];//錯:無元素個數(shù)

inta[]={1,2,3,4,5};

//ok:通過初始化確定元素個數(shù)2023/2/3108數(shù)組初始化可選，但須遵循語法。無初始化的數(shù)組按規(guī)定取默認(rèn)值。intarray1[5]={1,2,3,4,5,6};

//錯:初始值個數(shù)超元素個數(shù)intarray2[5]={1,,2,3,4};

//

錯:不能以逗號方式省略intarray3[5]={1,2,3,};

//錯:同上2023/2/3109intarray4[5]={};

//錯:初始值不能為空intarray5[5]={1,2,3};

//ok:后面元素取0intarray6[5]={0};

//ok:元素全為0intarray7[5];

//ok:元素值不確定inta[3][5]={{1,2,3,4,5},{2,3,4,5,6},{3,4,5,6,7}};2023/2/3110數(shù)組有諸多缺陷，造成編程艱難和不安全

inta[5]={1,2,3,4,5},c[5];

intb[5]=a;//錯:無法拷貝創(chuàng)建

c=a;

//錯:無法整體拷貝和局部拷貝

a[8]=10;//錯:無法動態(tài)擴(kuò)容和隨意增減元素

for(int

i=0;i<=5;++i)

//

錯:無法防范下標(biāo)溢出

a[i]=i+1;

if(a＝＝c)

a[0]=2;

//錯:不可比較

inta[5]={1};

//初始化呆板,無法獲得全１初值2023/2/3111二維數(shù)組的初始化,下標(biāo)訪問及輸出

intarray1[2][3]={1,2,3,4,5};

intarray2[2][3]={{1,2},{4}};

cout<<"array1:";

for(int

i=0;i<2;++i)

for(int

j=0;j<3;++j)

cout<<array1[i][j]<<",";

cout<<"\narray2:";

for(int

i=0;

i<2;++i)

for(int

j=0;j<3;

++j)

cout<<array2[i][j]<<",";

cout<<"\n";2023/2/3112結(jié)果為：

array1： 1，2，3，4，5，0，

array2：

1，2，0，4，0，0,2023/2/3113作業(yè)：C＋＋有哪幾種主要的數(shù)據(jù)類型？簡述其值域。編程顯示你正在使用的計算機(jī)中的常用的數(shù)據(jù)類型的字節(jié)數(shù)。提示用戶輸入一個十進(jìn)制整數(shù)，然后分別用十進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制形式輸出（考慮錯誤處理）。編寫一個函數(shù)，統(tǒng)計一個英文句子中字母的個數(shù)，在主程序中實現(xiàn)輸入、輸出。P101第5題2023/2/3114６.向量（vector）

向量與數(shù)組的共同特征是元素的排列在邏輯上是線性序列結(jié)構(gòu)，可以用下標(biāo)進(jìn)行訪問。

向量的特性：

A.按需創(chuàng)建 B.拷貝創(chuàng)建 C.局部拷貝創(chuàng)建 D.異類拷貝和創(chuàng)建 E.靈活的初始化 F.隨意擴(kuò)容和元素增減 G.可通過異常來進(jìn)行下標(biāo)溢出追蹤和處理……2023/2/3115intn=10;intt[5]={1,2,3,4,5};vector<int>a(n);//按需創(chuàng)建vector<int>b(10,1);//元素賦全１，靈活的初始化vector<int>c(b);//整體拷貝創(chuàng)建vector<int>f(t,t+5);//異類拷貝創(chuàng)建vector<int>d(b.begin(),

b.begin()+3);

//局部拷貝創(chuàng)建d為b的前３個元素a.assign(100);//動態(tài)擴(kuò)容至100個元素2023/2/3116向量常用操作a.assign(b.begin(),

b.begin()+3);//b的前3個元素賦給aa.assign(4,2);//a向量含4個元素，全初始化為2intx=a.back();//a的最后一個元素賦給變量xa.clear();

//a向量清空（不再有元素）if(a.empty())

cout<<”empty”;//a判空操作inty=a.front();

//a的第