C++语言程序设计-清华大学-郑莉ppt课件

第一章绪论,清华大学郑莉,C+语言程序设计,本章主要内容,计算机程序设计语言的发展面向对象的方法面向对象的软件开发信息的表示与存储程序的开发过程,计算机程序,计算机的工作是用程序来控制的程序是指令的集合。指令是计算机可以识别的命令。,计算机语言的发展,机器语言与汇编语言,由计算机硬件系统可以识别的二进制指令组成的语言称为机器语言。计算机发展的初期，软件工程师们只能用机器语言来编写程序。这一阶段，在人类的自然语言和计算机编程语言之间存在着巨大的鸿沟。汇编语言将机器指令映射为一些可以被人读懂的助记符，如ADD、SUB等。此时编程语言与人类自然语言间的鸿沟略有缩小，但仍与人类的思维相差甚远。因为它的抽象层次太低，程序员需要考虑大量的机器细节。,计算机语言的发展,高级语言,高级语言屏蔽了机器的细节，提高了语言的抽象层次，程序中可以采用具有一定涵义的数据命名和容易理解的执行语句。这使得在书写程序时可以联系到程序所描述的具体事物。,计算机语言的发展,面向对象的语言,出发点：更直接地描述客观世界中存在的事物(对象)以及它们之间的关系。特点：是高级语言。将客观事物看作具有属性和行为的对象。通过抽象找出同一类对象的共同属性和行为，形成类。通过类的继承与多态实现代码重用,计算机语言的发展,面向对象的语言,优点：使程序能够比较直接地反问题域的本来面目，软件开发人员能够利用人类认识事物所采用的一般思维方法来进行软件开发。,计算机语言的发展,程序设计方法的发展历程面向过程的程序设计方法,程序的目的：用于数学计算主要工作：设计求解问题的过程缺点：对于庞大、复杂的程序难以开发和维护,面向对象的方法,程序设计方法的发展历程面向过程的结构化程序设计方法,设计思路自顶向下、逐步求精。采用模块分解与功能抽象，自顶向下、分而治之。程序结构：按功能划分为若干个基本模块，形成一个树状结构。各模块间的关系尽可能简单，功能上相对独立；每一模块内部均是由顺序、选择和循环三种基本结构组成。其模块化实现的具体方法是使用子程序。,面向对象的方法,程序设计方法的发展历程面向过程的结构化程序设计方法,优点：有效地将一个较复杂的程序系统设计任务分解成许多易于控制和处理的子任务，便于开发和维护。,面向对象的方法,程序设计方法的发展历程面向过程的结构化程序设计方法,缺点：可重用性差、数据安全性差、难以开发大型软件和图形界面的应用软件把数据和处理数据的过程分离为相互独立的实体。当数据结构改变时，所有相关的处理过程都要进行相应的修改。每一种相对于老问题的新方法都要带来额外的开销。图形用户界面的应用程序，很难用过程来描述和实现，开发和维护也都很困难。,面向对象的方法,程序设计方法的发展历程面向对象的方法,将数据及对数据的操作方法封装在一起，作为一个相互依存、不可分离的整体对象。对同类型对象抽象出其共性，形成类。类通过一个简单的外部接口，与外界发生关系。对象与对象之间通过消息进行通讯。,面向对象的方法,程序设计方法的发展历程面向对象的方法,优点：程序模块间的关系更为简单，程序模块的独立性、数据的安全性就有了良好的保障。通过继承与多态性，可以大大提高程序的可重用性，使得软件的开发和维护都更为方便。,面向对象的方法,面向对象的基本概念对象,一般意义上的对象：是现实世界中一个实际存在的事物。可以是有形的（比如一辆汽车），也可以是无形的（比如一项计划）。是构成世界的一个独立单位，具有：静态特征：可以用某种数据来描述动态特征：对象所表现的行为或具有的功能,面向对象的方法,面向对象的基本概念对象,面向对象方法中的对象：是系统中用来描述客观事物的一个实体，它是用来构成系统的一个基本单位。对象由一组属性和一组行为构成。属性：用来描述对象静态特征的数据项。行为：用来描述对象动态特征的操作序列。,面向对象的方法,面向对象的基本概念类,分类人类通常的思维方法分类所依据的原则抽象忽略事物的非本质特征，只注意那些与当前目标有关的本质特征，从而找出事物的共性，把具有共同性质的事物划分为一类，得出一个抽象的概念。例如，石头、树木、汽车、房屋等都是人们在长期的生产和生活实践中抽象出的概念。,面向对象的方法,面向对象的基本概念类,面向对象方法中的类具有相同属性和服务的一组对象的集合为属于该类的全部对象提供了抽象的描述，包括属性和行为两个主要部分。类与对象的关系：犹如模具与铸件之间的关系，一个属于某类的对象称为该类的一个实例。,面向对象的方法,面向对象的基本概念封装,把对象的属性和服务结合成一个独立的系统单元。尽可能隐蔽对象的内部细节。对外形成一个边界（或者说一道屏障），只保留有限的对外接口使之与外部发生联系。,面向对象的方法,面向对象的基本概念继承,继承对于软件复用有着重要意义，是面向对象技术能够提高软件开发效率的重要原因之一。