C++程序設計(譚浩強完整版) - 運算符、表達式

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C++程序設計

譚浩強編著清華大學出版社課件制作：南京理工大學陳清華朱紅2第一章C++概述C++語言發(fā)展歷史

自從1946年第一臺電子數(shù)字計算機ENIAC問世以來，隨著計算機應用領域的不斷擴大，促進了計算機技術的高速發(fā)展，尤其是近年來計算機的硬件和軟件都是日新月異。作為應用計算機的一種工具—程序設計語言，得到不斷的充實和完善。每年都有新的程序設計語言問世，老的程序設計語言不斷地更新?lián)Q代。320世紀60年代，MartinRichards為計算機軟件人員在開發(fā)系統(tǒng)軟件時，作為記述語言使用而開發(fā)了BCPL語言(BasicCombinedProgrammingLanguage)。1970年，KenThompson在繼承BCPL語言的許多優(yōu)點的基礎上發(fā)明了實用的B語言。到了1972年，貝爾實驗室的DennisRitchie和Briankernighan在B語言的基礎上,作了進一步的充實和完善，設計出了C語言。當時，設計C語言是為了編寫UNIX操作系統(tǒng)的。以后,C語言經(jīng)過多次改進,并開始流行。C++是在C語言的基礎上發(fā)展和完善的，而C是吸收了其它語言的優(yōu)點逐步成為實用性很強的語言。4C語言的主要特點是：1、C語言是一種結構化的程序設計語言，語言本身簡潔、使用靈活方便。既適用于設計和編寫大的系統(tǒng)程序，又適用于編寫小的控制程序，也適用科學計算。2、它既有高級語言的特點，又具有匯編語言的特點。運算符豐富，除了提供對數(shù)據(jù)的算術邏輯運算外，還提供了二進制的位運算。并且也提供了靈活的數(shù)據(jù)結構。用C語言編寫的程序表述靈活方便，功能強大。用C語言開發(fā)的程序，其結構性好，目標程序質(zhì)量高，程序執(zhí)行效率高。53、程序的可移植性好。用C語言在某一種型號的計算機上開發(fā)的程序，基本上可以不作修改，而直接移植到其它型號和不同檔次的計算機上運行。4、程序的語法結構不夠嚴密，程序設計的自由度大。這對于比較精通C語言的程序設計者來說，可以設計出高質(zhì)量的非常通用的程序。但對于初學者來說，要能比較熟練運用C語言來編寫程序，并不是一件容易的事情。與其它高級語言相比而言，調(diào)試程序比較困難。往往是編好程序輸入計算機后，編譯時容易通過，而在執(zhí)行時還會出錯。但只要對C語言的語法規(guī)則真正領會，編寫程序及調(diào)試程序還是比較容易掌握的。6隨著C語言應用的推廣，C語言存在的一些缺陷或不足也開始流露出來，并受到大家的關注。如：C語言對數(shù)據(jù)類型檢查的機制比較弱；缺少支持代碼重用的結構；隨著軟件工程規(guī)模的擴大，難以適應開發(fā)特大型的程度等等。7為了克服C語言本身存在的缺點，并保持C語言簡潔、高效，與匯編語言接近的特點，1980年，貝爾實驗室的BjarneStroustrup博士及其同事對C語言進行了改進和擴充，并把Simula67中類的概念引入到C中。并在1983年由RickMaseitti提議正式命名為C++（CPlusPlus）。后來，又把運算符的重載、引用、虛函數(shù)等功能加入到C++中，使C++的功能日趨完善。當前用得較為廣泛的C++有：VC++（VisualCPlusPlus）、BC++（BorlandCPlusPlus）、AT&TC++等。8簡單的C++程序介紹高級語言編譯過程源程序（文本文件）*.CPP目標文件（二進制文件）*.OBJ可執(zhí)行文件（二進制文件）*.EXE庫文件（各種函數(shù)）在VitualC++系統(tǒng)中，可直接從源程序編譯連接至可執(zhí)行程序，但依然要生成*.OBJ及*.EXE這兩個文件。F7編譯連接compilelink9一個簡單的C++程序#include<iostream.h>voidmain(void){cout<<“Iamastudent.\n”;//輸出字符串}主函數(shù)函數(shù)體開始函數(shù)體結束輸出流，在屏幕上打印引號內(nèi)的字符串分號，一條完整語句的結束符本程序編譯執(zhí)行后，在DOS屏幕上打印出Iamastudent.包含文件注釋或說明10編譯過程：1）啟動VisualC++,選擇“文件”菜單中的“新建”命令，選擇“文件”標簽中的“C++SourceFile”選項。2）選擇源程序存放的目錄和輸入源程序名，單擊“確定”。3）在編輯器中編寫源程序。4）單擊F7或“編譯”中的“重建全部”編譯源程序，若編譯通過，單擊“執(zhí)行”，在DOS屏上看結果，任按一鍵返回編輯器。11啟動VC++編譯系統(tǒng)12VC++編譯系統(tǒng)界面單擊“File”菜單中“New”命令13選擇“Files”選項卡選擇C++源文件命令輸入文件名輸入文件存放位置單擊選擇驅動器選擇驅動器或目錄14C++源文件編輯界面輸入C++源代碼15可以將此源代碼另起文件名存盤16選擇編譯命令，將源文件.cpp生成.obj文件17如果編譯出錯，會出現(xiàn)提示信息，指出錯誤的位置及種類錯誤所在行錯誤的原因18雙擊錯誤所在行光標移到該行19生成可執(zhí)行文件通過后單擊該命令運行程序20運行結果顯示在DOS屏上注意：不可以在軟盤上運行程序！應該把保存在軟盤中的源文件拷貝到硬盤的目錄中再運行!21源程序所在目錄未編譯前，只有一個源程序22編譯運行后，出現(xiàn)眾多附加文件同時，產(chǎn)生一個子目錄Debug23Debug目錄中，有obj和EXE文件24#include<iostream.h>voidmain(void){cout<<“i=”;//顯示提示符

