第二章 C++简单程序设计

C++的特点和程序实例

C++字符集和词法记号

C++的特点
- 兼容 C，支持面向过程的程序设计；
- 支持面向对象的方法；
- 支持泛型程序设计方法。
命名空间
- 避免命名冲突；
- std 是 C++标准库的命名空间（namespace）名；
- using namespace std 表示打开 std 命名空间。
```
#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
	cout << "Hello!" << endl;
	cout << "Welcome to C++!" << endl;
	return 0;
}
```
字符集
- 大小写的英文字母：A～Z，a～z；
- 数字字符：0～9；
- 特殊字符：! # % ^ & * _ + = - ~ < > / \ ‘ “ ; . , : ? ( ) [ ] { } |。
词法记号
- 关键字
  - C++预定义的单词。
- 标识符
  - 程序员声明的单词，它命名程序正文中的一些实体。
- 文字
  - 在程序中直接使用符号表示的数据。
- 分隔符 () {} , : ;
  - 用于分隔各个词法记号或程序正文。
- 运算符（操作符）
  - 用于实现各种运算的符号。
- 空白符
  - 空格、制表符（TAB 键产生的字符）、垂直制表符、换行符、回车符和注释的总称。
标识符的构成规则
- 以大写字母、小写字母或下划线(_)开始；
- 可以由以大写字母、小写字母、下划线(_)或数字 0～9 组成；
- 大写字母和小写字母代表不同的标识符；
- 不能是 C++关键字或操作符。

基本数据类型、常量、变量

C++能够处理的基本数据类型
- 整数类型；
- 浮点数类型；
- 字符类型；
- 布尔类型。
程序中的数据
- 常量
  - 在源程序中直接写明的数据；
  - 其值在整个程序运行期间不可改变。
- 变量
  - 在程序运行过程中允许改变的数据。
整数类型
- 基本的整数类型：int。
- 按符号分
  - 符号的（signed）；
  - 无符号的（unsigned）。
- 按照数据范围分
  - 短整数（short）；
  - 长整数（long）；
  - 长长整数（long long）。
- ISO C++标准并没有明确规定每种数据类型的字节数和取值范围，它只是规定它们之间的字节数大小顺序满足： $(signed/unsigned)signed char\leq(unsigned) short int\leq(unsigned) int\leq(unsigned) long int\leq long long int$ 。
字符类型（char）
- 容纳单个字符的编码；
- 实质上存储的也是整数。
浮点数类型
- 单精度（float）；
- 双精度（double）；
- 扩展精度（long double）。
字符串类型
- 有字符串常量；
- 基本类型中没有字符串变量；
- 采用字符数组存储字符串（C 风格的字符串）；
- 标准 C++类库中的 String 类（C++风格的字符串）。
布尔类型（bool）
- 只有两个值：true（真）、false（假）；
- 常用来表示关系比较、相等比较或逻辑运算的结果。
各基本类型的取值范围
- 常量
- 在程序运行的整个过程中其值始终不可改变的量；
- 直接使用符号（文字）表示的值；
- 整数常量
  - 以文字形式出现的整数；
  - 十进制
    - 若干个0~9的数字，但数字部分不能以0开头，正数前边的正号可以省略。
  - 八进制
    - 前导0+若干个0~7的数字。
  - 十六进制
    - 前导0x+若干个0~ 9的数字及 A~F 的字母（大小写均可）。
  - 后缀
    - 后缀 L（或 l）表示类型至少是 long，后缀 LL（或 ll）表示类型是 long long，后
      缀 U（或 u）表示 unsigned 类型。
- 浮点数常量
  - 以文字形式出现的实数；
  - 一般形式：12.5，-12.5等；
  - 指数形式：0.345E+2，-34.4E-3；
  - 整数部分和小数部分可以省略其一；
  - 浮点常量默认为 double 型，如果后缀 F（或 f）可以使其成为 float 型。
- 字符常量
  - 单引号括起来的一个字符，如：‘a’、‘D’、’?’、’$’；
  - C++转义字符列表（用于在程序中表示不可显示字符）：
- C 风格字符串常量
  - 一对双引号括起来的字符序列；
  - 在内存中按串中字符的排列次序顺序存放，每个字符占一个字节；
  - 在末尾添加 ‘\0’ 作为结尾标记。
通过添加前缀可以改变字符常量或者字符串常量的类型，前缀及其含义如下表所示：
变量
- 在程序的运行过程中，其值可变的量；
- 变量定义：数据类型变量名 1, 变量名 2, …, 变量名 n；
- 初始化
  - C++语言中提供了多种初始化方式；
  - int a = 0；
  - int a(0)；
  - int a = {0}；
  - int a{0}。
  - 其中使用大括号的初始化方式称为列表初始化，列表初始化时不允许信息的丢失。
  - 例如用 double 值初始化 int 变量，就会造成数据丢失。

符号常量

常量定义语句的形式为：
- const 数据类型说明符常量名=常量值；
- 数据类型说明符 const 常量名=常量值；
例如，可以定义一个代表圆周率的符号常量：const float PI = 3.1415926；

符号常量在定义时一定要初始化，在程序中间不能改变其值。

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
	const double pi(3.14159);	// 符号常量的定义
	int radius;
	cout << "Please enter the radius!\n";
	cin >> radius;
	cout << "The radius is: " << radius << '\n';
	cout << "PI is: " << pi << '\n';
	cout << "Please enter a different radius!\n";
	cin >> radius;
	cout << "Now the radius is changed to: " << radius << '\n';
	cout << "PI is still: " << pi << '\n';
	return 0;
}

程序举例

读入并显示整数
- 常量
  - 在源程序中直接写明的数据，其值在整个程序运行期间不可改变，这样的数
    据称为常量。
- 变量
  - 在运行过程中从计算机的外部设备（例如键盘、硬盘）读取的，这些数据的
    值在程序运行过程中允许改变，这样的数据称为变量。
- 从键盘输入数据
  - iostream 类的对象 cin 的>>操作，可以从标准输入设备（通常是键盘）读入
    数据。
- 数据的存储
  - 为了存储数据，需要预先为这些数据分配内存空间；
  - 变量的定义就是在给变量命名的时候分配内存空间。
```
#include <iostream>
using namespace std;
	
int main() {
	int radius;
	cout << "Please enter the radius!\n";
	cin >> radius;
	cout << "The radius is: " << radius << '\n';
	cout << "PI is: " << 3.14 << '\n';
	cout << "Please enter a different radius!\n";
	cin >> radius;
	cout << "Now the radius is changed to: " << radius << '\n';
	return 0;
}
```

变量的初始化

虽然变量的值是可以在运行时获得的，但是在定义变量时也可以进行初始化，而
且应该提倡进行初始化；

未经初始化的变量，其值可能是随机的。如果误用了未经初始化也没有给予确定
值的变量，就会引起错误。

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
	const double pi(3.14159);
	int radius(0);
	cout << "The initial radius is: " << radius << '\n';
	cout << "PI is: " << pi << '\n'; 
	cout << "Please enter a different radius!\n";
	cin >> radius;
	cout << "Now the radius is changed to: " << radius << '\n';
	cout << "PI is still: " << pi << '\n';
	return 0;
}

编程菜鸟到大佬之路：C++程序设计（三）

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基本数据类型、常量、变量

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