定义：特殊类的对象拥有其一般类的全部属性与服务，称作特殊类对一般类的继承。例如：将轮船作为一个一般类，客轮便是一个特殊类。,面向对象的方法,面向对象的基本概念多态性,多态是指在一般类中定义的属性或行为，被特殊类继承之后，可以具有不同的数据类型或表现出不同的行为。这使得同一个属性或行为在一般类及其各个特殊类中具有不同的语义。例如：数的加法-实数的加法-复数的加法,面向对象的方法,面向对象的软件工程,面向对象的软件工程是面向对象方法在软件工程领域的全面应用。它包括:面向对象的分析（OOA）面向对象的设计（OOD）面向对象的编程（OOP）面向对象的测试（OOT）面向对象的软件维护（OOSM）,面向对象的软件开发,系统分析,系统分析阶段应该扼要精确地抽象出系统必须做什么，但是不关心如何去实现。面向对象的系统分析，直接用问题域中客观存在的事物建立模型中的对象，对单个事物及事物之间的关系，都保留他们的原貌，不做转换，也不打破原有界限而重新组合，因此能够很好地映射客观事物。,面向对象的软件开发,设计,针对系统的一个具体实现运用面向对象的方法。其中包括两方面的工作：把OOA模型直接搬到OOD，作为OOD的一部分针对具体实现中的人机界面、数据存储、任务管理等因素补充一些与实现有关的部分。,面向对象的软件开发,编程,OOP工作就是用一种面向对象的编程语言把OOD模型中的每个成分书写出来，是面向对象的软件开发最终落实的重要阶段。,面向对象的软件开发,测试,测试的任务是发现软件中的错误。在面向对象的软件测试中继续运用面向对象的概念与原则来组织测试，以对象的类作为基本测试单位，可以更准确的发现程序错误并提高测试效率。,面向对象的软件开发,维护,将软件交付使用后，工作并没有完结，还要根据软件的运行情况和用户的需求，不断改进系统。使用面向对象的方法开发的软件，其程序与问题域是一致的，因此，在维护阶段运用面向对象的方法可以大大提高软件维护的效率。,面向对象的软件开发,信息的表示和存储,信息的分类计算机的数字系统程序设计中常用的数制不同进位计数制间的转换信息的存储单位二进制数的编码表示小数的表示方法非数值信息的表示,信息的分类,指令控制信息控制字信息定点数数值信息数据信息浮点数字符数据非数值信息逻辑数据,信息的表示与存储,计算机的数字系统,计算机采用的是二进制数字系统。基本符号：0、1进位原则：逢二进一优点：易于物理实现二进制数运算简单机器可靠性高通用性强缺点：对人来说可读性差,信息的表示与存储,程序设计中常用的数制,信息的表示与存储,不同进位计数制间的转换R进制十进制,各位数字与它的权相乘，其积相加。例如:(11111111.11)2=1*27+1*26+1*25+1*24+1*23+1*22+1*21+1*20+1*2-1+1*2-2=(255.75)10(3506.2)8=3*83+5*82+0*81+6*80+2*8-1=(1862.25)10(0.2A)16=2*16-1+10*16-2=(0.1640625)10,信息的表示与存储,不同进位计数制间的转换十进制R进制,十进制整数转换成R进制的整数“除R取余”法，例如：268余数2340低位217028124022021001高位所以681010001002,信息的表示与存储,不同进位计数制间的转换十进制R进制,十进制小数转换成R进制小数“乘R取整”法，例如：高位0.31252=0.6250.6252=1.250.252=0.50.52=1.0所以0.312510=0.01012,信息的表示与存储,不同进位计数制间的转换二、八、十六进制的相互转换,每位八进制数相当于三位二进制数每位十六进制数相当于四位二进制数(1011010.10)2=(001011010.100)2=(132.4)8(1011010.10)2=(01011010.1000)2=(5A.8)16(F7)16(11110111)2(11110111)2,信息的表示与存储,信息的存储单位,位(bit)：度量数据的最小单位，表示一位二进制信息。字节(byte)：由八位二进制数字组成(1byte=8bit)。K字节1K=1024byteM字节1M=1024KG字节1G=1024M,信息的表示与存储,二进制数的编码表示:原码,符号绝对值表示的编码例如：X=+0101011X原=00101011X=-0101011X原=10101011符号位缺点：零的表示不唯一：+0原=000.0-0原=100.0进行四则运算时，符号位需单独处理，且运算规则复杂。,信息的表示与存储,二进制数的编码表示:反码,正数的反码与原码表示相同。负数的反码与原码有如下关系：符号位相同(仍用1表示)，其余各位取反(0变1，1变0)。