inti;//說明變量icin>>i;//從鍵盤上輸入變量i的值

cout<<“i的值為：”<<i<<’\n’;//輸出變量i的值}另一個例子25第二章數(shù)據(jù)類型、運算符與表達式262000H2001H2002H2003H2004H33+5=?5運算器(2000H)+(2002H)用一個字節(jié)表示整數(shù)，范圍為-128~127；用兩個字節(jié)表示整數(shù)，范圍為-32768~32767。一般用四個字節(jié)表示整數(shù)。(舉例)內(nèi)存CPU內(nèi)存data外存Program8硬盤軟盤271514131211109876543210有符號數(shù)無符號數(shù)0111111111111111327673276701111111111111103276632766…………0000000000000001110000000000000000001111111111111111-1(補碼)655351111111111111110-265534…………1000000000000001-32767327691000000000000000-327683276828常量與變量常量：在程序運行過程中，其值一直保持不變的量為常量。常量也區(qū)分不同的類型：30，40為整型，30.0，40.0為實型，編輯器只是根據(jù)其表面形式來判斷其類型。變量：在程序運行過程中，其值可以改變的量為變量。變量在程序的執(zhí)行中能夠賦值，發(fā)生變化。變量有一個名字，并在使用之前要說明其類型，一經(jīng)說明，就在內(nèi)存中占據(jù)與其類型相應的存儲單元。29#include<iostream.h>#definePRICE30//常量，在程序中保持不變voidmain(void){intnum,total;//定義變量,在內(nèi)存中開辟區(qū)間

