数据结构实用教程补充知识.ppt
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1、C程序设计 (第二版),新世纪计算机基础教育丛书丛书 主编 谭浩强,总 目 录,第1章 C语言概述 第2章 程序的灵魂算法 第3章 数据类型、运算符与表达式 第4章 最简单的C程序设计顺序程序设计 第5章 选择结构程序设计 第6章 循环控制 第7章 数组 第8章 函数,第9章 预处理命令 第10章 指针 第11章 结构体与共用体 第12章 位运算 第13章 文件 第14章 C+对C的扩充 第15章 C+的面向对象基础 第16章 常见错误和程序调试,C+的特点 最简单的C+程序 C+的输入输出 运算符和函数的重载 * 带缺省参数的函数 变量的引用类型 作用域运算符 动态分配/撤销内存的运算符ne
2、w和delete 结构、联合和枚举名都是类型名,C+ 对 C 的 扩 充,1. C+的特点 C语言是结构化和模块化的语言,它是面向过程的。在处理较小规模的程序时,程序员用C语言较得心应手。但是当问题比较复杂、程序的规模比较大时,结构化程序设计方法就显出它的不足。 C程序的设计者必须细致地设计程序中的每一个细节,准确地考虑到程序运行时每一时刻发生的事情,例如各个变量的值是如何变化的,什么时候应该进行哪些输入,在屏幕上应该输出什么等。这对程序员的要求是比较高的,如果面对的是一个复杂问题,程序员往往感到力不从心。当初提出结构化程序设计方法的目的是解决软件设计危机,但是这个目标并未完全实现。,为了解决
3、软件设计危机,在20世纪80年代提出了面向对象的程序设计(Object-Oriented programming,简称OOP) ,在这种形势下,C+应运而生。C+是由贝尔实验室的Bjarne Stroustrup博士及其同事在C语言的基础上开发成功的。 C+保留了C语言原有的所有优点,增加了面向对象的机制。C+与C完全兼容,用C语言写的程序可以不加修改地用于C+。从C+名字可以看出它是对C的扩充,是C的超集。它既可以用于结构化程序设计,又可用于面向对象的程序设计,因此它是一个功能强大的混合型的程序设计语言。,使用C+必须事先安装C+编译系统,在windows系统下可以使用Visual C+ 6
4、.0。 C源程序的后缀一般为.c, C+源程序的后缀一般为.cpp (为C plus plus的缩写,即C+)。 在Visual C+ 6.0开发环境中,既可以使用C语言,也可以使用C+语言。它有两个编译系统,根据源程序文件名的后缀是 .c还是.cpp来决定使用哪个编译系统。 如上所述,面向对象程序设计方法主要是解决大型软件的设计问题。只有编写过大型程序的人才会体会到C的不足和C+的优点。,C+对C的“增强”,表现在两个方面: (1) 在原来面向过程的机制基础上,对C语言的功能做了不少扩充。 (2) 增加了面向对象的机制。 本章介绍C+对C功能的扩充。,2. 最简单的C+程序 例:输出一行字符
5、。 #include #include /* 本程序的作用是输出一行字符 */ void main( ) printf(“This is a c+ program. n“); cout “ This is a c+ program. n“ ; /本行输出一行字符 本程序和以前见过的C程序有什么不同?,除了可以用 /*/ 形式 的注释行外,还允许使用 以/ 开头的注释。,用cout进行输出,#include命令将该头文件iostream.h“包含”进来,C/C+中包含文件的语句,文件包含:是指一个源文件可以将另外一个源文件的全部内容包含进来。 格式 #include “文件名” 或:#inclu
6、de 在作预处理时,从磁盘上读取被包含文件的内容,然后将它插入到 include命令处,成为源程序的一部分。,说明: 1.一个include命令只能指定一个被包含文件。 2.文件名可以用双引号或尖括号括起来。 #include “file2.c” 先在 用户当前目录中查找, 若无,再按系统标准方式查找 file2.c #include 按系统标准方式查找 file2.c 3.被包含文件与所在文件经预编译后成为一个文件。 4. 文件包含可嵌套,(1) 在C+程序中一般习惯在主函数main前面加了一个类型声明符void,表示main函数没有返回值。 (2) 除了可以用 /*/ 形式的注释行外,还允
7、许使用以/ 开头的注释。从程序最后一行中可以看到:以/开头的注释可以不单独占一行,它出现在语句之后。编译系统将/ 以后到本行末尾的所有字符都作为注释。应注意:它是单行注释,不能跨行。C+的程序设计人员多愿意用这种注释方式,它比较灵活方便。 (3) 除了可以用printf函数输出信息外,还可以用cout进行输出。cout要与运算符配合使用,程序中cout的作用是将运算符右侧的内容送到输出设备中输出。 (4) 使用cout需要用到头文件iostream.h,在程序的第一行用#include命令将该头文件“包含”进来。,#include #include /* 本程序的作用是输出一行字符 */ vo
