《C++語(yǔ)言基礎(chǔ)》課件

C++語(yǔ)言基礎(chǔ)C++是一種強(qiáng)大的編程語(yǔ)言，擁有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。本課件旨在提供C++語(yǔ)言的基礎(chǔ)知識(shí)，幫助您理解其核心概念和語(yǔ)法。C++語(yǔ)言發(fā)展歷程1C語(yǔ)言基礎(chǔ)C語(yǔ)言是C++的基礎(chǔ)2面向?qū)ο缶幊桃腩?、?duì)象、封裝、繼承和多態(tài)等概念3標(biāo)準(zhǔn)化C++標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)制定了C++標(biāo)準(zhǔn)4現(xiàn)代C++增加了新的語(yǔ)言特性和標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)C++的演變可以追溯到1970年代，它最初由貝爾實(shí)驗(yàn)室的BjarneStroustrup設(shè)計(jì)。C++最初被稱為“CwithClasses”，它建立在C語(yǔ)言的基礎(chǔ)之上，并添加了面向?qū)ο缶幊痰母拍?。它最初的設(shè)計(jì)是為了克服C語(yǔ)言在開發(fā)大型軟件項(xiàng)目時(shí)的局限性，并提供了更強(qiáng)大的抽象和可重用性機(jī)制。C++語(yǔ)法基礎(chǔ)關(guān)鍵字C++語(yǔ)言包含預(yù)定義的關(guān)鍵字，用于標(biāo)識(shí)語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)和功能。標(biāo)識(shí)符標(biāo)識(shí)符用于命名變量、函數(shù)、類等，由字母、數(shù)字和下劃線組成。運(yùn)算符運(yùn)算符用于執(zhí)行各種操作，例如算術(shù)運(yùn)算、關(guān)系運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。數(shù)據(jù)類型C++支持多種數(shù)據(jù)類型，例如整型、浮點(diǎn)型、字符型和布爾型。變量與常量變量變量存儲(chǔ)可變數(shù)據(jù)，可以通過賦值改變。常量常量存儲(chǔ)固定值，在程序運(yùn)行期間無(wú)法改變。數(shù)據(jù)類型定義變量的類型，決定變量可以存儲(chǔ)的值類型。內(nèi)存地址變量在內(nèi)存中占據(jù)一塊空間，可以使用地址符(&)獲取。數(shù)據(jù)類型1基本數(shù)據(jù)類型C++提供基本數(shù)據(jù)類型，包括整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、字符和布爾值。2派生數(shù)據(jù)類型派生數(shù)據(jù)類型由基本數(shù)據(jù)類型構(gòu)建，例如數(shù)組、指針、結(jié)構(gòu)體和聯(lián)合體。3自定義數(shù)據(jù)類型使用類和結(jié)構(gòu)體，你可以創(chuàng)建自己的自定義數(shù)據(jù)類型來(lái)表示更復(fù)雜的概念。運(yùn)算符算術(shù)運(yùn)算符C++提供了各種算術(shù)運(yùn)算符，包括加、減、乘、除、取余等。它們用于對(duì)數(shù)字類型進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算。關(guān)系運(yùn)算符關(guān)系運(yùn)算符用于比較兩個(gè)操作數(shù)，例如大于、小于、等于、不等于等。它們的結(jié)果是一個(gè)布爾值，表示比較的結(jié)果。邏輯運(yùn)算符邏輯運(yùn)算符用于組合布爾表達(dá)式，例如與、或、非等。它們用于判斷多個(gè)條件是否同時(shí)滿足。位運(yùn)算符位運(yùn)算符用于對(duì)操作數(shù)的二進(jìn)制位進(jìn)行操作，例如按位與、按位或、按位異或、左移、右移等。