02A 基本数据运算与输入输出.ppt

第2章 基本数据运算与输入输出(A) 主要内容 如何用计算机计算圆面积(2.1-2.4) 标识符(2.5) 基本数据类型(2.9) 变量定义(2.6) 常量(2.8，2.9.1) I/O流控制(3.12) 小结及作业 2 C+程序设计 2.1 如何用计算机计算圆面积 问题描述 u计算机从键盘读入圆的半径，输出其面积 u程序将使用变量保存半径和面积，并用一个表达式计算面积 解决思路 u读入半径 u利用圆面积公式计算面积 u输出面积 3 C+程序设计 2.1 如何用计算机计算圆面积 程序主函数框架 程序清单 int main() / Step 1: Read in radius / Step 2: Compute area / Step 3: Display the area #include using namespace std; int main() / Step 1: Read in radius double radius; cout radius; / Step 2: Compute area double area = radius * radius * 3.14159; / Step 3: Display the area cout “ , . ? : ; 5 C+程序设计 2.2 标识符 标识符 u由字符集元素组成的一串字符,为变量、常量及函数等程序实体命名 u分为系统预定义标识符(如预编译指令)和用户自定义标识符(如变量名 ，函数名) u标志符命名规则 4由字母、下划线、数字组成，且第一个符号不能是数字 4中间不能有空格 4C+是大小写敏感，即大写和小写字母是不同的 4最好使用英文单词或其组合，切忌使用汉字或汉语拼音 4不能使用保留字作为标志符(参见附录A) 4采用见名思义的原则: sum、name、sex，不要太长，一般以不超 过31个字符为宜 6 C+程序设计 2.2 标识符 保留字 u又称关键字(Keyword)，是预先定义好的标识符，对 C+编译程序有特殊含义 u在程序中用到的其他名字(标识符)不能与C+的关键 字相同 u关键字也不能重新定义 u不同开发环境如VC、BC会对保留字有不同扩充 uC/C+保留字参见教材附录A C+关键字（P492） 7 C+程序设计 2.3 基本数据类型 中学阶段数学课学习的数据类型及运算 u实数(R)、复数(C) 4355.5，76.8 4有序实数对：2+3i u整数(I)、小数 435, -68 43.5 , 0.8 u自然数(N)，正整数(Z) 40，1，2，3， u有理数、无理数 u正数、负数 u常数：，e 自然数 整数 小数 实数 复数 数 数 正数 负数 数 有理数 无理数 8 C+程序设计 2.3 基本数据类型 C+语言中的数据类型 整型 int 字符型 单字符型 char 宽字符型 wchar_t 实 型 单精度型 float 双精度型 double 逻辑型 bool 数据类型 基本数据类型 非基本数据类型 数组 type 指针 type * 空类型 void 结构 struct 共用体 union 枚举 enum 类 class 9 C+程序设计 2.3 基本数据类型 C+语言中数据为什么要区分类型？ u不同类型的数据代表不同的 4数据表示形式 4合法的取值范围 4可参与的运算种类 4占用内存空间大小 u对程序当中所用到的所有数据都必须指定其数据类型 从基本数据类型到抽象数据类型 u无数据类型 void u基本数据类型 u构造数据类型 u抽象数据类型 10 C+程序设计 2.3 基本数据类型 基本数据类型：系统事先规定了的数据类型（内置类型） uint，整数，在目前绝大多数机器上占4个字节 ufloat，单精度浮点数，一般是4个字节长，VC 内缺省显示为 6 位有 效数字 udouble，双精度浮点数，一般是8个字节长，VC 内缺省显示为 14 位有效数字 uchar 4字符，一般是1个字节长 4用来表示 256 个ASCII字符，或者0255的整数 注 意 数据类型标识符为小写字母 int 大小范围与机器有关 11 C+程序设计 2.3 基本数据类型 基本数据类型修饰符：short、long、signed、unsigned u short 4 short int，短整数，一般2个字节长，通常简写为short u long 4 long int，长整数，VC中一般是4个字节长，通常简写为long 4 long double，长双精度（高精度）浮点数，一般是10个字节长。 