第一章 C++基本知识

本章主要介绍了C++基本的数据类型与表达式，面向过程的基本设计，函数与预处理命令，数组，指针，结构体，类和对象，继承与派生和多态性与虚函数。主要的总结均来自于谭浩强老师的《C++程序设计》，在每一小节的背后，给出了一些在网上总结的面试题，以加强我们对C++的理解。并且每一小节均给出了典型的C++程序代码，理解这些代码是读懂文章的关键。

1.1 C++的初步认识

C++的特点：类与对象、封装、继承和多态。

一个C++程序通常由以下部分组成：预处理命令，全局声明部分，函数。函数由函数首部和包含局部声明和执行的函数体构成。C++的语句分为声明语句和执行语句，执行语句用于实现用户指定的操作。一个C++程序总是从main函数开始执行的，不论main函数在整个程序中的位置如何。

1.2 数据类型与表达式

1.2.1 C++数据类型

整形（int）：可以分为长整型（long int）和短整型（short int），长整型和整形的复制范围是一样的，但是整形和短整型只占2字节，长整型占4字节。整形数据的存储方式为2进制。Signed和unsigned表示有符号和无符号，若为有符号，则数据以补码形式存放，无符号的存储范围比有符号大一倍。

浮点型（float）：分为单精度，双精度和长双精度。字母e表示其后数字都是以10为底，即e12表示10¹²。浮点型在内存中均已指数形式存储，存储单元分为存放数字的存储单元和存放指数的存储单元。

字符常量：用单撇号括起来的一个字符就是字符型常量，如’a’，但只能包含一个字符，且区分大小写。转义字符中有几个关键的需要掌握，如下表：

表 1.1比较重要的的转义字符

\n	换行	\b	退格	\’	输出单撇号字符
\t	跳到下一个tab位置	\\	输出反斜杠字符”\”	\0	空字符

字符数据是以ASCII码存储的，A的ASCII码是65，a的是97，中间差了32。

字符串常量会在最后自动加一个’\0’作为字符串结束标志，但它并不是字符串的一部分，不会被输出，但是在内存中会多占用一个字节。字符串常量通过字符数组进行存放。

用来标识变量、符号常量、函数、数组和类等实体名字的有效字符序列称为标识符。标识符只能由数字、字母和下划线3种字符组成。

1.2.2 常变量

Eg:

const int a=3;

const int a; a=3; （×）//常变量不能被赋值

在定义变量时，如果加上关键字const，则变量的值在程序运行期间不能改变，这种变量称为常变量。且常变量必须在声明时进行初始化，此后其值不会再改变。

1.2.3 C++运算符

&&与，||或，！非。sizeof求字节运算符（后面要重点讲一下）。%取余运算符。运算符的结合方向为自左向右。且在进行运算时，不同类型的数据需要先转化为同一类型，然后再进行运算，转化规则如下图所示：

图 1.1 运算时的数据转换

++i：使用i之前，先给i加1。（--i同理）

i++：在使用i之后，使i的值加1.（i--同理）

自增自减运算符只能用于变量，结合是自右向左的。如-i++相当于-(i++)。

例1.1.1 下列语句输出结果是什么。

int i=3;

cout<<i++<<i++;

输出为4和3.，因为输出是自右向左处理的。

例 1.1.2 下列语句什么意思：（程序员面试宝典）

x=3;y=3;z=(x&y);

则z为3，&表示二进制按位与运算

1.2.4 C++赋值表达式

一般形式：变量赋值运算符表达式

赋值运算符按照自右向左顺序结合

C++的输入和输出是通过“流”的方式实现的。cout是输出流对象的名字，cin是输入流对象的名字。

cout/cin语句的一般格式为：

cout<<表达式1<<表达式2<<……<<表达式n;

cin>>变量1>>变量2>>……>>变量n;