它們通常用于進(jìn)行低級(jí)操作。表達(dá)式和語(yǔ)句1表達(dá)式表達(dá)式是一個(gè)或多個(gè)運(yùn)算符和操作數(shù)的組合，用于計(jì)算一個(gè)值。例如，x+y*2是一個(gè)表達(dá)式。2語(yǔ)句語(yǔ)句是C++程序的基本執(zhí)行單元，表示一個(gè)完整的指令。語(yǔ)句以分號(hào)結(jié)尾，例如，x=10;是一個(gè)賦值語(yǔ)句。3表達(dá)式和語(yǔ)句的關(guān)系表達(dá)式可以作為語(yǔ)句的一部分，例如，x=y+z;中，y+z是一個(gè)表達(dá)式，而整個(gè)語(yǔ)句用于將結(jié)果賦值給變量x。流控制語(yǔ)句順序結(jié)構(gòu)程序按照代碼的順序執(zhí)行。語(yǔ)句按照順序執(zhí)行，從第一個(gè)語(yǔ)句開始，依次執(zhí)行到最后一個(gè)語(yǔ)句。選擇結(jié)構(gòu)程序根據(jù)條件判斷選擇不同的執(zhí)行路徑。常用的選擇結(jié)構(gòu)包括if語(yǔ)句和switch語(yǔ)句。循環(huán)結(jié)構(gòu)程序根據(jù)條件判斷是否重復(fù)執(zhí)行一段代碼。常用的循環(huán)結(jié)構(gòu)包括for循環(huán)、while循環(huán)和do-while循環(huán)。數(shù)組數(shù)組定義數(shù)組是存儲(chǔ)相同數(shù)據(jù)類型元素的集合。數(shù)組中每個(gè)元素都具有相同的名稱，并用下標(biāo)來(lái)區(qū)分。數(shù)組聲明聲明數(shù)組時(shí)，需要指定數(shù)組類型和大小。例如，聲明一個(gè)包含10個(gè)整數(shù)的數(shù)組，可以使用`intnumbers[10];`函數(shù)代碼模塊化函數(shù)將代碼劃分成獨(dú)立的功能單元，提高代碼的可讀性和可維護(hù)性。代碼重用函數(shù)可以被多次調(diào)用，避免重復(fù)編寫相同的代碼，提高效率。參數(shù)傳遞函數(shù)可以接收參數(shù)，使功能更加靈活，適應(yīng)不同的輸入。返回值函數(shù)可以返回計(jì)算結(jié)果，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞和功能交互。函數(shù)重載定義同一作用域內(nèi)，函數(shù)名相同，參數(shù)列表不同的函數(shù)稱為函數(shù)重載。示例使用不同的參數(shù)類型或參數(shù)數(shù)量來(lái)區(qū)分重載函數(shù)。優(yōu)勢(shì)代碼簡(jiǎn)潔，易于閱讀和維護(hù)，提高代碼可讀性。內(nèi)聯(lián)函數(shù)優(yōu)化代碼內(nèi)聯(lián)函數(shù)有助于提高代碼效率，它將函數(shù)體直接替換到調(diào)用位置，避免函數(shù)調(diào)用帶來(lái)的性能損失。提高性能內(nèi)聯(lián)函數(shù)可以減少函數(shù)調(diào)用開銷，提高程序運(yùn)行速度，尤其適用于頻繁調(diào)用的小函數(shù)。代碼簡(jiǎn)潔內(nèi)聯(lián)函數(shù)讓代碼更簡(jiǎn)潔易懂，提升代碼的可讀性和可維護(hù)性。默認(rèn)參數(shù)定義默認(rèn)值在函數(shù)定義中，可以為參數(shù)設(shè)置默認(rèn)值。如果調(diào)用函數(shù)時(shí)未提供該參數(shù)，則使用默認(rèn)值。參數(shù)列表默認(rèn)參數(shù)應(yīng)從右到左定義。右邊的參數(shù)必須具有默認(rèn)值，而左邊的參數(shù)可以有或沒有默認(rèn)值。函數(shù)調(diào)用調(diào)用函數(shù)時(shí)，可以省略具有默認(rèn)值的參數(shù)。如果提供了參數(shù)，則使用提供的參數(shù)值。