C++程序设计课件谭浩强编着面向过程部分

C++程序设计（面向过程部分）本部分课程介绍C++语言的基本概念和语法，重点讲解面向过程程序设计的思想和方法。通过学习，您将掌握C++语言的基本语法、数据类型、运算符、控制语句等，并能编写简单的C++程序。C++概述C++是一种通用的编程语言，它支持面向过程编程和面向对象编程。C++扩展了C语言，并添加了面向对象特性，例如类、对象、封装、继承和多态性。C++的应用范围很广，包括系统软件、游戏开发、嵌入式系统等领域。C++是一个强大的工具，可以用于开发各种类型的应用程序。C++是由贝尔实验室的BjarneStroustrup于1979年开始开发的。最初它被称为"CwithClasses"，后来改名为C++。C++在1983年首次发布，并于1998年正式成为ISO标准。C++是一种编译型语言，这意味着源代码需要被编译成机器代码才能被执行。C++支持多种平台，例如Windows、macOS、Linux等。C++程序结构1头文件程序开始部分包含头文件，例如iostream，定义输入输出流操作。2命名空间使用usingnamespacestd;声明命名空间，以便使用标准库中的元素。3主函数程序的执行从main函数开始，定义程序的入口点。4函数体main函数包含程序逻辑，使用C++语法和语句编写代码。5返回值main函数返回一个整数值，表示程序执行结果，0代表成功。注释1解释代码注释可用于解释代码的含义，方便他人理解代码。2提高可读性注释可以帮助程序员更好地理解代码逻辑，使代码更容易阅读和维护。3调试代码注释可以帮助程序员在调试代码时快速定位问题，提高代码的调试效率。4避免错误注释可以帮助程序员避免一些常见的错误，例如代码逻辑错误或变量名错误。标识符和关键字标识符标识符用来给变量、函数、数组等命名。标识符必须以字母或下划线开头，后接字母、数字或下划线。关键字关键字是C++语言中预定义的标识符，具有特殊含义，不能用作标识符。常量和变量常量在程序运行过程中，其值不能改变的量。例如，圆周率π的值是3.1415926...使用关键字const声明常量。变量在程序运行过程中，其值可以改变的量。变量必须先声明，然后才能使用。声明变量时，要指定变量的数据类型。变量的命名变量名应该有意义，能够反映变量的作用。变量名不能与关键字相同。变量名区分大小写。基本数据类型整型(int)用于存储整数，例如10、-5、0等。整数类型可以根据实际情况选择合适的类型，如short、long、longlong等。浮点型(float、double)用于存储小数，例如3.14、-2.718等。double类型比float类型精度更高，占用内存空间也更大。字符型(char)用于存储单个字符，例如'A'、'b'、'0'等。字符型数据通常使用单引号括起来。布尔型(bool)用于表示真值或假值，只有两个取值：true或false。布尔型数据在逻辑运算中使用。表达式和运算符算术运算符包括加（+）、减（-）、乘（*）、除（/）、取余（%）。赋值运算符将右边的值赋给左边的变量，例如“=”。关系运算符比较两个操作数的大小关系，例如“>”、“<”、“==”。逻辑运算符用于连接多个关系表达式，例如“&&”、“||”、“!”。输入输出语句1输入输出流C++使用流来处理输入输出。2标准输入流cin用于接收键盘输入。3标准输出流cout用于将数据输出到屏幕。4标准错误流cerr用于将错误信息输出到屏幕。C++中的输入输出流提供了灵活的输入输出功能。可以通过cin获取用户输入，使用cout输出结果，使用cerr输出错误信息。程序控制结构1顺序结构语句按顺序执行2选择结构根据条件选择执行语句3循环结构重复执行语句程序控制结构决定程序执行的流程和顺序。顺序结构是最基本的结构，语句按顺序执行。选择结构根据条件选择执行不同的语句。循环结构重复执行语句，直到满足条件。if-else语句if语句如果条件表达式为真（非零），则执行if语句块中的代码。否则跳过该语句块，继续执行后面的代码。else语句当if语句中的条件表达式为假（零）时，执行else语句块中的代码。if-else语句if-else语句提供了一种选择执行路径的方式，根据条件表达式的真假，选择执行不同的代码块。switch语句1表达式switch语句中表达式的结果2case标签每个case标签对应一个值3匹配程序比较表达式结果与case标签的值4执行语句如果匹配成功，执行对应case标签的语句5break用于跳出switch语句switch语句是C++中一种多路分支语句，根据表达式的结果选择执行不同的代码块。它提供了一种更清晰、更易读的方式来处理多个条件分支。while语句循环条件while语句用于重复执行一段代码，直到循环条件为假。循环体循环体包含要重复执行的代码块，在每次循环开始时，都会先判断循环条件是否为真，如果为真则执行循环体，否则退出循环。循环控制循环体中的语句可能会改变循环条件的值，从而控制循环的次数，例如，可以使用计数器变量来控制循环的次数，或者使用条件判断来控制循环的结束。do-while语句1循环体执行语句块2条件判断判断循环条件3循环结束条件为假时结束do-while语句是一种后测试循环，先执行循环体，然后判断条件是否成立。如果条件为真，则继续循环；如果条件为假，则退出循环。