C++语言入门-.pdf
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1、注明:以下及其后续内容部分摘自Standard C+Bible ,所有程序代码都在Visual Stdio 6.0 中编译运行,操作系统为WinXP。本文不涉及VC6.0 开发工具的使用,只讲解 C+语法知识。C+和 C 的共同部分就不讲解了(如 常量和变量,循环语句和循环控制,数组和指针等,这里面的一些区别会在本节和下节介绍一下),具体可看精华区-新手上路-C 语言入门,本文着重介绍C+的特点,如类、继承和多重继承、运算符重载、类模板、C+标准库、模板库、等等。一、C+概述 (一)发展历史 1980 年,Bjarne Stroustrup 博士开始着手创建一种模拟语言,能够具有面向对象的程序
2、设计特色。在当时,面向对象编程还是一个比较新的理念,Stroustrup 博士并不是从头开始设计新语言,而是在C 语言的基础上进行创建。这就是C+语言。1985 年,C+开始在外面慢慢流行。经过多年的发展,C+已经有了多个版本。为次,ANSI 和 ISO 的联合委员会于1989 年着手为 C+制定标准。1994 年 2 月,该委员会出版了第一份非正式草案,1998 年正式推出了C+的国际标准。(二)C 和 C+C+是 C 的超集,也可以说C 是 C+的子集,因为C 先出现。按常理说,C+编译器能够编译任何C 程序,但是C 和 C+还是有一些小差别。例如 C+增加了 C 不具有的关键字。这些关键
3、字能作为函数和变量的标识符在C 程序中使用,尽管 C+包含了所有的C,但显然没有任何C+编译器能编译这样的C 程序。C 程序员可以省略函数原型,而 C+不可以,一个不带参数的C 函数原型必须把void写出来。而C+可以使用空参数列表。C+中 new 和 delete是对内存分配的运算符,取代了C 中的 malloc 和 free。标准 C+中的字符串类取代了C 标准 C 函数库 头文件中的字符数组处理函数。C+中用来做控制态输入输出的iostream 类库替代了标准C 中的 stdio 函数库。C+中的 try/catch/throw 异常处理机制取代了标准C 中的 setjmp()和 lon
4、gjmp()函数。二、关键字和变量 C+相对与 C 增加了一些关键字,如下:typename bool dynamic_cast mutable namespace static_cast using catch explicit new virtual operator false private template volatile const protected this wchar_t const_cast public throw friend true reinterpret_cast try bitor xor_e and_eq compl or_eq not_eq bitand
5、在 C+中还增加了bool 型变量和 wchar_t 型变量:布尔型变量是有两种逻辑状态的变量,它包含两个值:真和假。如果在表达式中使用了布尔型变量,那么将根据变量值的真假而赋予整型值1 或 0。要把一个整型变量转换成布尔型变量,如果整型值为0,则其布尔型值为假;反之如果整型值为非0,则其布尔型值为真。布儿型变量在运行时通常用做标志,比如进行逻辑测试以改变程序流程。#include iostream.h int main()bool flag;flag=true;if(flag)couttrueendl;return 0;C+中还包括 wchar_t 数据类型,wchar_t 也是字符类型,但
6、是是那些宽度超过8 位的数据类型。许多外文字符集所含的数目超过256 个,char 字符类型无法完全囊括。wchar_t数据类型一般为16 位。标准 C+的 iostream 类库中包括了可以支持宽字符的类和对象。用wout 替代 cout 即可。#include iostream.h int main()wchar_t wc;wc=b;woutwc;wc=y;woutwc;wc=e;woutwcendl;return 0;说明一下:某些编译器无法编译该程序(不支持该数据类型)。三、强制类型转换有时候,根据表达式的需要,某个数据需要被当成另外的数据类型来处理,这时,就需要强制编译器把变量或常数
7、由声明时的类型转换成需要的类型。为此,就要使用强制类型转换说明,格式如下:int*iptr=(int*)&table;表达式的前缀(int*)就是传统C 风格的强制类型转换说明(typecast),又可称为强制转换说明(cast)。强制转换说明告诉编译器把表达式转换成指定的类型。有些情况下强制转换是禁用的,例如不能把一个结构类型转换成其他任何类型。数字类型和数字类型、指针和指针之间可以相互转换。当然,数字类型和指针类型也可以相互转换,但通常认为这样做是不安全而且也是没必要的。强制类型转换可以避免编译器的警告。long int el=123;short i=(int)el;float m=34.
