面向对象程序设计教案.docx

面向对象程序设计教案 第2章 C+ 编程基础 程序设计工作主要包括数据结构（即数据类型）和算法（操作步骤）的设计。程序中最基本的元素是数据类型，确定了数据类型，才能确定变量空间的大小和其上的操作；算法是由一系列控制结构组成。 每种语言都是用一组字符来构造有意义的语句，C+语言的字符集由下述字符构成: ? 英文字母：A Z ，a z ? 数字字符：09 ? 特殊字符： 空格 ！ # % & * _（下划线） + = : - / “ ; . () 2.1 数据类型与表达式 一个程序要运行，就要先描述算法。描述一个算法应先说明算法要用的数据，数据以变量或常量的形式来描述，每个变量或常量都有数据类型。C+中的数据类型分为基本类型和非基本类型，见图2-1。基本类型是C+编译系统内置的，非基本类型也称是用户定义数据类型，即用户自己定义的数据类型， 字符型 整型 整数integer 短整形 长整形 基本类型 逻辑型 bool 单精度型float 实数 floating 双精度型 double 数据类型 长双精度型 long double 枚举型enum 数组型 非空数据类型 指针型 非空数据类型 * 非基本类型 空类型 void 结构体类型 struct 共用体类型 union 类 class 图2-1 C+数据类型 数据类型的定义确定了其内存所占空间大小，也确定了其表示范围。表1-1列出了基本数据类型的取值范围。需要说明的是，在不同的系统中，每个变量类型所占的字节数目可能有所不同，这里列出的是在VC+编译环境中的情况。 表2-1 常用基本数据类型描述 2.1.1 常量 所谓常量是指在程序运行的整个过程中其值始终不可改变的量，常量有以下几种：1整型常量 整型常量即以数码形式出现的整数，包括正整数、负整数和零。整型常量的表示形式有十进制、八进制和十六进制。 十进制整型常量的一般形式为：±若干个09的数字 八进制整型常量的一般形式为：±0若干个07的数字 十六进制整型常量一般形式为：±0x若干个09的数字及AF的字母 整型常量可以用后缀字母L（或l）表示长整型，后缀字母U（或u）表示无符号型，也可同时用后缀L和U（大小写无关）。 2实型常量 实型常量又称浮点小数，在C+语言中，实型常量只使用十进制表示，有两种表示形式： 一般形式例如：16.5，-13.5等。 指数形式例如：0.565E2表示0.565×102，-34.4E-3表示-34.4×10-3， 实型常量默认为double型，如果后缀F（或f）则为float型。 3字符常量 字符常量是单引号括起来的一个字符，如a，G，?，$等。 另外，还有一些字符是不可显示字符，也无法通过键盘输入，例如响铃、换行、制表符、回车等等。这样的字符常量该如何写到程序中呢？C+提供一种称为转义序列的表示方法来表示这些字符，表2-2列出了C+预定义的转义序列。 表2-2 C+预定义的转义序列 字符串常量简称字符串，是用一对双引号括起来的字符序列，例如”China”就是一个字符串常量。 5布尔常量 布尔型常量只有两个：false(假)和true(真)。 2.1.2 变量 在程序的执行过程中其值可以变化的量称为变量，变量需要用标识符来命名。变量在使用之前需要首先声明其类型和名称。变量声明的形式如下： 变量名1，变量名2，变量名n； 在声明一个变量的同时，也可以给它赋以初值。 2.1.3 引用 引用是个别名，当建立引用时，程序用另一个变量或对象（目标）的名字初始化它。自此，引用作为目标的别名而使用，对引用的改动实际是对目标的改动。 引用的声明形式为： &引用名=目标名 或& 引用名=目标名 其中： 引用名是为引用型变量所起的名字，它必须遵循变量的命名规则。 前面的数据类型就是它所引用目标的数据类型。 在此要特别说明的是：引用在声明时必须进行初始化，即指出该引用是哪一个对象的别名，这里的目标名可以是变量名，也可以是以后将要介绍的对象名。而且引用一旦声明，就以对应目标的内存单元地址作为自己的地址，并且不再改变，从一而终。 例如，引用一个整型变量： int someInt； int& rInt=someInt; 声明rInt是对整数的引用，初始化为引用someInt。在这里，要求someInt已经声明或定义。 引用不是值，不占存储空间，声明引用时，目标的存储状态是不会改变的。 例2-1如何建立和使用引用例题。 #include void main() int someInt; int& rInt=someInt; someInt=6; cout* （l）隐含转换 在混合运算时，对于二元运算符要求两个操作数的类型一致，若参加运算操作数类型不一致时，系统自动对数据进行转换（即隐含转换），具体的规则如下：?