for语句1语法结构for循环是C++中常用的循环结构。它包含三个部分：初始化、条件判断、循环体和循环后的表达式。2执行流程for循环首先执行初始化表达式，然后判断条件表达式是否为真。如果为真，则执行循环体，然后执行循环后的表达式。3应用场景for循环常用于遍历数组、字符串等数据结构，以及执行固定次数的循环操作。函数11.模块化函数将代码分解成独立模块，提高代码的可读性和可维护性。22.代码重用函数可以被多次调用，避免重复编写相同代码，提高开发效率。33.参数传递函数可以接收参数，实现代码的灵活性，完成不同的任务。44.返回值函数可以返回结果，方便在其他代码段中使用。函数定义1函数定义语法函数定义包含函数类型、函数名、参数列表和函数体。函数类型指函数返回值的类型，函数名是函数的标识符，参数列表定义函数接受的参数，函数体包含函数执行的语句块。2函数类型函数类型指函数返回值的类型，可以是基本数据类型，如int、float、double，也可以是自定义数据类型，如结构体、类等。3函数体函数体包含函数执行的语句块，可以包含变量声明、表达式、控制语句、函数调用等。函数体必须以左花括号{开始，以右花括号}结束。函数调用函数调用是使用函数名称及其参数来执行函数代码的过程。1函数定义定义函数的代码块2函数调用使用函数名执行代码3参数传递将值传递给函数4返回值函数执行结果函数调用是C++程序中一种常用的技术，它允许重复使用代码，并简化程序结构。函数调用类似于执行一段预定义的代码，并将参数传递给函数，以影响函数的执行结果。值传递和引用传递值传递函数调用时，将实参的值复制到形参。形参的改变不会影响实参。引用传递函数调用时，将实参的地址传递给形参。形参的改变会直接影响实参。缺省参数定义在函数声明时，可以为函数参数指定一个默认值。调用如果调用函数时没有为缺省参数提供实参，则使用默认值。灵活缺省参数使函数调用更灵活，方便在不同情况下使用。函数重载同名函数在同一个作用域中，可以定义多个同名函数，只要它们的形参列表不同即可。形参列表形参列表是指函数的参数类型、参数个数或参数顺序不同。编译器选择编译器根据函数调用时的实参类型和个数来选择调用哪个函数。递归函数函数自身调用递归函数是一种函数，它在定义中调用自身。递归函数通常用于解决可以分解成较小相同子问题的问题。递归函数通过不断分解问题直到遇到一个简单情况，然后逐步解决子问题，最终得到整个问题的答案。经典示例阶乘函数就是递归函数的经典示例。阶乘函数的定义是：一个非负整数的阶乘是所有小于等于该整数的正整数的乘积。例如，5的阶乘是5*4*3*2*1=120。阶乘函数可以使用递归实现，因为阶乘的定义本身就是一个递归的定义：5的阶乘等于5乘以4的阶乘。4的阶乘又等于4乘以3的阶乘，以此类推，直到1的阶乘等于1。数组定义数组是相同数据类型元素的有序集合。它们在内存中连续存储，使用单个名称访问所有元素。优点数组提供了一种高效的存储和访问数据的方式。它们允许我们使用循环遍历和操作多个元素，从而提高代码的效率。一维数组1定义一维数组是一种数据结构，它包含多个相同类型元素的集合。在C++中，可以使用以下语法定义一维数组：2存储每个元素在内存中分配连续的位置，可以使用下标访问数组元素。3操作可以使用循环或迭代器访问、修改和处理数组元素，完成各种操作。二维数组存储结构二维数组存储元素以行和列的形式排列，类似于表格。内存分配在内存中，二维数组以连续的内存空间存放，行与行之间紧密相连。访问元素通过两个下标访问元素，第一个下标表示行号，第二个下标表示列号。字符串字符串定义字符串是字符的序列，由字符构成。字符串存储C++中，字符串通常存储在字符数组中。字符串操作C++提供丰富的字符串操作函数，如字符串拼接、比较、查找等。指针内存地址指针变量存储的是内存中其他数据的地址。指向变量的指针，存储的就是该变量的地址。间接访问使用指针可以间接访问内存中的数据。指针解引用运算符（*）用于访问指针指向的内存位置中的数据。动态分配指针允许动态分配内存空间，可以在程序运行时根据需要分配和释放内存。效率提升指针可以提高程序效率，尤其是处理大型数据结构时，指针访问内存的速度比通过索引访问更快。指针的基本运算1取地址运算符使用&来获取变量的地址。2取值运算符使用*来访问指针指向的内存单元的值。3指针加减运算指针加减整数时，实际是偏移地址。4指针比较运算比较两个指针的地址大小，判断其指向内存位置的前后关系。指针与数组指针指向数组元素指针可以指向数组的第一个元素，并通过指针移动访问后续元素。指针运算指针运算可以实现数组元素的访问，例如指针加减操作可以移动指针位置。内存访问指针提供了一种直接访问内存地址的方式，这对于高效地操作数据非常有用。内存动态分配什么是内存动态分配？动态内存分配是指在程序运行时，根据需要向系统申请内存空间，而不是在编译时预先分配。如何动态分配内存？使用`new`运算符，可以申请指定类型大小的内存，并返回指向该内存空间的指针。为什么要动态分配？动态内存分配可以根据程序运行时的实际需求分配内存，避免浪费内存空间。如何释放内存？使用`delete`运算符释放动态分配的内存空间，避免内存泄漏。结构体结构体定义使用struct关键字定义结构体类型，包含多个数据成员。结构体可以用来表示一个对象的属性和方法。结构体实例化用结构体类型定义