8、56;int i=(int)m;上面两个都是C 风格的强制类型转换,C+还增加了一种转换方式,比较一下上面和下面这个书写方式的不同:long int el=123;short i=int(el);float m=34.56;int i=int(m);使用强制类型转换的最大好处就是:禁止编译器对你故意去做的事发出警告。但是,利用强制类型转换说明使得编译器的类型检查机制失效,这不是明智的选择。通常,是不提倡进行强制类型转换的。除非不可避免,如要调用malloc()函数时要用的void 型指针转换成指定类型指针。四、标准输入输出流在 C 语言中,输入输出是使用语句scanf()和 printf()来
9、实现的,而C+中是使用类来实现的。#include iostream.h main()/C+中 main()函数默认为int 型,而 C 语言中默认为void 型。int a;couta;/*输入一个数值*/coutaendl;/输出并回车换行 return 0;cin,cout,endl 对象,他们本身并不是C+语言的组成部分。虽然他们已经是ANSI 标准 C+中被定义,但是他们不是语言的内在组成部分。在 C+中不提供内在的输入输出运算符,这与其他语言是不同的。输入和输出是通过C+类来实现的,cin 和 cout 是这些类的实例,他们是在C+语言的外部实现。在 C+语言中,有了一种新的注释方
10、法,就是,/?,在该行/后的所有说明都被编译器认为是注释,这种注释不能换行。C+中仍然保留了传统C 语言的注释风格/*/。C+也可采用格式化输出的方法:#include iostream.h int main()int a;couta;coutdeca /输出十进制数 octa /输出八进制数 hexaendl;/输出十六进制数 return 0;从上面也可以看出,dec,oct,hex也不可作为变量的标识符在程序中出现。五、函数参数问题 (一)无名的函数形参声明函数时可以包含一个或多个用不到的形式参数。这种情况多出现在用一个通用的函数指针调用多个函数的场合,其中有些函数不需要函数指针声明中的
11、所有参数。看下面的例子:int fun(int x,int y)return x*2;尽管这样的用法是正确的,但大多数C 和 C+的编译器都会给出一个警告,说参数y在程序中没有被用到。为了避免这样的警告,C+允许声明一个无名形参,以告诉编译器存在该参数,且调用者需要为其传递一个实际参数,但是函数不会用到这个参数。下面给出使用了无名参数的C+函数代码:int fun(int x,int)/注意不同点 return x*2;(二)函数的默认参数 C+函数的原型中可以声明一个或多个带有默认值的参数。如果调用函数时,省略了相应的实际参数,那么编译器就会把默认值作为实际参数。可以这样来声明具有默认参数的
12、 C+函数原型:#include iostream.h void show(int=1,float=2.3,long=6);int main()show();show(2);show(4,5.6);show(8,12.34,50L);return 0;void show(int first,float second,long third)coutfirst=first second=second third=thirdendl;上面例子中,第一次调用show()函数时,让编译器自动提供函数原型中指定的所有默认参数,第二次调用提供了第一个参数,而让编译器提供剩下的两个,第三次调用则提供了前面两个
13、参数,编译器只需提供最后一个,最后一个调用则给出了所有三个参数,没有用到默认参数六、函数重载在 C+中,允许有相同的函数名,不过它们的参数类型不能完全相同,这样这些函数就可以相互区别开来。而这在C 语言中是不允许的。1.参数个数不同#include iostream.h void a(int,int);void a(int);int main()a(5);a(6,7);return 0;void a(int i)coutiendl;/输出 5 void a(int i,int j)coutijendl;/输出 67 2.参数格式不同#include iostream.h void a(int,
14、int);void a(int,float);int main()a(5,6);a(6,7.0);return 0;void a(int i,int j)coutijendl;/输出 56 void a(int i,float j)coutija;for(int i=1;i=10;i+)/C语言中,不允许在这里定义变量 static int a=0;/C 语言中,同一函数块,不允许有同名变量 a+=i;cout:a aendl;return 0;八、new 和 delete运算符在 C+语言中,仍然支持 malloc()和 free()来分配和释放内存,同时增加了 new 和 delete来管
15、理内存。1.为固定大小的数组分配内存#include iostream.h int main()int*birthday=new int3;birthday0=6;birthday1=24;birthday2=1940;coutI was born on birthday0/birthday1/birthday2size;int*array=new intsize;for(int i=0;isize;i+)arrayi=rand();for(i=0;isize;i+)coutnarrayi;delete array;return 0;九、引用型变量在 C+中,引用是一个经常使用的概念。引用型变
16、量是其他变量的一个别名,我们可以认为他们只是名字不相同,其他都是相同的。1.引用是一个别名 C+中的引用是其他变量的别名。声明一个引用型变量,需要给他一个初始化值,在变量的生存周期内,该值不会改变。&运算符定义了一个引用型变量:int a;int&b=a;先声明一个名为a的变量,它还有一个别名b。我们可以认为是一个人,有一个真名,一个外号,以后不管是喊他a 还是 b,都是叫他这个人。同样,作为变量,以后对这两个标识符操作都会产生相同的效果。#include iostream.h int main()int a=123;int&b=a;couta,bendl;/输出 123,123 a+;cou