例如：X=-1100110X原=11100110X反=10011001X=+0000000X原=00000000X反=00000000反码中零的表示也不唯一X=-0000000X原=10000000X反=11111111反码只是求补码的中间码,信息的表示与存储,二进制数的编码表示:补码,模数：n位整数(包括一位符号位)，则它的模数为2n。n位小数，小数点前一位为符号位，则它的模数为2。补数：一个数减去另一个数，或者说一个数加上一个负数，等于第一个数加上第二个数的补数。例：8+(-2)=8+10(mod12)一个二进制负数可用其模数与真值做加法(模减去该数的绝对值)求得其补码。,信息的表示与存储,二进制数的编码表示:补码,计算机中的补码表示法负数的补码由该数反码的末位加1求得对补码再求补即得到原码补码运算规则符号位可作为数值参加运算减法运算可转换为加法运算：加上一个负数等于加上该数的补码补码运算的结果仍为补码运算结果溢出：负数之和得正数，或正数之和得负数,信息的表示与存储,小数的表示方法,计算机中通常采用浮点方式表示小数一个数N用浮点形式表示可以写成：N=M2EE表示2的幂，称为数N的阶码。阶码确定了数N的小数点的位置，其位数反映了该浮点数所表示的数的范围。M表示数N的全部有效数字，称为数N的尾数。其位数反映了数据的精度。,信息的表示与存储,非数值信息的表示,西文字符：ASCII码：用7位二进制数表示一个字符，最多可以表示27=128个字符EBCDIC码：用8位二进制数表示一个字符，最多可以表示28=256个字符汉字：应用较为广泛的是国家标准信息交换用汉字编码(GB2312-80标准)，简称国标码。是二字节码，用二个七位二进制数编码表示一个汉字。,信息的表示与存储,基本术语,源程序：用源语言写的，有待翻译的程序目标程序：也称为结果程序，是源程序通过翻译程序加工以后所生成的程序。翻译程序：是指一个把源程序翻译成等价的目标程序的程序。,程序的开发过程,基本术语三种不同类型的翻译程序,汇编程序：其任务是把用汇编语言写成的源程序，翻译成机器语言形式的目标程序。编译程序：若源程序是用高级程序设计语言所写，经翻译程序加工生成目标程序，那么，该翻译程序就称为编译程序。,程序的开发过程,基本术语三种不同类型的翻译程序,解释程序：这也是一种翻译程序，同样是将高级语言源程序翻译成机器指令。它与编译程序不同点就在于：它是边翻译边执行的，即输入一句、翻译一句、执行一句，直至将整个源程序翻译并执行完毕。,程序的开发过程,程序的开发过程,编辑将源程序输入到计算机中，生成后缀为cpp的磁盘文件。编译将程序的源代码转换为机器语言代码。连接将多个源程序文件以及库中的某些文件连在一起，生成一个后缀为exe的可执行文件。运行调试,程序的开发过程,第二章C+简单程序设计,清华大学郑莉,C+语言程序设计,本章主要内容,C+语言概述基本数据类型和表达式数据的输入与输出算法的基本控制结构自定义数据类型,C+语言的产生,C+是从C语言发展演变而来的，首先是一个更好的C引入了类的机制，最初的C+被称为“带类的C”1983年正式取名为C+从1989年开始C+语言的标准化工作于1994年制定了ANSIC+标准草案于1998年11月被国际标准化组织（ISO）批准为国际标准，成为目前的C+,C+语言概述,C+的特点,全面兼容C它保持了C的简洁、高效和接近汇编语言等特点对C的类型系统进行了改革和扩充C+也支持面向过程的程序设计，不是一个纯正的面向对象的语言支持面向对象的方法,C+语言概述,C+程序实例例2-1,/2_1.cpp#includeusingnamespacestd;voidmain(void)coutHello!n;coutWelcometoc+!n;运行结果：Hello!Welcometoc+！,C+语言概述,C+字符集,大小写的英文字母：AZ，az数字字符：09特殊字符：空格!#%.,(),C+语言概述,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操作符用于实现各种运算的符号分隔符(),:;用于分隔各个词法记号或程序正文空白符空格、制表符（TAB键产生的字符）、换行符（Enter键所产生的字符）和注释的总称,C+语言概述,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09组成。大写字母和小写字母代表不同的标识符。