u signed 4用来修饰char、int、short和long，说明他们是有符号的整数（正整 数、0和负整数），一般缺省都是有符号的，所以这个修饰符通常省略 u unsigned 4用来修饰 char、int、short 和 long，说明他们是无符号的整数（正 整数和0） 12 C+程序设计 一、无符号的整型数据 大于或等于零的正整数 无符号的短整型 分类 无符号的基本整型 无符号的长整型 unsigned short int 标识符 unsigned int unsigned long int 2 对应内存空 间的大小 4 4 0216-1 取值范围 同上 0232-1 注意 1、 的含义 2、标识符为小写字母 3、int 与机器有关 2.3 基本数据类型 13 C+程序设计 二、有符号的整型数据 包括负整数、零、正整数 有符号的短整型 分类 有符号的基本整型 有符号的长整型 signed short int 标识符 signed int signed long int 2 对应内存 空间的大小 4 4 取值范围 -215215 2.3 基本数据类型 -231231 同上 有符号整数在计算机内存中是以补码形式存储 14 C+程序设计 1. 求整数的补码规则 例如： （10）补= （-10）补= 00001010 11110110 -10 取绝对值 1000001010 1111010111110110 用二进制 表示 各位取反末位加1 2. 由补码推出原码 -10 加负号 1000001010 1111010111110110 用十进制 表示 各位取反末位减1 2.3 基本数据类型 下面以一个字节存储有符号整数为例分析其取值范围 15 C+程序设计 补码 00000001 1 10000000 -128 11111111 -1 01111111 127 00000000 0 10000001 -127 原 码 11111110 -2 取值范围 -128 127 -27 27-1 2.3 基本数据类型 正数 负数 16 C+程序设计 三、实型：一律作为有符号的数据使用 2.3 基本数据类型 分类 标志符 字节数 缺省有效精度 单精度实数 float 4 6位 双精度实数 double 8 14位 实数作为有符号的数据使用 ，可表示为小数形式和指数形式，但在计算机 内部都用浮点方式来实现存储 定点小数：小数点位置固定，位于符号位和第一个数值位之间，如 -0.34 ，表示的是纯小数； 浮点数：小数点的位置是可以浮动的数，如 浮点数通用表示是将实数分为阶码和尾数两部分： S 为尾数(正 负均可)，一般规定用纯小数形式，r为基数，对二进制而言，r=2， j为阶码(正 负均可) ，但必须是整数 17 C+程序设计 2.3 基本数据类型 理论上浮点数在计算机中的存储格式为 阶码j尾数S 阶码 符号 阶码 数值尾数 符号 位数数值 18 C+程序设计 浮点数在VC6中实际的存储方式为 float 型 2.3 基本数据类型 31 30 29 23 22 21 1 0 符号位 阶码 尾数 double 型 63 62 61 52 51 50 1 0 符号位 阶码 尾数 阶码：决定数的大小，对应浮点数：2-128 2127，尾数：决定数的精度 19 C+程序设计 例：float 71.3125 转换为二进制为：1000111.0101，将其规范化之后成为： 1.000111010126 ，这里的规范化是指移动小数点使小数点的左边只有一个“1”。 内存里实际存储实数的三部分信息：符号（如+）、指数（如6）和尾数（即 小数点右边的位，如0001 1101 0100），而小数点左边的1并不存储。 0 10000101 0001 1101 01 0000000000000 (42 8E A0 00) 2.3 基本数据类型 符号位 指数位 小数部分 指数偏移量 单精度浮点数 1位31 8位30-23 23位22-00 127 双精度浮点数 1位63 11位62-52 52位51-00 1023 尾数部分占的位数愈多，实数的有效数字愈多，即有效精度愈高。指数部分占 的位数愈多，则能表示的数值范围愈大。 