第1章 C++简单程序设计 1.1 C++语言概述 1.2 基本数据类型和表达式 1.3 运算符与表达式 1.4 程序的基本控制结构

1.1 C++语言概述 1.1.1 从C到C++ 1.1.2 C++面向对象的特性 1.1.3 C++的词法与规则 返回首页

1.1.1 从C到C+ C++语言源于C语言，而C语言是在B语言的基础上发展起来的。1960年出现了一种面向问题的高级语言ALGOL 60，但它离硬件比较远，不宜用来编写系统软件。1963年英国剑桥大学推出了CPL（Combined Programming Language）语言，后来经简化为BCPL语言。1970年美国贝尔（Bell）实验室的K.Thompson以BCPL语言为基础，设计了一种类似于BCPL的语言，取其第一字母B，称为B语言。1972年美国贝尔实验室的Dennis M.Ritchie为克服B语言的诸多不足，在B语言的基础上重新设计了一种语言，取其第二字母C，故称为C语言。 返回本节

1.1.2 C++面向对象的特性 1．C++支持数据封装 C++类中可定义三种不同访问控制权限的成员。一种是私有（Private）成员，另一种是公有（Public）成员，还有一种是保护（Protected）成员。 3．C++中通过发送消息来处理对象 C++中是通过向对象发送消息来处理对象的，每个对象根据所接收到的消息的性质来决定需要采取的行动，以响应这个消息。

4．C++中允许友元破坏封装性 类中的私有成员一般是不允许该类外面的任何函数访问的，但是友元便可打破这条禁令，它可以访问该类的私有成员（包含数据成员和成员函数）。 5．C++允许函数名和运算符重载 C++允许一个相同的函数名或运算符代表多个不同实现的函数，这就称函数或运算符的重载，用户可以根据需要定义函数重载或运算符重载。 6．C++支持继承性 C++中可以允许单继承和多继承。 7．C++支持动态联编 C++中可以定义虚函数，通过定义虚函数来支持动态联编。 返回本节

1.1.3 C++的词法与规则 1．C++的字符集 C++中含有以下字符：数字，小写字母，大写字母，运算符，特殊字符，不可印出字符 。 2．词与词法规则 （1）标识符。 （2）关键字。 （3）运算符和分隔符。（4）字符串。 （5）常量。 （6）注释。 3．书写格式 （1）一般情况下每个语句占用一行。 （2）不同结构层次的语句。 （3）表示结构层次的大括弧。 （4）适当加些空格和空行。

表1-1 C++的标准保留字 返回本节

1.1.4 C++程序结构的组成 C++程序结构的基本组成包括以下几个部分： （3）函数 （4）语句 （5）变量 （6）其他

返回本节 下面用一个简单的程序例子来分析C++程序的构成。 例1-2：C++程序构成示例。 #define PI 3.1415926 //宏定义命令，定义符号常量PI #include <iostream.h> //文件包含命令 void main() //主函数 { double length,area,radius; //定义变量 cout<<"Please input radius:"<<endl; cin>>radius; //输入语句 length=2*PI*radius; area=PI*radius*radius; cout<<"length="<<length<<endl //输出语句 <<"area="<<area<<endl; } 返回本节

1.1.5 C++程序的开发步骤 1．编辑 是指把按照C++语法规则编写的程序代码通过编辑器（Borland C++ 5.05，Visual C++ 6.0，Turbo C++ 3.0）输入计算机，并保存。 2．编译 将编辑好的C++源程序通过编译器转换为目标文件（OBJ文件）。即生成该源文件的目标代码。 3．链接 将用户程序生成的多个目标代码文件（.obj）和系统提供的库文件（.lib）中的某些代码连接在一起，生成一个可执行文件（.exe）。 4．执行 把生成的可执行文件运行，在屏幕上显示运行结果。用户可以根据运行结果来判断程序是否出错。 返回本节

1.2 基本数据类型和表达式 1.2.1 数据类型概述 1.2.2 常量 1.2.3 变量 返回首页

图1-1 C++数据类型

1.2.1 数据类型概述 1．基本数据类型 基本数据类型有4种：整型（int）、浮点型（float）、字符型（char）、逻辑型（bool）。 2．空类型void:用于显示说明一个函数不返回任何值。 3．构造类型,又称为组合类型，它是由基本类型按照某种规则组合而成的。 4．指针类型:变量用于存储另一变量的地址，而不能用来存放基本类型的数据。 5．类类型:是体现面向对象程序设计的最基本特征，也是体现C++与C最大的不同之处。 返回本节