,C+语言概述,数据类型常量与变量,#includeusingnamespacestd;voidmain(void)constintPRICE=30;intnum,total;floatv,r,h;num=10;total=num*PRICE;couttotalendl;r=2.5;h=3.2;v=3.14159*r*r*h;coutvendl;,Page54,基本数据类型和表达式,#includeusingnamespacestd;voidmain(void)constintPRICE=30;intnum,total;floatv,r,h;num=10;total=num*PRICE;couttotalendl;r=2.5;h=3.2;v=3.14159*r*r*h;coutvendl;,数据类型整型数据,整型常量,shortunsignedshort2字节int、unsignedint4字节longunsignedlong4字节,整型变量,基本数据类型和表达式,数据类型整型数据及取值范围,类型说明符位数数值范围短整short16-3276832767基本int32-231(231-1)长整long32-231(231-1)无符号unsignedshort16065535unsignedint320(232-1)unsignedlong320(232-1),基本数据类型和表达式,#includeusingnamespacestd;voidmain(void)constintPRICE=30;intnum,total;floatv,r,h;num=10;total=num*PRICE;couttotalendl;r=2.5;h=3.2;v=3.14159*r*r*h;coutvb?a:b;,基本数据类型和表达式,sizeof运算符,语法形式sizeof(类型名)或sizeof(表达式)结果值：“类型名”所指定的类型或“表达式”的结果类型所占的字节数。例：sizeof(short)sizeof(x),基本数据类型和表达式,位运算按位与（,基本数据类型和表达式,位运算按位异或（）,运算规则两个操作数进行异或：若对应位相同，则结果该位为0，若对应位不同，则结果该位为1，举例：计算071052071:00111001052：()00101010071052:00010011,基本数据类型和表达式,位运算按位异或（）,用途：使特定位翻转（与0异或保持原值，与1异或取反）例如：要使01111010低四位翻转：01111010()0000111101110101,基本数据类型和表达式,位运算取反(),单目运算符，对一个二进制数按位取反。例：025：0000000000010101025：1111111111101010,基本数据类型和表达式,位运算移位,左移运算（）右移后，低位：舍弃高位：无符号数：补0有符号数：补“符号位”,基本数据类型和表达式,运算符优先级,括号+，-，sizeof*,/,%+,-=,!=位运算不可写为：if(a=b;)0)t=a;,语句,复合语句,将多个语句用一对大括号包围，便构成一个复合语句例如sum=sum+i;i+;,语句,简单的输入、输出,向标准输出设备（显示器）输出例：intx;coutx;,顺序结构分支结构循环结构,算法的基本控制结构,如何解决分支问题?,例2-2输入一个年份，判断是否闰年。,算法的基本控制结构,#includeusingnamespacestd;voidmain(void)intyear;boolIsLeapYear;coutyear;IsLeapYear=(year%4=0,90,运行结果：Entertheyear:20002000isaleapyear,91,if(表达式)语句例：if(xy)couty)coutx;elsecouty;if(x!=y)if(xy)coutyendl;elsecoutxyendl;elsecoutx=yday;switch(day)case0:coutSundayendl;break;case1:coutMondayendl;break;case2:coutTuesdayendl;break;case3:coutWednesdayendl;break;case4:coutThursdayendl;break;case5:coutFridayendl;break;case6:coutSaturdayendl;break;default:coutDayoutofrangeSunday.Saturdayendl;break;,98,一般形式switch(表达式)case常量表达式1：语句1case常量表达式2：语句2case常量表达式n：语句ndefault:语句n+1,switch语句,执行顺序以case中的常量表达式值为入口标号，由此开始顺序执行。因此，每个case分支最后应该加break语句。,算法的基本控制结构,使用switch语句应注意的问题,case分支可包含多个语句，且不用。表达式、判断值都是int型或char型。若干分支执行内容相同可共用一组语句。,算法的基本控制结构,如何有效地完成重复工作,例2-5求自然数110之和分析：本题需要用累加算法，累加过程是一个循环过程，可以用while语句实现。