17、ta,bendl;/输出 124,124 b+;couta,b等运算符#include iostream.h void func1(s p);void func2(s&p);struct s int n;char text10;int main()static s str=123,China;func1(str);func2(str);return 0;void func1(s p)coutp.nendl;coutp.textendl;void func2(s&p)coutp.nendl;coutp.textendl;从表面上看,这两个函数没有明显区别,不过他们所花的时间却有很大差异,func
18、2()函数所用的时间开销会比func2()函数少很多。它们还有一个差别,如果程序递归func1(),随着递归的深入,会因为栈的耗尽而崩溃,但func2()没有这样的担忧。4.以引用方式调用当函数把引用作为参数传递给另一个函数时,被调用函数将直接对参数在调用者中的拷贝进行操作,而不是产生一个局部的拷贝(传递变量本身是这样的)。这就称为以引用方式调用。把参数的值传递到被调用函数内部的拷贝中则称为以传值方式调用。#include iostream.h void display(const Date&,const char*);void swapper(Date&,Date&);struct Date
19、 int month,day,year;int main()static Date now=2,23,90;static Date then=9,10,60;display(now,Now:);display(then,Then:);swapper(now,then);display(now,Now:);display(then,Then:);return 0;void swapper(Date&dt1,Date&dt2)Date save;save=dt1;dt1=dt2;dt2=save;void display(const Date&dt,const char*s)couts;coutd
20、t.month/dt.day/dt.yearendl;5.以引用作为返回值#include iostream.h struct Date int month,day,year;Date birthdays=12,12,60;10,25,85;5,20,73;const Date&getdate(int n)return birthdaysn-1;int main()int dt=1;while(dt!=0)coutEnter date#(1-3,0 to quit)dt;if(dt0&dt4)const Date&bd=getdate(dt);coutbd.month/bd.day/bd.ye
21、arendl;return 0;程序都很简单,就不讲解了。类是编程人员表达自定义数据类型的C+机制。它和C 语言中的结构类似,C+类支持数据抽象和面向对象的程序设计,从某种意义上说,也就是数据类型的设计和实现。一、类的设计 1.类的声明 class 类名 private:/私有 .public:/公有 .;2.类的成员一般在 C+类中,所有定义的变量和函数都是类的成员。如果是变量,我们就叫它数据成员如果是函数,我们就叫它成员函数。3.类成员的可见性 private 和 public 访问控制符决定了成员的可见性。由一个访问控制符设定的可访问状态将一直持续到下一个访问控制符出现,或者类声明的结束
22、。私有成员仅能被同一个类中的成员函数访问,公有成员既可以被同一类中的成员函数访问,也可以被其他已经实例化的类中函数访问。当然,这也有例外的情况,这是以后要讨论的友元函数。类中默认的数据类型是private,结构中的默认类型是public。一般情况下,变量都作为私有成员出现,函数都作为公有成员出现。类中还有一种访问控制符protected,叫保护成员,以后再说明。4.初始化在声明一个类的对象时,可以用圆括号()包含一个初始化表。看下面一个例子:#include iostream.h class Box private:int height,width,depth;/3 个私有数据成员 publi
23、c:Box(int,int,int);Box();int volume();/成员函数 ;Box:Box(int ht,int wd,int dp)height=ht;width=wd;depth=dp;Box:Box()/nothing int Box:volume()return height*width*depth;int main()Box thisbox(3,4,5);/声明一个类对象并初始化 coutthisbox.volume()endl;return 0;当一个类中没有private 成员和 protected 成员时,也没有虚函数,并且不是从其他类中派生出来的,可以用 来初始
24、化。(以后再讲解)5.内联函数内联函数和普通函数的区别是:内联函数是在编译过程中展开的。通常内联函数必须简短。定义类的内联函数有两种方法:一种和 C 语言一样,在定义函数时使用关键字inline。如:inline int Box:volume()return height*width*depth;还有一种方法就是直接在类声明的内部定义函数体,而不是仅仅给出一个函数原型。我们把上面的函数简化一下:#include iostream.h class Box private:int height,width,depth;public:Box(int ht,int wd,int dp)height=h
25、t;width=wd;depth=dp;Box();int volume()return height*width*depth;int main()Box thisbox(3,4,5);/声明一个类对象并初始化 coutthisbox.volume()endl;return 0;这样,两个函数都默认为内联函数了。二、构造函数什么是构造函数?通俗的讲,在类中,函数名和类名相同的函数称为构造函数。上面的 Box()函数就是构造函数。C+允许同名函数,也就允许在一个类中有多个构造函数。如果一个都没有,编译器将为该类产生一个默认的构造函数,这个构造函数可能会完成一些工作,也可能什么都不做。绝对不能指定
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