实数在操作中存在误差,例如：把 111111.111 作为 float 型数据，输出的结果是 111111.109 20 C+程序设计 四、字符型 采用 ASCII 码字符集，即用 1 个字节存放字符的 ASCII 码值 2.3 基本数据类型 分类 标志符 内存空间 取值范围 有符号字符型 signed char 1 -128127 无符号字符型 unsigned char 1 0255 21 C+程序设计 2.3 基本数据类型 数据类型数据长度适用范围小数点后 有效位数 bool8 bits(1Byte)0或10 char8bit (1Byte)02550 int32 bits(4Byte)-231(231-1)0 short int 16 bits (2Byte)-32768327670 long int32bits (4Byte)-231(231-1)0 unsigned short16 (2Byte)0655350 unsigned int32 bits (4Byte)0(232-1)0 unsigned long32 bits (4Byte)042949672950 float32 bits (4Byte)3.41038 3.410387 double64 bits (8Byte)1.710-308 1.71030816 long double64 bits (8Byte)1.710-308 1.71030816 22 C+程序设计 2.4 变量 变量：在程序运行中其值可以改变的量 u变量是存储信息的单元，它对应某个内存空间 u变量名代表其存储空间，程序能在变量中存储值和取出值 变量的定义： 数据类型 变量名1=初值，变量名2=初值，； 例： float r1=1.5f, r2=0.5f, r3; char ch=A; 变量的初始化：为变量赋初值的过程，用赋值运算符“=”进 行 u定义的同时进行初始化 u单独进行初始化 int a ,b; unsigned long sum ; a = 123, sum=0 ; b = a ; 23 C+程序设计 2.4 变量 变量名的含义 u表示分配给变量的存储空间 u表示内存空间中存储的数据：变量的值 每个变量都有一个名字、一个数据类型和一个值 注意变量名与变量值的区别 3 a 变量名（一个符号地址，在对程序编 译时系统分配给它一个内存地址） 变量值（在程序中对变量取值，实 际上是通过变量名找到相应内存地 址，从其存储单元中读取数据） 存储单元 24 C+程序设计 2.4 变量 变量名命名规定 u由字母、下划线、数字组成，且第一个符号不能是数字 u不要与关键字、保留字重名； u中间不能有空格 uC+是大小写敏感，即大写和小写字母是不同的 u变量名中不能包含”. ; , “ + -”之类特殊符号 u变量名不要与C+中的库函数、类名和对象名相同 u不要使用易混淆的字母 u某些功能的变量采用习惯命名，如循环变量习惯用i,j,k u采用见名思义的原则: sum、name、sex，不要太长，一般以 不超过31个字符为宜 u最好使用英文单词或其组合,切忌使用汉字或汉语拼音 25 C+程序设计 2.4 变量 变量名命名风格 u下划线和大小写通常用来增强可读性 uUnix风格： variable_name uWindows风格(匈牙利命名法)： chName, strName 指出下列命名的正确性， 错误的指出原因 x_y,x1,X1,x,y 姓名 2x varname 指出下列命名的正确性， 错误的指出原因 _y1 Case,51select, A lot,-vv Sin,cin,cout,string D6Xy 26 C+程序设计 2.4 变量 匈牙利命名法 u标识符的名字以一个或者多个小写字母开头，用这些字母来指定数据类 型 u在标识符内，前缀以后就是一个或者多个第一个字母大写的单词，这些 单词指出程序中该对象的用途 u常用的数据类型的标准前缀 4ch 字符（char） 4n 整数（integer） 4b BOOL 4l 长整数（long） 4h HANDLE（无符号int） 4m_ 类成员变量 4fn 函数（function） u例如，nCount表示一个计数器的变量，数据类型是整型。 27 C+程序设计 #include using namespace std; int main( ) int price = 30; int num, total; /定义变量,在内存中开辟区间 num=10; /变量赋值,10为常量 total=num*price; cout using namespace std; int main() int int10,int8,int16; /定义3个整型变量 int10 = 10; /默认为十进制 int8 = 010; /八进制 int16 = 0x10; /十六进制 cout using namespace std; int main( ) float a, b; double c, d; a=0.01; b=3.45678e-2; c=3.45678e-2; d=9.7654e-5; cout using namespace std; int main() char c1,c2,c3,c4; char n1,n2; c1=a; /字符常量 c2=97; /十进制 