num=10;//變量賦值,10為常量

total=num*PRICE;cout<<“total=“<<total;//輸出結果}其中：num=10total=num*PRICE

是賦值號，不同于數(shù)學意義上的等號。numtotal10300PRICE3030C++中有多種數(shù)據(jù)類型，均有常量與變量之分，各占不同的內(nèi)存空間，正確定義與使用數(shù)據(jù)是編寫程序的基本前提。31變量名的命名方法：變量名、數(shù)組名、函數(shù)名…稱為標識符。標識符只能由字母、數(shù)字、下劃線這三種字符組成，且第一個字符必須為字母或下劃線，長度不大于247個字符，大小寫不通用。（關鍵字不能作為標識符）。關鍵字即是VC++的語法要求中使用的字。如intifwhile等。正確的標識符：INT,sum,de12,SUM等。變量必須使用前定義，以分配空間。舉例說明32abcEnglish2xyx-yifElseb(3)‘def’Chine_bbb3yAbsFloatfloat一般變量都是用匈牙利命名法命名的。intnCount;charchChoice;33整型數(shù)據(jù)整型常量：常量是根據(jù)其表面形式來判定，整型量即是沒有小數(shù)點的整數(shù)，范圍：-231~（231-1），有三種形式:1）十進制（默認方式） 431345876542）八進制以0開頭043，056，0113）十六進制以0x開頭0x120xa30x340xdf（舉例說明）34#include<iostream.h>voidmain(void){ intint10,int8,int16;//定義3個整型變量

int10=10; //默認為十進制

int8=010; //八進制

int16=0x10; //十六進制

cout<<"int10="<<int10<<endl; cout<<"int8="<<int8<<endl; cout<<"int16="<<int16<<endl;}輸出int10=10int8=8int16=1635整型變量：分為有符號型與無符號型。有符號型：

short在內(nèi)存中占兩個字節(jié)，范圍為-215~（215-1）

int在內(nèi)存中占四個字節(jié)，范圍為-231~（231-1）

long在內(nèi)存中占四個字節(jié)，范圍為-2-31~231-1無符號型：最高位不表示符號位unsignedshort在內(nèi)存中占兩個字節(jié)，范圍為0~216-1unsignedint在內(nèi)存中占四個字節(jié)，范圍為0~232-1unsignedlong在內(nèi)存中占四個字節(jié)，范圍為0~232-1361）整型常量亦有長短之分，常量中無unsigned型，但一個非負的整型常量可以賦給unsigned型的變量。2）若一個常量定義為長整型數(shù)，則在其后加l或L進行區(qū)分。如：32l32L564L等，內(nèi)存為其分配四個字節(jié)存儲。一個數(shù)在內(nèi)存中為1111111111111111當這個數(shù)為有符號數(shù)時，是-1；為無符號數(shù)時，是232-1內(nèi)存中的數(shù)是以補碼的形式存放的。（舉例說明）111111111111111137#include<iostream.h>voidmain(){unsignedshorta;shortintb=-1;a=b;cout<<"a="<<a<<endl;}結果：65535不同類型的整型數(shù)據(jù)間的賦值歸根到底就是一條：按存儲單元中的存儲形式直接傳送。

