课程准备-从C到C++

课程准备-从C到C++

内容提要

• 数据的输入输出
• 变量的初始化及常变量（常变量与C相似）
• 引用及函数间参数的引用传递
• 命名空间
• 动态内存分配

数据的输入和输出

由于C++是C with calss，C++对C的完全兼容使得我们在同一个文件中对比这两种语言成为可能

#include <stdio.h>
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    // C
    int x;
    scanf("%d", &x);
    printf("%d\n", x);

    //C++
    int y;
    cin >> y;
    cout << y << endl; 
}

变量初始化

C++提供面向对象的初始化方法

int x = 10;
int y(10);

引用及函数间参数的引用传递

1.引用

C++允许给变量取一个别名（引用），引用是需要加上引用说明符&并且给出要引用的对象如下的xa

int x(10);
int &xa = x;
cout << xa << endl; 

但是注意，计算机不会给xa再分配空间，xa和x共用同一个内存空间，访问xa就是访问x

2.函数间引用参数的传递

下面代码中，函数swap交换了形参a、b的值，也就实际上交换了实参x、y的值

void swap(int &a, int &b){
    int t;
    t = a; a = b; b = t;
}

int main()
{
    int x(10);
    int y(20);
    swap(x, y);
    cout << x<<endl<<y;
}

引用传递的特点
引用传递将背调函数的形参定义成主调函数中实参变量函数的引用，被调函数通过该引用间接访问主调函数中的变量
被调函数修改的形参实际上修改的是对应的实参。换句话说，被调函数可以通过该引用修改实参的值，将出具传回主调函数引用传递是一种双向数据传递机制
引用传递时，*实参必须是变量
好处是，1.不需要分配内存；2.通过引用实现双向数据传递

几种特殊形式的函数

1.带默认形参的函数

这个部分跟Python中的缺省值一样，如下面这个例子

double Exchange(double amount, double rate = 6.1104){
    return amount/rate;
}

int main()
{
    cout << Exchange(500)<<endl;
    cout << Exchange(500, 6.1104)<<endl;
    cout << Exchange(500, 7)<<endl;
}

输出

81.8277
81.8277
71.4286

带默认形参函数的语法细则
- 带默认值的形参。其他不带默认值的需要给出实参
- 在函数原型中指定默认值，声明中指定了默认值，就不能再声明。同一作用域中只能指定一次默认值
- 同一函数在不同作用于中可以指定不同的默认值（根据局部优先原则）
- 带默认值的形参必须定义在形参列表的后面

C++中，如果两个函数的形参个数不同，可以重名，就称为重载函数：C++编译器自动调用形参实参匹配的函数
用处是方便记忆

内联函数，函数定义的函数头前加inline，用来减少函数间跳转，以提升效率。而且需要保证内联函数的足够简单（如果有循环可能不能保证以内联函数的形式编译），所以一般内联函数是多次调用的简单函数

命名空间

如下定义了一个命名空间

namespace Tom
{
    int x,y;
    void fun(){...}         
}

访问命名空间中的函数和全局变量

1.直接访问

Tom::x = 10;
Tom::fun1()

2.单独声明各标识符的命名空间

using Tom::x;
x = 10l

3.先统一声明命名空间中的所有标识符

引入Tom命名空间中的所有全局变量和函数

using namespace Tom;
x = 10;
fun();

此外C++还有匿名函数空间，如果定义时没有定义命名空间，则输入该空间

引入头文件外还要引入命名空间

动态分配

• 分配内存：new运算符
• 释放内存：delete运算符

静态

int x;
x = 10;
cout<<x;

C++动态内存分配

单个变量
1.指针变量名 = new数据类型（初始值）
2.delete指针变量名

int *p;
p = new int;

*p = 10;
cout<<*p;
delete p;

或者更简单的表达

int *p = new int(10)

一维数组
指针变量名 = new数据类型[整数表达式];
delet[]指针变量名
中括号指是一个数组，释放空间要一起释放；例如

int *p = new int (5);
*(p+1) = 10;
p[1] = 10;
cout<< *(p+1);
delete []p

下面这个例程生成斐波拉契数列

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    long* p = new long(30);
    p[0] = p[1] = 1;
    for(int i = 2; i<30; i++){
        p[i] = p[i-1]+p[i-2];
    }
    for(int i=0; i<30; i++)
        cout << p[i]<<" ";
    delete []p;
}

至此，已经做好了学习C++的准备

面向对象程序设计方法

程序一般包括四项功能
- 定义保存数据的变量
- 输入原始数据
- 处理数据
- 输出处理结果

怎么从结构化程序设计演化到面向对象程序设计

1. 程序员乙提供函数，甲调用函数
2. 程序员乙提供结构体类型（包含变量）（重用数据代码）
3. 程序员乙提供类和对象（数据成员和函数成员）：包含类实现和类分类两个部分

(2.h 数据代码)
class Rectangle
{
Public:
    int a;
    int b;
    int Area();
    int len();
}

(2.cpp，算法代码)
int Rectangle::Area()
{ return::Area();}

int Rectangle::len()
{ return(2*(a+b));}

结构化程序设计中，函数是重用算法代码的基本语法形式

• 代码提供者
• 代码使用者

程序设计方法：

• 结构化程序设计方法
  
  • 数据跟算法是分离的（数据代码和算法代码，原型声明代码都需要修改）
• 面向对象程序设计方法
  
  • 数据类
  • 变量和函数集中在一起，修改时只要修改与数据类的定义代码即可
  • 一个类通常由一位或少数几位程序员编写，牵扯程序员少

封装
输入输出也封装在类中（cin和cout）
将不需要被外界直接访问的成员封装起来

• 开放
• 隐藏

访问权限

• 公有权限 pubilc
• 私有权限 private
• 保护权限 protected

公有成员是封装后类对外的接口
一个类必须有公有成员，否则这个类无法使用
访问权限要合理设定

private
public

面向对象程序设计引入了分类（抽象）、封装、继承和多态的思想

大功告成

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学习经历：
楼主之前一直想学C++，而且下学期有OOP的课，就准备趁寒假自学下。博主有C语言和比较好的DataStructure的基础，而且又接触过面向对象的Python语言（虽然对其中的面向对象部分使用较少）。所以觉得C++应该可以在比较短的时间内入门。资料主要是参考中国大学MOOC平台上中国农业大学的C++语言程序设计（下）