c3=x61; /转义字符 c4=0141; /八进制 cout using namespace std; #define PI 3.1415926 /自定义常量 int main() const int PRICE=30; /自定义常量，在程序中保持不变 int num, total; /定义变量,在内存中开辟区间 num=10; /变量赋值, 10 为文字常量 total=num*PRICE; cout using namespace std; #define PI 3.14156 #define S “China“ int main() const float pi=3.14156;/变量作为常量使用 cout using namespace std; int main() const double PI = 3.1415926; / Step 1: Read in radius double radius; cout radius; / Step 2: Compute area double area = radius * radius * PI; / Step 3: Display the area cout using namespace std; 包含输入输出流的头文件为 iostream.h，有关包含文件的 作用，在编译预处理部分（第5章）作详细介绍。 43 C+程序设计 int a,b; cinab; /程序运行至此停下，等待从键盘输入变量值 键盘输入：3 5 或：3 5 均可。 输入语句自动过滤空白字符! a 3键盘 b 5键盘 输入语句：cin u输入十进制整数和实数: cin . 2.6 I/O流控制 44 C+程序设计 float c,d; cincd; char ch1,ch2; cinch1ch2; 若输入：ab 则ch1为a, ch2为b。 若输入：a b 则ch1为a, ch2为b。 字符型变量过滤空白字符，cin格式过滤空白字符！ 输入语句：cin u浮点型数据同整型数据一样 u字符型数据 2.6 I/O流控制 45 C+程序设计 float a; int i1,i2; char ch1,ch2; cini1ai2ch1ch2; 输入：34 5.678 1a b i2: 1 在缺省的情况下，cin自动跳过输入的空格，换言之，cin不能将输入 的空格赋给字符型变量； 回车键也是作为输入字符之间的分隔符，也不能将输入的回车键字符 赋给字符型变量。 a: 5.578i1: 34 ch1: ach2: b 2.6 I/O流控制 输入语句：cin u不同类型数据混合输入 46 C+程序设计 若要把从键盘上输入的每一个字符，包括空格和回车键都作为一个输 入字符赋给字符型变量时，必须使用函数cin.get()，其格式为： cin.get()； cin.get() 从输入行中取出一个字符，并将它赋给字符型变量，该语句一 次只能从输入行中提取一个字符。 char c1; cin.get(c1); char ch1,ch2,ch3; cin.get(ch1); cin.get(ch2); cin.get(ch3); 则：ch1:Ach2:空格ch3:B 输入：A B 并且在输入缓冲区中保留回车键！ 2.6 I/O流控制 47 C+程序设计 输入语句：cin u输入十六进制或八进制数据：缺省情况下，系统约定输入的整型 数是十进制数据；当要求按八进制或十六进制输入数据时，在 cin 中 必须指明相应的数据类型：hex 为十六进制，oct 为八进制，dec 为十 进制。 int i,j,k,l; cinhexi;/指明输入为十六进制数 cinoctj;/指明输入为八进制数 cink;/输入仍为八进制数 cindecl;/指明输入为十进制数 当执行到语句cin时，若输入的数据为： 11 11 12 12 结果：i: 17 j: 9 k: 10 l: 12 2.6 I/O流控制 48 C+程序设计 2.6 I/O流控制 输入语句：cin u使用非十进制数输入时，要注意以下几点 4八进制或十六进制数的输入，只能适用于整型变量，不适用于字 符型变量，实型变量 4当在cin中指明使用的数制输入后，则所指明的数制一直有效，直 到在接着的cin中指明输入时所使用的另一数制为止。如上例中，输入k的 值时，仍为八进制。 4输入数据的格式、个数和类型必须与cin中所列举的变量类型一一 对应。一旦输入出错，不仅使当前的输入数据不正确，而且使得后面的 提取数据也不正确。 cina b; cinab; int a, b; cinab; 49 C+程序设计 输出语句：cout u与输入 cin 对应的输出是cout 输出流 u当要