,算法的基本控制结构,#includeusingnamespacestd;voidmain()inti(1),sum(0);while(i=10)sum+=i;/相当于sum=sum+i;i+;coutsum=sumn;coutThenumberinreverseorderis;doright_digit=n%10;coutright_digit;n/=10;/相当于n=n/10while(n!=0);couti;while(i=10)sum+=i;i+;coutsum=sumi;dosum+=i;i+;while(i=10)；coutsum=sumn;coutNumbernFactors;for(k=1;k=n;k+)if(n%k=0)coutk;coutendl;,111,运行结果1：Enterapositiveinteger:36Number36Factors123469121836运行结果2：Enterapositiveinteger:7Number7Factors17,112,例2-9编写程序输出以下图案,*,算法的基本控制结构,#includeusingnamespacestd;voidmain()inti,j,n=4;for(i=1;i=n;i+)/输出前4行图案for(j=1;j=30;j+)cout;/在图案左侧空30列for(j=1;j=8-2*i;j+)cout;for(j=1;j=2*i-1;j+)cout*;coutendl;,114,for(i=1;i=n-1;i+)/输出后3行图案for(j=1;j=30;j+)cout;/在图案左侧空30列for(j=1;j=7-2*i;j+)cout*;coutendl;,115,循环结构与选择结构相互嵌套,#includeusingnamespacestd;voidmain()intn；for(n=100;n=200;n+)if(n%3!=0)cout0)i+;if(nn;cout正整数个数：i负整数个数：jendl;,118,break和continue语句,break语句使程序从循环体和switch语句内跳出，继续执行逻辑上的下一条语句。不宜用在别处。continue语句结束本次循环，接着判断是否执行下一次循环。,算法的基本控制结构,typedef语句,为一个已有的数据类型另外命名语法形式typedef已有类型名新类型名表;例如typedefdoublearea,volume;typedefintnatural;naturali1,i2;areaa;volumev;,自定义数据类型,枚举类型enum,只要将需要的变量值一一列举出来，便构成了一个枚举类型。枚举类型的声明形式如下：enum枚举类型名变量值列表;例如：enumweekdaysun,mon,tue,wed,thu,fri,sat;,自定义数据类型,枚举类型enum,枚举类型应用说明：对枚举元素按常量处理，不能对它们赋值。例如，不能写：sun=0;枚举元素具有缺省值，它们依次为：0,1,2,.。也可以在声明时另行指定枚举元素的值，如：enumweekdaysun=7,mon=1,tue,wed,thu,fri,sat;枚举值可以进行关系运算。整数值不能直接赋给枚举变量，如需要将整数赋值给枚举变量，应进行强制类型转换。,自定义数据类型,例2-11,设某次体育比赛的结果有四种可能：胜（win）、负（lose）、平局（tie）、比赛取消（cancel），编写程序顺序输出这四种情况。分析：由于比赛结果只有四种可能，所以可以声明一个枚举类型，声明一个枚举类型的变量来存放比赛结果。,自定义数据类型,#includeusingnamespacestd;enumgame_resultWIN,LOSE,TIE,CANCEL;intmain()game_resultresult;enumgame_resultomit=CANCEL;intcount;for(count=WIN;count=CANCEL;count+)result=(game_result)count;if(result=omit)coutThegamewascancelledn;elsecoutThegamewasplayed;if(result=WIN)coutandwewon!;if(result=LOSE)coutandwelost.;coutn;return0;,124,运行结果Thegamewasplayedandwewon!Thegamewasplayedandwelost.ThegamewasplayedThegamewascancelled,125,结构体结构的声明,结构的概念结构是由不同数据类型的数据组成的集合体。