引用類型引用類型引用類型是C++中一種特殊的變量，它為其他變量提供一個(gè)別名。引用類型變量引用類型變量直接引用了原變量，修改引用變量會(huì)影響原變量。使用場(chǎng)景引用類型主要用于函數(shù)參數(shù)傳遞、返回類型以及提高代碼可讀性。指針基礎(chǔ)內(nèi)存地址指針是一個(gè)變量，它存儲(chǔ)了內(nèi)存地址。指向數(shù)據(jù)指針可以用來(lái)訪問內(nèi)存地址中的數(shù)據(jù)。類型匹配指針類型必須與它指向的數(shù)據(jù)類型相匹配?？罩羔樋罩羔槻恢赶蛉魏蝺?nèi)存地址，用于初始化指針或表示指針沒有指向任何數(shù)據(jù)。指針運(yùn)算指針加減運(yùn)算指針可以進(jìn)行加減運(yùn)算，但必須與整數(shù)相加減。指針加減運(yùn)算的結(jié)果是另一個(gè)指針，指向數(shù)組中相鄰的元素。指針比較運(yùn)算指針可以進(jìn)行比較運(yùn)算，但只能比較指向同一數(shù)組的兩個(gè)指針。比較運(yùn)算的結(jié)果是比較兩個(gè)指針?biāo)赶虻牡刂?。指針取值運(yùn)算指針可以進(jìn)行取值運(yùn)算，使用*運(yùn)算符獲取指針?biāo)赶虻膬?nèi)存單元的值。動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配允許程序在運(yùn)行時(shí)根據(jù)需要申請(qǐng)和釋放內(nèi)存空間。C++提供了三種主要方法：1new分配單個(gè)對(duì)象或數(shù)組2malloc分配指定大小的內(nèi)存塊3calloc分配并清零內(nèi)存塊動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配是靈活高效管理內(nèi)存的工具，但需要謹(jǐn)慎使用，避免內(nèi)存泄漏和懸空指針。結(jié)構(gòu)體1自定義數(shù)據(jù)類型將不同類型的數(shù)據(jù)組合在一起，以表示一個(gè)完整的信息。例如，可以用一個(gè)結(jié)構(gòu)體來(lái)保存學(xué)生的姓名、學(xué)號(hào)和成績(jī)。2成員訪問通過結(jié)構(gòu)體變量名和成員名使用“.”運(yùn)算符訪問結(jié)構(gòu)體的成員。3內(nèi)存分配結(jié)構(gòu)體變量在內(nèi)存中分配連續(xù)的存儲(chǔ)空間，每個(gè)成員占用相應(yīng)的內(nèi)存大小。4應(yīng)用場(chǎng)景結(jié)構(gòu)體常用于組織相關(guān)數(shù)據(jù)，如學(xué)生信息、商品信息等。枚舉類型枚舉類型定義枚舉類型用于定義一組相關(guān)的常量，常量名用逗號(hào)分隔，并用花括號(hào)括起來(lái)。枚舉類型允許您為一組相關(guān)的常量創(chuàng)建有意義的名稱，提高代碼可讀性和可維護(hù)性。枚舉類型使用使用枚舉類型可以方便地表示狀態(tài)、選項(xiàng)或其他一組相關(guān)的常量。可以通過枚舉類型成員的名稱來(lái)訪問其對(duì)應(yīng)的值。聯(lián)合體內(nèi)存共享聯(lián)合體成員共享同一個(gè)內(nèi)存地址。大小限制聯(lián)合體大小取決于其最大成員的大小。數(shù)據(jù)訪問同一時(shí)間只能訪問聯(lián)合體的一個(gè)成員。節(jié)省內(nèi)存適用于存儲(chǔ)多種數(shù)據(jù)類型，但只需要使用其中一種。類與對(duì)象類定義類是用戶自定義數(shù)據(jù)類型，描述了一組對(duì)象的共同特征。對(duì)象實(shí)例化對(duì)象是類的具體實(shí)例，擁有類的屬性和方法。成員變量和方法成員變量表示對(duì)象的屬性，成員方法表示對(duì)象的行為。封裝與訪問控制數(shù)據(jù)隱藏封裝將數(shù)據(jù)和操作這些數(shù)據(jù)的函數(shù)捆綁在一起。