第四课变量的引入
【变量是什么？】
变量是高级程序设计语言最基础的概念之一。C++中有几种基本变量类型，以后将逐步学习。本课介绍变量的基本概念和整数型变量的定义和使用。
（1）变量是名称
先来看一下画边长是120的正三角形和矩形的程序：
| 样例程序4.1 |
图形 |
| int main(){ pen.fd(120); pen.rt(120); pen.fd(120); pen.rt(120); pen.fd(120); pen.rt(120); pen.fd(120); pen.rt(90); pen.fd(120); pen.rt(90); pen.fd(120); pen.rt(90); pen.fd(120); pen.rt(90); return0; } |
|
程序中有2个缺点。首先，程序中的数字120有些是边长、有些是角度，让人眼花缭乱；其次，如果想改变图形的大小尺寸，比如边长变为200，要修改程序中的7个120，比较麻烦。
如果用一个单词len表示边长（length），则程序4.1变成如下：
| 样例程序片段4.2 |
图形 |
| int main(){ len=120; //len赋值为120 pen.fd(len); pen.rt(120); pen.fd(len); pen.rt(120); pen.fd(len); pen.rt(120); pen.fd(len); pen.rt(90); pen.fd(len); pen.rt(90); pen.fd(len); pen.rt(90); pen.fd(len); pen.rt(90); return0; } |
|
显然，程序的可读性大大改善。另外，只要把len=120改为len=200，就可以画边长200的图形，程序变化很方便。
（2）变量是“表格”中的一项
类似于手机的简单通讯录，一个姓名对应保存一个号码。程序也有个“通讯录”---变量表，一个变量名对应储存一个值。比如程序4.2中，可以认为变量表里有一项：
| 变量名 |
类型 |
值 |
| len |
整数 |
120 |
数值120就储存在这张表里(变量表在计算机内存中，看不见L)。
变量的储存原理很重要！它表明，程序4.2中出现pen.fd(len )的地方，不是把len换成数字120，而是在变量表中查找len的值。
（3）变量的赋值和变量的调用
变量表最基本的运作有2个：
l 填表---比如程序4.2的“len=120;”这句，把表中变量名为len项的值填上120。
l 查找---程序4.2中，出现pen.fd( len )的地方，都会在变量表中找到len的相应值。
这2个操作在程序设计中有专门的名称：变量的赋值和变量的调用。
变量的调用过程是程序运行时自动进行的，但变量的赋值要编写程序时，在需要的地方用赋值语句明确设置。C++中赋值语句的格式为：
<变量名> = <表达式> ;
简单讲，就是把右边的表达式的计算结果赋值给左边的变量，即填到表的相应项中。
| 赋值语句样例 |
解释 |
| len=120+100; |
就是把右边计算结果220赋值给len。以后调用变量len时，值为220。 |
（4）变量是可变的
利用赋值语句，可以随时“填表”来修改变量表的内容。下面样例程序片段4.3中len赋值了3次。
| 样例程序片段4.3 |
图形 |
| int main(){ len=50; pen.fd( len ); pen.rt(90); len=len+20; pen.fd( len ); pen.rt(90); len=len+40; pen.fd( len ); pen.rt(90); return0; } |
说明：赋值语句“len=len+20;”中，先计算右边的表达式“len+20”，调用表达式中的变量len是50，计算结果为70；再赋值给左边的len，即填“变量表”，len项被修改为70。 |
【变量名的定义】
变量表是怎样建立的？具体的过程比较复杂，这里就不细说。但在C++语言中，变量表操作最重要的一步就是在表中添加一项。前面的程序片段，由于变量表中没有len项，如果直接运行会出现错误。
怎样在变量表中添加上变量名len，并且注明它的值是整数而不是字符等其他类型？一般地，在程序设计语言中这个添加变量的操作叫“变量的定义”。
完整的C++的变量定义内容很丰富，也很复杂。在这里先介绍最简单的一种，整数类型的变量定义，语法格式为：
int <变量名> ; 注：int是integer的缩写。
即在变量表中添加一个变量名，它的值的类型是整数。
例如在前面的样例程序4.2片段前面添加定义整数型变量len语句：
int len ;
程序的变量表会添加如下的项，程序就可正确执行。
| 变量名 |
类型 |
值 |
| len |
int |
120 |
| 样例程序4.4 |
图形 |
| //====样例程序4.2的完整程序====
int main(){ int len; //定义int型变量 len len=120; //len赋值为120 pen.fd(len); pen.rt(120); pen.fd(len); pen.rt(120); pen.fd(len); pen.rt(120); pen.fd(len); pen.rt(90); pen.fd(len); pen.rt(90); pen.fd(len); pen.rt(90); pen.fd(len); pen.rt(90); return0; } |
|
【扩展知识】
(1)变量名的命名规则
l 变量名只能是字母(a-z A-Z)，数字(0-9)，下划线(_)的组合，并且之间不能包含空格，数字不能放在变量名首位。
l 变量名不能使用编程语言的保留字。比如C++中不能使用int,for, if , true, false, while保留字等等。
(2)算术表达式
C++语言中，算术表达式是由常量、变量、函数、圆括号、运算符等组成。运算符加、减、乘、除分别用字符“+”，“-”，“*”，“/”表示。
比如数学中的表达式：
【练习】
（1）早期计算机屏幕上显示的文字都是由点阵组成的，字体放大时每个点是一个小矩形，有锯齿状，不美观。现在的计算机系统里字体多是“矢量”，字体放很大也平滑。下面通过编写画“V”字的程序，了解一下“矢量”是怎么回事。
| 任务： 画出下面形状的“V”字。a赋值不同的值，将画出不同大小的“V”。 |
提示： 只用一个整数型变量a； 使用pen.size( )命令函数。
a=1时图形： a=10时图形： |
【学习目标】
（1） 认识变量的概念。
（2） 了解变量的“储存”方式以及变量赋值、调用的原理。
（3） 初步掌握整数型变量的定义格式。
（4） 可使用变量编写简单程序。