8、id main( ) printf(“This is a c+ program. n“); cout “ This is a c+ program. n“ ; /本行输出一行字符 程序运行时输出: This is a c+ program. This is a c+ program. 可以看到程序中最后两个语句的作用相同,都是输出This is a c+ program.。,3. C+的输入输出 在C语言中文件不是由记录构成的。对文件的存取是以字节为单位的,对一个C文件的输入和输出是一个字节流。 输入和输出的数据流的开始和结束只受程序控制而不受物理符号(如回车换行符)的控制。这种文件称为流式文
9、件。在输入操作中,字节从输入设备流向内存,在输出操作中,字节从内存流向输出设备。 C+为了方便使用,除了可以利用printf和scanf函数进行输出和输入外,还增加了标准输入输出流cout和cin。cout是由c和out两个单词组成的,代表C+的输出流,cin是由c和in两个单词组成的,代表C+的输入流。它们是在头文件iostream.h中定义的。在键盘和显示器上的输入输出称为标准输入输出,标准流是不需要打开和关闭文件即可直接操作的流式文件。,C+预定义的标准流如表1所示。 表 1,3.1 用cout进行输出 cout必须和输出运算符一起使用。 ( 常称为“插入运算符” )。 例如:cout“
10、Hello!n”; 也可以不用n控制换行,在头文件iostream.h中定义了控制符endl代表回车换行操作,作用与n相同。 可以在一个输出语句中使用多个运算符 将多个输出项插入到输出流cout中 。 运算符的结合方向为自左向右,因此各输出项按自左向右顺序插入到输出流中。例如:,可以在一个输出语句中使用多个运算符 将多个输出项插入到输出流cout中,运算符的结合方向为自左向右,因此各输出项按自左向右顺序插入到输出流中。 例如: for (int i=1; i=3;i+) cout“count=“iendl; 输出结果为: count=1 count=2 count=3 注意:每输出一项要用一个
11、 符号。 不能写成 couta,b,c,“A“; 形式。,C+允许对变量的声明放在程序的任何位置(但必须在使用该变量之前)。这是C+对C限制的放宽。,用cout和 可以输出任何类型的数据, 如: float a=3.45; int b=5; char c=A; cout“a=”a“,”“b=”b“, “c=“cendl; 输出结果为 a=3.45,b=5,c=A,输出时未指定数据的类型,系统会自动按数据的类型进行输出,如果要指定输出所占的列数,可以用控制符setw设置 注意:若使用setw,必须包含头文件 iomanip.h, 如: cout“a=“setw(6)aendl“b=“setw(6
12、)bendl “c=“setw(6)cendl; 输出结果为: a= 3. 45 b= 5 c= A,setw(6) 是为后面一个输出项预留6列,如输出项的长度不足6列则数据默认向右对齐,若超过6列则按实际长度输出,在C+中将数据送到输出流称为“插入” (inserting) ,或“放到”(putting) 。 常称为“插入运算符”。,3.2 用cin进行输入 输入流是指从输入设备向内存流动的数据流。 标准输入流cin是从键盘向内存流动的数据流。用 运算符从输入设备键盘取得数据送到输入流cin中,然后送到内存。 在C+中,这种输入操作称为“提取” 或“得到” 。 常称为“提取运算符”。,cin
13、要与 配合使用。例如: int a; float b; cinab; /输入一个整数和一个实数。 注意不要写成cina,b; 可以从键盘输入: 20 32.45 (数据间以空格分隔) a和b分别获得值20和32.45。,用cin和 输入数据同样不需要在本语句中指定数据类型,例: cin与cout一起使用。 #include void main( ) coutname; cinage; cout“your name is “nameendl; cout“your age is “ ageendl; ,对变量的定义放 在执行语句之后,运行情况如下: please enter your name a
14、nd age: Wang-li 19 your name is Wang-li your age is 19 C+允许对变量的声明放在程序的任何位置(但必须在使用该变量之前)。这是C+对C限制的放宽。,函数和运算符的重载 重载: 是对一个符号或一个名字(字符)赋予多重的意义。,函 数 的 重 载,用C语言编程时,有时会发现有几个不同名的函数,实现的是同一类的操作。例如要求从3个数中找出其中最大者,而这3个数的类型事先不确定,可以是整数、实数或长整数。程序设计者必须分别设计出3个函数,其原型为:,int max1(int a, int b, int c); (求3个整数中的最大者) float