a1111111111111111b1111111111111111unsignedshorta;38實型數(shù)據(jù)實型數(shù)又稱浮點數(shù)，有兩種表示方式：1）十進制形式：23.024.53.56789指數(shù)形式：23E1145e-1356789e1e前有數(shù)字，后面必須是整數(shù)。實型變量分單精度float和雙精度double兩種形式：float:占四個字節(jié)，提供7~8位有效數(shù)字。double:占八個字節(jié)，提供15~16位有效數(shù)字。舉例說明39#include<iostream.h>voidmain(void){ floata,b; doublec,d; a=0.01; b=3.45678e-2; c=3.45678e-2; d=9.7654e-5; cout<<"a="<<a<<'\t'<<"b="<<b<<endl; cout<<"c="<<c<<'\t'<<"d="<<d<<endl;}a=0.01b=0.0345678c=0.0345678d=9.7654e-005Pressanykeytocontinue40如果為實數(shù)，則用浮點數(shù)的形式在內(nèi)存存儲，表示如下：JtJSfS階符階碼數(shù)符尾數(shù)實數(shù)是既有整數(shù)又有小數(shù)的數(shù)。實數(shù)可以表示成：N=S×RJS稱為尾數(shù)，尾數(shù)決定有效數(shù)字，即數(shù)字的精度。J表示指數(shù)（階碼）。R是基數(shù)，可取2，4，8，16等，對具體機器而言，基數(shù)取好后，就不能再變了。數(shù)有正有負,所以設置數(shù)符;階碼亦有正負,所以設置階符41一般用4個字節(jié)表示一個浮點數(shù)，也有用8個字節(jié)表示的。字長一定，尾數(shù)越多，精度越高；階碼越多，范圍越大。當計算機中出現(xiàn)小于機器所能表示的最小數(shù)時，機器只能當零來處理，當出現(xiàn)超過機器所能表示的最大數(shù)時，出現(xiàn)溢出現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)溢出，就會停止運算。定點數(shù)，浮點數(shù)均會出現(xiàn)溢出現(xiàn)象。42字符型數(shù)據(jù)（char)字符型數(shù)據(jù)實際上是作為整型數(shù)據(jù)在內(nèi)存中存儲的。計算機是以字符編碼的形式處理字符的，因此，我們在計算機內(nèi)部是以ASCII碼的形式表示所有字符的。所以7位二進制數(shù)即可表示出一個字符，我們用一個字節(jié)的容量（8位）存儲一個字符。例如：字符A的ASCII碼為0x41或65，在內(nèi)存中表示為：01000001在程序中表示為：chargrade;//定義一個字符型的變量空間(1個字節(jié))grade=‘A’;//必須用‘’表示，否則易與標識符混同‘’內(nèi)括起來的字符表示該字符的ASCII碼。43進一步，由于在內(nèi)存中的形式與整型數(shù)據(jù)相同，所以，可以直接用其整型值給變量賦值。chargrade;grade=65;以下的賦值形式均是等同的。grade='A';grade=65;grade=0x41;grade=0101;#include<iostream.h>voidmain(void){chara,b;a=‘A’;//輸入ASCII碼

b=65;//輸入十進制數(shù)

cout<<"a="<<a<<endl;cout<<"b="<<b<<endl;}輸出：a=Ab=A即在內(nèi)存中的表示均是相同的0100000144非打印字符有些ASCII的字符代表某些操作，不能打印出來，如回車、退格等，可用兩種方式表示這些字符。1）用ASCII碼的形式

charre=13;2）用轉義字符

charre=‘\n’;（p15)45轉義字符含義ASCII代碼\a響鈴7＼ｎ換行，將當前位置移到下一行開頭10＼ｔ水平制表（跳到下一個tab位置）9＼ｂ退格，將當前位置移到前一列8＼ｒ回車，將當前位置移到本行開頭13＼ｆ換頁，將當前位置移到下頁開頭12\v豎向跳格8＼＼反斜杠字符“＼”92＼′單引號（撇號）字符39＼"雙引號字符34\0空字符0＼ddd1到3位8進制數(shù)所代表的字符

＼xhh1到2位16進制數(shù)所代表的字符

46轉義字符雖然包含2個或多個字符，但它只代表一個字符。編譯系統(tǒng)在見到字符“\”時，會接著找它后面的字符，把它處理成一個字符，在內(nèi)存中只占一個字節(jié)。