隱藏內(nèi)部實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，防止外部直接訪問。訪問控制使用訪問修飾符控制成員訪問權(quán)限。public:公開訪問，任何地方都可以訪問。private:私有訪問，只有類本身可以訪問。protected:保護(hù)訪問，只有類本身及其子類可以訪問。構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)1構(gòu)造函數(shù)對(duì)象創(chuàng)建時(shí)自動(dòng)調(diào)用。初始化成員變量。2析構(gòu)函數(shù)對(duì)象銷毀時(shí)自動(dòng)調(diào)用。釋放資源，如動(dòng)態(tài)內(nèi)存。3作用確保對(duì)象在創(chuàng)建和銷毀時(shí)進(jìn)行必要的初始化和清理操作?？截悩?gòu)造函數(shù)11.對(duì)象復(fù)制拷貝構(gòu)造函數(shù)用于創(chuàng)建一個(gè)新的對(duì)象，并用另一個(gè)同類型的對(duì)象進(jìn)行初始化。22.初始化方式使用已有對(duì)象的值來(lái)初始化新對(duì)象，避免重復(fù)分配內(nèi)存和初始化。33.深拷貝深拷貝會(huì)復(fù)制對(duì)象的所有成員，包括動(dòng)態(tài)分配的資源。44.淺拷貝淺拷貝只復(fù)制對(duì)象中的基本數(shù)據(jù)類型成員，不復(fù)制動(dòng)態(tài)分配的資源。靜態(tài)成員靜態(tài)成員變量與對(duì)象無(wú)關(guān)，屬于類本身。使用類名訪問，所有對(duì)象共享同一份數(shù)據(jù)。靜態(tài)成員函數(shù)只能訪問靜態(tài)成員變量，可用于操作類級(jí)別的信息。繼承概念繼承是面向?qū)ο缶幊痰闹匾匦灾?，它允許新類從現(xiàn)有類繼承屬性和方法。子類繼承關(guān)系中，派生類被稱為子類，它繼承了父類的所有屬性和方法。父類原有的類被稱為父類或基類，它提供了一個(gè)通用的模板和基礎(chǔ)。擴(kuò)展子類可以添加新的屬性和方法，擴(kuò)展父類的功能，實(shí)現(xiàn)更具體的業(yè)務(wù)邏輯。多態(tài)概念多態(tài)是指同一操作作用于不同的對(duì)象，會(huì)產(chǎn)生不同的行為，體現(xiàn)了“多種形態(tài)”。實(shí)現(xiàn)方式在C++中，多態(tài)通過虛函數(shù)實(shí)現(xiàn)，虛函數(shù)可以根據(jù)調(diào)用對(duì)象的類型選擇不同的執(zhí)行代碼。虛函數(shù)動(dòng)態(tài)綁定虛函數(shù)允許在運(yùn)行時(shí)確定調(diào)用哪個(gè)函數(shù)，而不是在編譯時(shí)。這使得程序能夠根據(jù)對(duì)象的實(shí)際類型來(lái)執(zhí)行不同的操作。多態(tài)性虛函數(shù)是實(shí)現(xiàn)多態(tài)性的關(guān)鍵。它允許使用相同的接口來(lái)調(diào)用不同的函數(shù)，從而提高代碼的可擴(kuò)展性和靈活性?；愔羔樛ㄟ^基類指針可以調(diào)用派生類中重寫的虛函數(shù)，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)綁定，使程序能夠根據(jù)對(duì)象類型進(jìn)行不同的操作。模板代碼復(fù)用模板提供了一種創(chuàng)建可重復(fù)使用的代碼結(jié)構(gòu)的機(jī)制，避免了重復(fù)編寫類似代碼。數(shù)據(jù)類型通用性模板支持使用不同數(shù)據(jù)類型，例如整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、字符串等，提高了代碼的靈活性。函數(shù)通用性模板可應(yīng)用于函數(shù)，使函數(shù)可以處理不同類型的數(shù)據(jù)