关于输入输出流，有几个关键的控制符需要知道，见表1.2。调用他们需要包含头文件：

表 1.2 输入输出流的控制符

setprecision(n)	设置浮点数的精度为n位
setw(n)	设置字段宽度为n位
setiosflags(ios::fixed)	设置浮点数以固定的小数位数显示
setiosflags(ios::left)	输出数据左对齐

1.3 程序设计初步

1.3.1 putchar和getchar

putchar()函数的作用是向终端输出一个字符，当然也可以输出ASCII码。

getchar()函数是从终端输入一个字符。

1.3.2 关系运算符和逻辑运算符

优先级高的关系运算符（它们之间优先级相同）：<.<=,>,>=。优先级低的关系运算符（它们之间优先级相同）：==,!=。

三种运算符之间的优先级关系：算术运算符>关系运算符>与和或>赋值运算符。

优先级：非>与>或

关系表达式的值是一个逻辑值，即“真”或“假”。1表示真，0表示假。

逻辑型变量要用标识符bool来定义，故又称布尔变量。

同或：相同为1，不同为0。a⊙b=ab+a'b'(a'为非a,b'为非b)。

异或：不同为1，相同为0。a⊕b=ab'+a'b。

1.3.3 选择结构

if 语句

switch语句

if(表达式1) 语句1

else if (表达式2) {语句2}

……

else 语句n

switch(表达式)

{

case 常量表达式1:语句1;

case 常量表达式2:语句2;

……

default: 语句n+;

}

一、if语句

if语句中，else总是与它上面最近的、且未配对的if配对。

条件运算符，又称三目运算符(?:)，形式如下：

表达式1？表达式2：表达式3;

Eg：max(a>b)? a:b; //若括号内条件为真，则取a，否则取“：”后面的值，即b。

二、switch语句

switch后面括号内的“表达式”允许为任何类型。case表达式的值不能相同，且case和default出现的顺序不影响执行结果。每执行完一个case子语句，流程就转移到下一个case子语句继续执行，会连续输出，若想跳出switch结构，需要在每个case子语句后加“break;”

1.3.4 循环结构

一、几种循环类型

①

while(表达式) {语句}

当满足括号内表达式条件时，执行循环体，上式称为当型循环。

②

语句

while (表达式)

先执行循环体，然后判断表达式。

③

for (循环变量赋初值;循环条件;循环变量增值) {语句}

Eg: for (i=1;i<=100;i++)sum=sum+i;

for语句的第一个表达式可以省略，但需在for语句之前给循环变量赋初值、省略第2个表达式表示死循环。若想省略第三个表达式，需在循环体中做修改。

for(;;)相当于while(1)。for语句功能更强，凡能用while循环的均可用for实现。

二、break和continute

break语句不仅可以跳出switch结构，在循环体内，还可以跳出循环体。continue语句作用为结束本次循环，接着进行下一次循环的判定。即continue语句只结束本次循环，break语句结束整个循环过程。

例 1.3.1找出100~200间的全部素数

判别m是否为素数的算法是这样的：让m被2~除，若m不能被其中的任一个整数整除，就可以确定m是素数。

#include<iostream>
#include<cmath>
#include<iomanip>
using namespace std;
int main()
{
int m,k,i,n=0;
bool prime; //定义bool变量prime，以判定m是否为素数
for (m=101;m<=200;m=m+2)
{
  prime=true;//prime为真，即先默认m为素数
  k=int(sqrt(m));//k表示 的整数部分
  for (i=2;i<=k;i++)//让m被 除，检查是否能整除
  {
    if (m%i==0)//若能整除，表示m不是素数
    {
      prime=false;
      break;
    }
    if (prime)//若m为素数，则打印
    {
      cout<<setw(5)<<m;//字段宽度为5
      n=n+1;//n用来统计素数个数
    }
    if (n%10==0) cout<<endl;//输出10个数换一次行
  }
  cout<<endl;
  return 0;
}

C++及数据结构复习笔记（一）（数据类型与循环、选择结构）