声明结构类型struct结构名数据类型成员名1；数据类型成员名2；：数据类型成员名n；;,自定义数据类型,结构体结构的声明,举例：structstudent/学生信息结构体intnum;/学号charname20;/姓名chargender;/性别intage;/年龄floatscore;/成绩charaddr30;/住址,自定义数据类型,结构体结构变量说明,变量说明形式结构名结构变量名；注意：结构变量的存储类型概念、它的寿命、可见性及使用范围与普通变量完全一致。结构变量说明在结构类型声明之后，二者也可同时进行。结构变量占内存大小可用sizeof运算求出：sizeof(运算量),自定义数据类型,结构体结构变量的初始化和使用,初始化说明结构变量的同时可以直接设置初值。使用结构体成员的引用形式：结构变量名.成员名,自定义数据类型,例2-12,结构体变量的初始化和使用#include#includeusingnamespacestd;structstudent/学生信息结构体intnum;/学号charname20;/姓名chargender;/性别intage;/年龄stu=97001,LinLin,F,19;voidmain()coutsetw(7)stu.numsetw(20)setw(3)stu.sexsetw(3)stu.age;,自定义数据类型,运行结果:97001LinLinF19,联合体,声明形式：union联合名数据类型成员名1；数据类型成员名2；：数据类型成员名n；;联合体类型变量说明的语法形式联合名联合变量名；引用形式：联合名.成员名,自定义数据类型,例：unionuareacharc_data;shorts_data;longl_data;,联合体,自定义数据类型,无名联合,无名联合没有标记名，只是声明一个成员项的集合，这些成员项具有相同的内存地址，可以由成员项的名字直接访问。例：unioninti;floatf;在程序中可以这样使用：i=10;f=2.2;,自定义数据类型,第三章函数,清华大学郑莉,C+语言程序设计,本章主要内容,函数的声明和调用函数间的参数传递内联函数带默认形参值的函数函数重载C+系统函数,函数的声明,函数是面向对象程序设计中，对功能的抽象函数声明的语法形式类型标识符函数名（形式参数表）语句序列,函数的声明与使用,若无参数，写void,是被初始化的内部变量，寿命和可见性仅限于函数内部,若无返回值，写void,函数的声明,形式参数表name1,name2,.,namen函数的返回值由return语句给出，例如：return0无返回值的函数（void类型），不必写return语句。,函数的声明与使用,函数的调用,调用前先声明函数原型：在调用函数中，或程序文件中所有函数之外，按如下形式说明：类型标识符被调用函数名（含类型说明的形参表）;调用形式函数名（实参列表）嵌套调用函数可以嵌套调用，但不允许嵌套定义。递归调用函数直接或间接调用自身。,函数的声明与使用,例3-1编写一个求x的n次方的函数,#includeusingnamespacestd;doublepower(doublex,intn);voidmain(void)cout5tothepower2ispower(5,2)ch;if(ch=1)value+=int(power(2,i);coutDecimalvalueisvalueendl;doublepower(doublex,intn)doubleval=1.0;while(n-)val*=x;return(val);,运行结果：Enteran8bitbinarynumber01101001Decimalvalueis105,142,例3-3编写程序求的值,其中arctan用如下形式的级数计算：直到级数某项绝对值不大于10-15为止；和x均为double型。,函数的声明与使用,#includeusingnamespacestd;voidmain()doublea,b;doublearctan(doublex);/函数原型声明a=16.0*arctan(1/5.0);b=4.0*arctan(1/239.0);/注意：因为整数相除结果取整，/如果参数写1/5，1/239，结果就都是0coutPI=a-bs;if(r*r=s*s)k=sqrt(tsin(r)*tsin(r)+tsin(s)*tsin(s);elsek=tsin(r*s)/2;coutkseed;/输入随机数种子srand(seed);/将种子传递给rand()sum=rolldice();/第一轮投骰子、计算和数,154,switch(sum)case7:/如果和数为7或11则为胜,状态为1case11:gamestatus=1;break;case2:/和数为2、3或12则为负,状态为2case3:case12:gamestatus=2;break;default:/其它情况