算术运算和关系运算转换的基本原则是将低类型数据转换为高类型数据。各种类型的高低顺序如下： char short int unsigned long unsigned-long float double 低高 ?逻辑运算符要求参与运算的操作数必须是bool型，如果操作数是其它类型，则系统自动将其转换为bool型。转换方法是：非0数据转换为true，0转换为 false。 ?位运算的操作数必须是整数，当二元位运算的操作数是不同类型的整数时，编译系统会自动进行类型转换。 ?赋值运算要求左值（赋值运算符左边的值）与右值（赋值运算符右边的值）的类型相同。 （2）强制类型转换 强制类型转换又称为显式转换，是通过类型标识符和括号来实现的，其语法形式有两种： (表达式) 或 （类型标识符） 2.2 程序的控制结构 2.2.1 选择结构 用if语句可以实现简单选择结构。其语法形式为： if（表达式）语句1 else 语句2 执行顺序是：首先计算表达式的值，若表达式值为true，则执行语句1；否则执行语句2。 if语句中的语句2可以为空，当语句2为空时，else可以省略，成为如下形式：if（表达式）语句1 其中语句1和语句2不仅可以是一条语句，而且可以是大括号括起来的多条语句，即复合语句。 2.2.2 switch语句 如果在算法中，虽然需要进行多次判断选择，但都是判断同一个表达式的值，这样就没有必要在每一个嵌套的if语句中都计算一次表达式的值，为此C+中有switch语句专门来解决这类问题。switch语句的语法形式如下： switch（表达式） case 常量表达式1：语句1 case 常量表达式2：语句2 case 常量表达式n：语句n default：语句 n+1 使用switch语句应注意下列问题: switch后面括弧内的括弧“表达式”的值只能是整型、字符型、枚举型。 各常量表达式的值不能相同，且次序不影响执行结果。 每个case分支可以有多条语句，但不必用。 每个case语句只是一个入口标号，通常我们只需执行一个case后的语句，因此，每个case分支的最后应该加break语句，用来结束整个switch结构,否则从入口点开始一直执行到switch结构的结束点。 当若干分支需要执行相同操作时，可以使多个case分支共用一组语句。 2.2.3 循环结构 在C+中有三种循环控制语句： 1while语句 while语句的语法形式： while（表达式）语句 执行顺序是：判断一个条件表达式（循环控制栏件），以便决定是否应当进入和执行循环体,当条件满足时进入循环，不满足该条件时则不再执行循环。 2do-while语句 语法形式： do 语句 while（表达式）; 执行顺序是：当流程执行到do 后，立即执行循环体语句，然后在判断循环条件表达式的值。表达式为true时，继续执行循环体，表达式为false则结束循环，该语句结构使循环至少执行一次。 3for语句 for语句的使用最为灵活，既可以用于循环次数确定的情况，也可以用于循环次数未知的情况。for语句的语法形式如下： for（表达式1；表达式2；表达式3） 语句 for语句的执行流程为： 首先计算表达式1的值； 再计算表达式2，如果表达式2的值为false，则退出循环。 如果表达式2的值为true，则执行一次循环体，然后计算表达式3的值； 转回，表达式2的值决定是否继续执行循环体。 一个循环体内可以包含另一个完整的循环结构，构成多重循环。while、do-while、和for三种循环语句可以互相嵌套。 2.2.4 其它控制语句 1break 语句 break 语句只用于switch语句或循环体中时，作用是使程序从switch语句内跳出或结束循环，继续执行逻辑上的下一条语句。 2continue语句 continue语句仅用于循环体中，其作用是结束本次循环，接着开始判断循环条件，决定是否继续执行下一次循环。 3goto语句 goto语句的语法格式为： goto 其中“语句标号”是用来表示语句的标识符，放在语句的最前面，并用冒号“：”与语句分开。 2.3 函数 C+语言中的函数分为三种，一是主函数（即main()函数）；二是系统提供的标准函数，又称库函数。标准函数由系统定义，在程序中可以直接调用；三是用户自定义函数。这里只介绍自定义函数的定义和使用。 2.3.1 函数定义 一个完整的函数定义由两部分组成，即函数头与函数体。函数定义的一般语法形式为：