1.2.2 常量 1．整型常量 整型数据表示通常意义上的整数，整型常量可以用十进制、八进制或十六进制表示。 2．浮点数常量 1.2.2 常量 1．整型常量 整型数据表示通常意义上的整数，整型常量可以用十进制、八进制或十六进制表示。 2．浮点数常量 浮点数也称为实型数。只能以十进制形式表示。共有两种表示形式：小数表示法和指数表示法。 3．字符常量与字符串常量 （1）字符常量。 （2）转义字符。 （3）字符串常量。

4．逻辑常量 逻辑常量是逻辑类型中的值，Visual C++用保留字bool表示逻辑类型，该类型只含有两个值，即整数0和1，用0表示逻辑假，用1表示逻辑真。 5．枚举常量 枚举常量是枚举类型中的值，即枚举值。枚举类型是一种用户定义的类型，只有用户在程序中定义它后才能被使用。 6．地址常量 指针类型的值域是0232-1之间的所有整数，每一个整数代表内存空间中一个对应单元（若存在的话）的存储地址，每一个整数地址都不允许用户直接使用来访问内存，以防止用户对内存系统数据的有意或无意的破坏。

表1-2 常用的特殊字符 返回本节

1.2.3 变量 1．变量命名 变量的命名要遵守以下规则： （1）不能是C++保留字。 （2）第一个字符必须是字母或下划线，中间不能有空格。 1.2.3 变量 1．变量命名 变量的命名要遵守以下规则： （1）不能是C++保留字。 （2）第一个字符必须是字母或下划线，中间不能有空格。 （3）变量名除了使用26个英文大小写字母和数字外，只能使用下划线。 （4）一般不要超过31个字符。 （5）变量名不要与C++中的库函数名、类名和对象名相同。

2．变量定义和说明 变量定义是通过变量定义语句实现的，该语句的一般格式为： <类型关键字> <变量名>[=<初值表达式>],…;

3．变量初始化 变量初始化一般采用两种方式。 第一种方式是在定义变量时可以给变量赋一个初值，例如： int a=3; float b=3.4; const int c=5; 第二种方式是先定义变量，然后通过赋值语句使变量初始化，例如： int a; a=3; 返回本节

1.3 运算符与表达式 1.3.1 运算符 1.3.2 表达式 1.3.3 数据类型转换 返回首页

C++语言的运算符按其在表达式中与运算对象的关系（连接运算对象的个数）可分为： l    单目运算符（一元运算符，只需一个操作数） l    双目运算符（二元运算符，需两个操作数） l    三目运算符（三元运算符，需三个操作数）

1.3.1 运算符 1．算术运算符 2．赋值运算符 3．关系运算符 4．逻辑运算符 5．自增、自减运算符 6．条件运算符 7．位运算符 1.3.1 运算符 1．算术运算符 2．赋值运算符 3．关系运算符 4．逻辑运算符 5．自增、自减运算符 6．条件运算符 7．位运算符 8．sizeof运算符（求字节运算符） 9．逗号运算符

1．算术运算符 算术运算符包括双目运算符和单目运算符两种。包括： l +加法运算符，或正值运算符，如1+2，+3）

2．赋值运算符 （1）赋值运算符“=”的一般格式为： 变量=表达式; （2）赋值表达式本身的运算结果是右侧表达式的值，而结果类型是左侧变量的数据类型。 （3）赋值运算符的结合性是从右至左的，因此，C++程序中可以出现连续赋值的情况。 （4）复合运算符：

3．关系运算符 （1）关系运算符用于两个值进行比较，运算结果为true（真）或false（假），分别用值非0（true）或0（false）表示。 （2）关系运算符都是双目运算符，其结合性是从左到右，<、<=、>、>=运算符的优先级相同，= =和!=运算符的优先级相同，前者运算的优先级高于后者。 （3）关系运算符的优先级低于算术运算符。

4．逻辑运算符 C++中的逻辑运算符为：&&（逻辑与）， ||（逻辑或），!（逻辑非）。逻辑表达式的结果为真则为1，结果为假则为0。 逻辑非（!）是单目运算符，逻辑与（&&）和逻辑或（||）是双目运算符。 逻辑非的优先级最高，逻辑与次之，逻辑或最低。 逻辑运算真值表如表1-3所示。

表1-3 逻辑运算真值表（真为非0，假为0）

5．自增、自减运算符 （1）自增（++）、自减（--）运算符为变量的增1和减1提供了紧凑格式。 （2）自增、自减运算符都是单目运算符，其作用是使变量的值增1或减1。 （3）自增、自减运算符有四种应用格式： （4）C++编译器在处理时尽可能多的自左向右将运算符结合在一起。 （5）在调用函数时，实参的求值顺序一般为自右向左。而不是PASCAL语言那样自左向右。