,游戏尚无结果,状态为0,记下点数,为下一轮做准备gamestatus=0;mypoint=sum;coutpointismypointendl;break;,155,while(gamestatus=0)/只要状态仍为0,就继续进行下一轮sum=rolldice();if(sum=mypoint)/某轮的和数等于点数则取胜,状态置为1gamestatus=1;elseif(sum=7)/出现和数为7则为负,状态置为2gamestatus=2;/当状态不为0时上面的循环结束,以下程序段输出游戏结果if(gamestatus=1)coutplayerwinsn;elsecoutplayerlosesn;,156,rand函数原型：intrand(void);所需头文件：功能和返回值：求出并返回一个伪随机数srand函数原型：voidsrand(unsignedintseed);参数：seed产生随机数的种子。所需头文件：功能：为使rand()产生一序列伪随机整数而设置起始点。使用1作为seed参数，可以重新初化rand()。,157,introlldice(void)/投骰子、计算和数、输出和数intdie1,die2,worksum;die1=1+rand()%6;die2=1+rand()%6;worksum=die1+die2;coutplayerrolleddie1+die2=worksumab;couta、b的平方和：fun1(a,b)endl;,函数的声明与使用,intfun1(intx,inty)intfun2(intm);return(fun2(x)+fun2(y);intfun2(intm)return(m*m);运行结果：34a、b的平方和：25,163,递归调用,函数直接或间接地调用自身，称为递归调用。递归过程的两个阶段：递推：4!=43!3!=32!2!=21!1!=10!0!=1未知已知回归：4!=43!=243!=32!=62!=21!=21!=10!=10!=1未知已知,函数的声明与使用,例3-8求n!,分析：计算n!的公式如下：这是一个递归形式的公式，应该用递归函数实现。,函数的声明与使用,源程序：#includeusingnamespacestd;longfac(intn)longf;if(n0)coutn0,dataerror!n;y=fac(n);coutn!=ynk;coutn)return0;elseif(n=k|k=0)return1;elsereturncomm(n-1,k)+comm(n-1,k-1);,运行结果：1858568,169,例3-10汉诺塔问题,有三根针A、B、C。A针上有N个盘子，大的在下，小的在上，要求把这N个盘子从A针移到C针，在移动过程中可以借助B针，每次只允许移动一个盘，且在移动过程中在三根针上都保持大盘在下，小盘在上。,函数的声明与使用,分析：将n个盘子从A针移到C针可以分解为下面三个步骤：将A上n-1个盘子移到B针上（借助C针）;把A针上剩下的一个盘子移到C针上;将n-1个盘子从B针移到C针上（借助A针）;事实上，上面三个步骤包含两种操作：将多个盘子从一个针移到另一个针上，这是一个递归的过程。hanoi函数实现。将1个盘子从一个针上移到另一针上。用move函数实现。,#includeusingnamespacestd;voidmove(chargetone,charputone)coutputonem;coutthestepstomovingmdiskes:BC-BA-CB-AB-CA-C,174,函数的参数传递机制传递参数值,在函数被调用时才分配形参的存储单元。实参可以是常量、变量或表达式。实参类型必须与形参相符。传递时是传递参数值，即单向传递。,函数的声明与使用,函数的参数传递机制参数值传递举例,函数的声明与使用,例3-11输入两整数交换后输出,#includeusingnamespacestd;voidSwap(inta,intb);intmain()intx(5),y(10);coutx=xy=yendl;Swap(x,y);coutx=xy=yendl;return0;,函数的声明与使用,voidSwap(inta,intb)intt;t=a;a=b;b=t;运行结果:x=5y=10 x=5y=10,178,函数的参数传递用引用做形参,引用(声明一个引用时，必须同时对它进行初始化，使它指向一个已存在的对象。一旦一个引用被初始化后，就不能改为指向其它对象。引用可以作为形参voidswap(intvoidSwap(int,函数的声明与使用,运行结果:x=5y=10 x=10y=5,Swap(x,y);,182,内联函数声明与使用,声明时使用关键字inline。编译时在调用处用函数体进行替换,节省了参数传递、控制转移等开销。