47典型轉義字符：‘\n’換行‘\b’退格'\t'下一個輸出區(qū)若輸出中包含這些特定格式，則再加一個\輸出c:\tc\tc表示為cout<<"c:\\tc\\tc";可以用轉義字符表示任一一個ASCII字符‘\ddd’(八進制）‘\xhh‘（十六進制）'\101''\x41''\x61''\141'48#include<iostream.h>voidmain(void){charc1,c2,c3,c4;charn1,n2;c1='a'; //字符常量

c2=97; //十進制

c3='\x61'; //轉義字符

c4=0141; //八進制

cout<<"c1="<<c1<<'\t'<<"c2="<<c2<<endl;cout<<"c3="<<c3<<'\t'<<"c4="<<c4<<endl;n1=‘\n’;//轉義字符：回車

n2=‘\t’;//轉義字符：下一個輸出區(qū)(Tab)cout<<"使用轉義字符\n";cout<<"c1="<<c1<<n2<<"c2="<<c2<<n1;cout<<"c3="<<c3<<n2<<"c4="<<c4<<n1;}輸出：c1=ac2=ac3=ac4=a使用轉義字符c1=ac2=ac3=ac4=a49字符串常量：用""表示，在內(nèi)存中順序存放，以'\0'結束。如："CHINA"0x430x480x490x550x41\0'a'在內(nèi)存中占一個字節(jié)"a"占兩個字節(jié)aa\0實際上內(nèi)存是對應字符的ASCII碼形式010000110100100001001001010101010100000100000000CHINA\001100001011000010000000050標識符常量在C++中有二種方法定義標識符常量，一種是使用編譯預處理指令；另一種是使用C++的常量說明符const。例如：

#definePRICE30//在程序中凡是出現(xiàn)PRICE均用30替代

#definePI3.1415926#defineS“China”constfloatpi=3.1415926;//將變量pi定義為常量（舉例說明）51#include<iostream.h>#definePI3.14156#defineS"China"voidmain(void){constfloatpi=3.14156; //變量作為常量使用

cout<<"PI="<<PI<<endl;cout<<"10*PI="<<10*PI<<endl;cout<<S<<endl;//PI=PI+3;//pi=pi+4;cout<<"PI="<<PI<<endl;cout<<"pi="<<pi<<endl;}輸出：PI=3.1415610*PI=31.4156ChinaPI=3.14156pi=3.1415652下列常量的表示在C++中是否合法？若不合法，指出原因；若合法，則指出常量的數(shù)據(jù)類型。3276735u1.25e3.4 3L0.0086e-32‘\87’ “ComputerSystem” “a” ‘a(chǎn)’‘\96\45’-0 +0 .5 -.56753變量1)在程序的執(zhí)行過程中，其值可以改變的量稱為變量。2)變量名必須用標識符來標識。3)變量根據(jù)其取值的不同值域，分為不同類型的變量：整型變量、實型變量、字符型變量、構造型變量、指針型變量等等。544)對于任一變量，編譯程序要為其分配若干個字節(jié)（連續(xù)的）的內(nèi)存單元，以便保存變量的取值。5)當要改變一個變量的值時，就是把變量的新的取值存放到為該變量所分配的內(nèi)存單元中；用到一個變量的值時，就是從該內(nèi)存單元中取出數(shù)據(jù)。6)不管什么類型的變量，通常均是變量的說明在前，使用變量在后。55 inti,j,k; //定義了三個整型變量i,j,k floatx,y,z; //定義了三個實型變量x,y,zcharc1,c2;//說明了二個字符型變量c1,c2doubledv1；//說明了一個雙精度型變量dv1k四個字節(jié)的連續(xù)空間j四個字節(jié)的連續(xù)空間i四個字節(jié)的連續(xù)空間z四個字節(jié)的連續(xù)空間y四個字節(jié)的連續(xù)空間x四個字節(jié)的連續(xù)空間dv1八個字節(jié)的連續(xù)空間c21個字節(jié)的空間c11個字節(jié)的空間開辟空間后,空間中為隨機值56變量賦初值在定義變量的同時給變量賦值，即在內(nèi)存中開辟出一個空間后馬上給此空間賦值。但這個空間的值并不是固定不變的，在程序的運行中一樣可以改變。

chara='\x64',b='d';inta1=6,a2=98;a=‘A’;b=‘\n’;a1=011;a2=121;inta=4;//定義語句，在開辟空間后馬上為空間賦值

a=6;//重新為該空間賦值a4657算術運算符和算術表達式一、算術運算符和算術表達式+－*／%用算術運算符連接起來的式子是算術表達式兩個整數(shù)相除結果為整數(shù)