6．条件运算符 （1）条件运算符“?:”是C++中惟一的三目运算符，其形式为： 表达式1 ? 表达式2 : 表达式3 （2）条件运算符的结合性是自右向左。 （3）条件运算符的优先级别高于赋值运算符，低于关系运算符和算术运算符。

7．位运算符 （1）位（bit）是计算机中表示信息的最小单位，一般用0和1表示。 （2）位运算符是对其操作数按其二进制形式逐位进行运算，参加位运算的操作数必须为整数。

8．sizeof运算符（求字节运算符） （1）sizeof运算符是单目运算符，用于计算运算对象在内存中所占字节的多少，它有两种形式： （2）sizeof可以接受的类型标识符很多，如sizeof(int)表示求整型数据在内存中所占字节数。

9．逗号运算符 （1）逗号运算符用于将多个表达式连在一起，并将各表达式从左到右的顺序依次求值，但只有其最右端的表达式的结果，作为整个逗号表达式的结果。 （2）逗号表达式的一般格式为： 表达式1,表达式2,……,表达式n 返回本节

1.3.2 表达式 1．算术表达式 2．逻辑表达式 3．关系表达式 4．赋值表达式 5．条件表达式 6．逗号表达式 返回本节

1.3.3 数据类型转换 1．隐式类型转换 隐式类型转换是由编译器自动完成的类型转换 2．显式类型转换 1.3.3 数据类型转换 1．隐式类型转换 隐式类型转换是由编译器自动完成的类型转换 2．显式类型转换 显式类型转换是由程序员显式指出的类型转换，转换形式有两种： 类型名（表达式） （类型名）表达式

图1-2 数据类型转换的顺序 返回本节

1.4 程序的基本控制结构 1.4.1 顺序结构 1.4.2 选择结构 1.4.3 循环结构 1.4.4 转移语句 返回首页

1.4.1 顺序结构 1．表达式语句 2．输入/输出（I/O） 3．复合语句

1．表达式语句 表达式是指用运算符连接各个运算对象，合乎语法规则的式子。在C++程序中，几乎所有的操作运算都通过表达式来实现，而表达式语句也就成了C++程序中最简单也是最基本的一类语句。 （1）空语句。 （2）赋值语句。 （3）函数调用语句

2．输入/输出（I/O） （1）输入。 当程序需要执行键盘输入时，可以使用抽取操作符“>>”从输入流cin中抽取键盘输入的字符和数字，并把它赋给指定的变量。 （2）输出。 当程序需要在屏幕上显示输出时，可以使用插入操作符“<<”向输出流cout中插入字符和数字，并把它在屏幕上显示输出。

3．复合语句 C++语言允许把一组语句用一对花括号括起来，构成一个复合语句。例如： { int a; a=1+2; } 复合语句是若干条语句的一个集合，它在语法上是一个整体，相当于一个语句。复合语句与简单语句一样地使用。 返回本节

1.4.2 选择结构 1．if…else语句 （1）if语句。 （2）空语句。 （3）if…else语句。 2．switch语句 1.4.2 选择结构 1．if…else语句 （1）if语句。 （2）空语句。 （3）if…else语句。 2．switch语句 switch语句是多分支的选择语句。

1．if…else语句 例1-4：判断用户的输入，如果输入的数值大于0，则在屏幕上显示“正数”；否则在屏幕上显示“不是正数”。 #include<iostream.h> void main() { int a; cin>>a; if(a>0) cout<<"正数"<<endl; else cout<<"不是正数"<<endl; }

例1-5：判断用户的输入，根据输入数值是大于0、等于0、小于0，分别在屏幕上显示“正数”、“零”、“负数”。 #include<iostream.h> void main() { int a; cin>>a; if(a>0) cout<<"正数"<<endl; else if(a<0) cout<<"负数"<<endl; cout<<"零"<<endl; }

2．switch语句 switch语句的语法格式为： switch （整数表达式） { case 常量表达式1：<语句序列1>； …… case 常量表达式n：<语句序列n>； default：<语句序列n+1>； }

例如，根据考试成绩的等级输出百分制分数段： char grade; //… switch (grade) { case'A': cout << "85~100\n";break; case'B': cout << "70~84\n";break; case'C': cout << "60~69\n";break; case'D': cout << "<60\n";break; default: cout << "error\n";break; }

有几点说明： （1）default语句是可缺省的。 （2）switch后面括号中的表达式只能是整型、字符型或枚举型表达式。 （3）在各个分支中的break语句起着退出switch语句的作用。 （4）case语句起标号的作用。标号不能重名，所以每一个case常量表达式的值必须互不相同，否则就会出现编译错误。 （5）当多个分支需要执行同一操作时，可以使多个case语句共用一组语句序列。 （6）各个case（包括default）语句的出现次序可以任意。 （7）每个case语句中可以有多条语句组成相应的语句序列，但不必用{ }。