注意：内联函数体内不能有循环语句和switch语句。内联函数的声明必须出现在内联函数第一次被调用之前。对内联函数不能进行异常接口声明。,内联函数,例3-14内联函数应用举例,#includeusingnamespacestd;inlinedoubleCalArea(doubleradius)return3.14*radius*radius;intmain()doubler(3.0);doublearea;area=CalArea(r);coutarean;coutintegerm+n=add(m,n)y;coutc1.realc1.imaginary;coutc2.realc2.imaginary;c3=add(c1,c2);coutcomplexnumber(c1.real,c1.imaginary)+(c2.real,c2.imaginary)=(c3.real,c3.imaginarya;b=a*pi/180;coutsin(a)=sin(b)endl;coutcos(a)=cos(b)endl;couttan(a)=tan(b)VisualC+Documentation-UsingVisualC+-VisualC+ProgrammersGuide-Run-TimeLibraryReference-RunTimeRoutinesbyCategory-RunTimeRoutinesbyCategory,使用C+系统函数,第四章类与对象,C+语言程序设计,清华大学郑莉,本章主要内容,面向对象的思想OOP的基本特点类概念和声明对象构造函数,析构函数内联成员函数拷贝构造函数类的组合,回顾：面向过程的设计方法,重点:如何实现细节过程，将数据与函数分开。形式：主模块+若干个子模块（main()+子函数）。特点：自顶向下，逐步求精功能分解。缺点：效率低，程序的可重用性差。,面向对象的思想,面向对象的方法,目的：实现软件设计的产业化。观点：自然界是由实体（对象）所组成。程序设计方法：使用面向对象的观点来描述模仿并处理现实问题。要求：高度概括、分类、和抽象。,面向对象的思想,抽象,抽象是对具体对象（问题）进行概括，抽出这一类对象的公共性质并加以描述的过程。先注意问题的本质及描述，其次是实现过程或细节。数据抽象：描述某类对象的属性或状态（对象相互区别的物理量）。代码抽象：描述某类对象的共有的行为特征或具有的功能。抽象的实现：通过类的声明。,OOP的基本特点,抽象实例钟表,数据抽象：intHour,intMinute,intSecond代码抽象：SetTime(),ShowTime(),OOP的基本特点,抽象实例钟表类,classClockpublic:voidSetTime(intNewH,intNewM,intNewS);voidShowTime();private:intHour,Minute,Second;,OOP的基本特点,抽象实例人,数据抽象：char*name,char*gender,intage,intid代码抽象：生物属性角度：GetCloth(),Eat(),Step(),社会属性角度：Work(),Promote(),OOP的基本特点,封装,将抽象出的数据成员、代码成员相结合，将它们视为一个整体。目的是曾强安全性和简化编程，使用者不必了解具体的实现细节，而只需要通过外部接口，以特定的访问权限，来使用类的成员。实现封装：类声明中的,OOP的基本特点,封装,实例：classClockpublic:voidSetTime(intNewH,intNewM,intNewS);voidShowTime();private:intHour,Minute,Second;,特定的访问权限,OOP的基本特点,继承与派生,是C+中支持层次分类的一种机制，允许程序员在保持原有类特性的基础上，进行更具体的说明。实现：声明派生类第七章,OOP的基本特点,多态性,多态：同一名称，不同的功能实现方式。目的：达到行为标识统一，减少程序中标识符的个数。实现：重载函数和虚函数第八章,OOP的基本特点,c+中的类,类是具有相同属性和行为的一组对象的集合，它为属于该类的全部对象提供了统一的抽象描述，其内部包括属性和行为两个主要部分。利用类可以实现数据的封装、隐藏、继承与派生。利用类易于编写大型复杂程序，其模块化程度比C中采用函数更高。,类和对象,类的声明形式,类是一种用户自定义类型，声明形式：class类名称public:公有成员（外部接口）private:私有成员protected:保护型成员,类和对象,公有类型成员,在关键字public后面声明，它们是类与外部的接口，任何外部函数都可以访问公有类型数据和函数。,类和对象,私有类型成员,在关键字private后面声明，只允许本类中的函数访问，而类外部