1/2=05/2=2整數(shù)才可求余，余數(shù)的符號與左邊數(shù)的符號相同。3%2=1-3%2=-13%-2=1-3%-2=-18%4=0二、優(yōu)先級與結合性（）*/%

+—58三、強制轉換類型（類型名）（表達式）（double)a(int)(x+y)(int)6.2%4=2在強制類型運算后原變量不變，但得到一個所需類型的中間變量。如：intx;floaty=5.8;x=(int)y;x=5y=5.8y的值沒有改變，仍是單精度浮點型59四、自增、自減運算符(難點）++－－i6i37inti,j;i=3;j=++i;i=4j=4++在前,先運算,后賦值inti,j;i=3;j=i++;i=4j=3++在后,先賦值,后運算j44i3j34i=6;i++;i=i+1i=7++i;i=i+1i=7i=6;i－－;i=i－1i=5－－i;i=i－1i=5i67601）自增、自減運算符只能用于變量，不可用于常量和表達式因為表達式在內(nèi)存內(nèi)沒有具體空間，常量所占的空間不能重新賦值3++（x+y)++(－i)++若i=3,j=2(i++)+j等于5i=4,j=22）結合方式自右至左，優(yōu)先級最高，向右取最大－i++－(i++)i+++j(i++)+j61賦值運算符和賦值表達式bmw=2002"="左邊必須是變量名。若“=”兩邊變量類型不同，在賦值時要進行類型轉換。轉換原則：根據(jù)左邊變量的類型轉換。62少字節(jié)多字節(jié)1）若多字節(jié)變量為unsigned,則轉換后多余字節(jié)補零。000000001111111111111111unsignedshortinta=-1;unsignedlongb;b=a;ab63111111111111111111111111有符號型，符號擴展shortinta=-1;longb;b=a;2）若多字節(jié)變量為有符號型，則轉換后擴展少字節(jié)的最高位。轉換后，數(shù)據(jù)的符號不變。ab64多字節(jié)少字節(jié)低位照搬1111111111111111inta=-1;shortintb;b=a;b=-1inta=65535;shortintb;b=a;b=-1ba1111111165賦值表達式a=b=5；b=5a=5"="的結合性為自右至左復合的賦值運算符a+=3a=a+3

x*=y+3x=x*(y+3)x/=x-4x=x/(x-4)x+=yx=x+yi+=j--i=i+(j--)66a=12;a+=a-=a*a;12aa=a-(a*a)=12-(12*12)=-132a=a+(-132)=-132-132=-264-132-26467關系運算符和關系表達式關系運算符（比較運算）

<><=>===!===與=a=5;賦值運算a==5；判斷是否相等<><=>=的優(yōu)先級大于==!=3.算術運算符的優(yōu)先級大于關系運算符的優(yōu)先級68關系表達式：用關系運算符將表達式連接起來稱為關系表達式。其值非真即假。在C++語言中，用非0代表真，用0表示假。關系表達式的結果只有兩個，真為1，假為0。a=2b=3c=4a>2a>b+ca==2a=='a'a>'a'b=a==2'a'>'A'b=='a'+1c-a==a00100110169

邏輯運算符

運算符與&&

或||

非！

A B結果0 0 00 1 01 0 01 1 1有0出0，全1出1A,B同時成立&&A B結果0 0 00 1 11 0 11 1 1有1出1，全0出0A或B有一個成立||A結果0 110有0出1，有1出0！70江蘇籍的男生江蘇籍的學生和所有男生非江蘇籍的學生江蘇籍&&男生例如：兩個條件：江蘇籍

男生江蘇籍||