例1-6：读入一行字母，求其中元音字母出现的次数。 #include <iostream.h> #include <conio.h> void main( ) { char c; int count=0; while ((c=getche())!='\n')

返回本节 switch (c) { case 'a': case 'A': case 'e': case 'E': case 'i': case 'o': case 'O': case 'u': case 'U': count++;break; } cout<<count<<endl; 返回本节

1.4.3 循环结构 C++提供了三种循环控制语句：while语句，do…while语句，for语句。三种语句都由相似的三部分组成：进入循环的条件，循环体，退出循环的条件；完成的功能也类似。所不同的只是三者进入与退出循环的方式不同。 while语句：当条件满足时进入，重复执行循环体，直到条件不满足时退出。

1．while语句 1．while语句 while语句的语法格式为： while （条件表达式） 循环体； 它的含义为：首先对条件表达式进行判断，若判断结果为假（false，0），则跳过循环体，执行while结构后面的语句。若判断结果为真（true，非0），则进入循环体，执行其中的语句序列。 while循环由4个部分组成：循环变量初始化，判断条件，循环体，改变循环变量的值。

例如，计算sum=1+2+3+…+10的while循环结构如下： while (i<=10) //判断条件 { //循环体 sum=sum+i; i++; //改变循环变量的值 }

例1-7：输入一行字符，求其中字母、数字和其他符号的个数。 解： #include <iostream.h> #include <conio.h> void main( ) { char c; int letters=0,digit=0,others=0; cout<<"Please input a line charaters\n"; while ((c=getche( ))!='\n')

{ if (c>='a' && c<='z' || c>='A' && c<='Z') letters++; else if (c>='0' && c<='9') digit++; others++; }

2．do…while语句 2．do…while语句 do…while语句的语法格式为： do 循环体; while （条件表达式）;

例1-8：求满足下式的最小n值，limit由键盘输入。 程序如下： #include <iostream.h> void main() { int i=0,sum=0; float limit; cout <<"Please input limit:\n"; cin>>limit; do { i++; sum+=1/i; } while sum<=limit; cout<<i; }

3．for语句 3．for语句 for语句的语法格式为： for（表达式1；表达式2；表达式3） 循环体； （1）先求解表达式1； （2）求解表达式2，若为0（假），则结束循环，转到（5）； （3）若表达式2为非0（真），则执行循环体，然后求解表达式3； （4）转回（2）； （5）执行for语句下面的一个语句。

例如，求和运算： for (i=1; ; i++) //分号不能省略 { sum+=i; if (i>10) break; } 等价于： for (i=1; 5 ; i++)

返回本节 例1-9：输出菲波那切数列的前20项。即前两项为1，以后每一项为前两项之和。 #include <iostream.h> void main() { int i1=1,i2=1,i3,i; cout<<i1<<' '<<i2<<' '; for (i=3;i<=20;i++) i3=i1+i2; cout<<i3<<' '; i1=i2; i2=i3; } 返回本节

1.4.4 转移语句 1．break语句 break语句的作用是：结束当前正在执行的循环（for、while和do…while）或多路分支（switch）程序结构，转而执行这些结构后面的语句。 2．continue语句 continue语句的作用是：结束当前正在执行的这一次循环（for、while和do…while），接着执行下一次循环。即跳过循环体中尚未执行的语句，接着进行下一次是否执行循环的判定。 3．goto语句 goto语句的语法格式为： goto 标号;

例如，下面的代码在执行了break之后，继续执行“a+=1;”处的语句，而不是跳出所有的循环。 for ( ; ; ) { … if (i==1) break; } a+=1; //break跳至此处 //…

for ( ; ; ) { … if (i==1) break; } a+=1; //break跳至此处 //…

例1-10：编程求50~100内的素数 #include <iostream.h> #include <math.h> #define MIN 51 #define MAX 100 void main ( ) { int i,j,k; for (i=MIN;i<=MAX;i+=2) //素数必是奇数

{ k=int (sqrt(double(i))); for (j=2;j<=k;j++) if (i%j==0) break; if (j>=k+1) cout<<' '<<i; } cout<<endl; 输出结果为： 53 59 61 67 71 73 79 83 89 97

例1-11：编程从键盘上输入的10个数中所有正数之和。 #include <iostream.h> void main( ) { int num; sum=0; cout<<"please input number:"; for (int i=1;i<=10;i++) cin>>num; if (num<0) continue; sum+=num; } cout <<"sum="<<sum<<endl;

例如：求1加到10的总和。 i=1; sum=0; loop: sum+=i++; if (i<=10) goto loop; cout <<"the sum is"<< sum << endl; 返回本节