15、max2(float a, float b, float c); (求3个实数中的最大者) long max3(long a, long b, long c); (求3个长整数中的最大者) C语言规定在同一作用域(如同一文件模块中)中不能有同名的函数,因此3个函数的名字不相同。,C+允许在同一作用域中用同一函数名定义多个函数,这些函数的参数类型不同或参数个数不同。这就是函数的重载,即一个函数名多用。 对上面的问题可以编写如下的C+程序。 例:求3个数中最大的数(分别考虑整数、实数、长整数的情况)。,#include int max(int a, int b, int c) /求3个整数中的最大
16、者 if (ba) a=b; if (ca) a=c; return a; float max(float a,float b, float c) /求3个实数中的最大者 if (ba) a=b; if (ca) a=c; return a; long max(long a,long b,long c) /求3个长整数中的最大者 if (ba) a=b; if (ca) a=c; return a; ,void main( ) int a,b,c; float d,e,f; long g,h,i; cinabc; cindef; cinghi; int m; m= max(a,b,c); /调
17、用int max(int a, int b, int c) cout “max-i=“mendl; float n; n=max(d,e,f);/调用float max(float a,float b, float c) cout“max-f=“nendl; long int p; p=max(g,h,i); /调用long max(long a,long b,long c) cout“max-l=“pendl; ,运行情况如下:,8 5 -6 56.9 90.765 43.1 67543 567 78123 max-i=8 (3个整数的最大值) max-f=90.765 (3个实数的最大值)
18、 max-l=78123 (3个长整数的最大值) main函数3次调用max函数,每次实参的类型不同。系统会根据实参的类型找到与之匹配的函数,然后调用该函数。 上例3个max函数的参数个数相同而类型不同。 另外的例子参数个数也可以不同,见下例。,另外的例子参数个数也可以不同,见下例。 例:求n个整数中的最大数。n的值为2和3。 #include int max(int a, int b, int c) /求3个整数中的最大者 if (ba) a=b; if (ca) a=c; return a; int max(int a, int b) /求两个整数中的最大者 if (ab) return
19、a; else return b; void main( ) int a=7,b=-4,c=9; coutmax(a,b,c)endl; /输出3个整数中的最大者 coutmax(a,b)endl; /输出两个整数中的最大者 运行情况如下: 9 7,两次调用max函数的参数个数不同,系统会根据参数的个数找到与之匹配的函数并调用它。 参数的个数和类型可以都不同。 应当注意:重载函数的参数个数或类型必须至少有一者不同,函数返回值类型可以相同也可以不同。但不允许参数个数和类型都相同而只有返回值类型不同,因为系统无法从函数的调用形式上判断哪一个函数与之匹配。,运算符的重载(多重定义) 在C/C+语言中
20、用到了 插入运算符。 这两个运算符本来是左移运算符和右移运算符,现在把它作为输入输出运算符。即允许一个运算符用于不同场合,有不同的含义,这就叫运算符的“重载”(overloading),即重新赋予运算符新的含义。其实就是“一物多用”。 也可对+、-、*、/ 这些算术运算符进行重载,使其不只能进行整数或浮点数的运算,还能进行复数的运算。,下面的例子是对语言中的关系运算符进行重载,使得记录和记录之间、记录同其中一个域类型的数据之间也能进行比较。 假定一种记录类型为:,Struct pupil char pnum8; int grade; ,1.4.4(程序1-17.cpp),下面是对具有pupil
21、类型的两个记录进行相等运算符(=)重载的函数,boolean operator = (pupil r1, pupil r2) if (strcmp(r1.pnum, r2.pnum)=0) return True; else return False; ;,下面是对具有pupil类型的一个记录和一个字符串进行相等运算符(=)重载的函数。,boolean operator = (pupil r, char * key) if (strcmp(r.pnum, key) = 0) return True; else return False; ;,下面是对具有pupil类型的两个记录进行大小比较运算
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