第1章C程序设计基础.ppt

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1、第一部分 C+结构化程序设计,第一章 C+程序设计基础,本章内容, C+语言概述 计算机中的数据与编码 C+程序开发过程 C+程序实例 基本数据类型 常量、变量及引用 运算符与表达式 基本输入/输出,1.1 C+语言概述,1. C+语言与程序设计,语言: 人类交流思想的工具 程序设计：就是将解决某个问题的过程用程序设计语言描 述出来，计算机按这个描述去逐步实现。 程序设计语言：编写程序的语言。 与+语言,2. 程序设计语言分为,结构化程序设计语言（第14章） 面向对象程序设计语言（第511章）,计算机中的信息可以分为两大类： 控制信息:是控制 计算机完成各种操作的指令和控制字。 数据信息:计算

2、机加工的对。包括数字信息、文字信息 以及各种图形、图像、声音等。,1.2 计算机中的数据,无论是那种数据，在计算机内部都要转换成二进制数后，计算机才能对其进行传送、存储和加工处理。,1.2.1 进位计数制,在计算机中使用的数据有二进制、十进制、八进制和十六进制。 无论哪种数制，它们的共同之处都是进位计数制。 如果数制仅采用R个基本符号，称为R进制。其中R称为基数。 任意一个R进制数N都可以用一个式子展开：,其中：m、n是正整数，m是每个数位上的值， m的取值范围0 R-1 。,进制 基数 进位 使用符号 二进制 2 逢2进位 0、1 八进制 8 逢8进位 0、1、2、3、4、5、6、7 十进制

3、 10 逢10进位 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9 十六进制 16 逢16进位 0、1、2、3、4、 5、6、7、8、9、 A、B、C、D、E、F,常用进位计数制,1）R制数到十进制数的转换方法是： 将要转换的数按权展开，各位数字与它的权相乘，最后求的和就是十进制数。 例如： (1101.01)2=123+12202112002 -112-2 =(13.25)10 (205.4)8=28208158 048 1=(133. 5)10 (AF.8)16= 1016 1 15160816 -1 =(175. 5)10,1.2.2 不同数制之间的转换,2）十进制数到R制数的转换方法是：,十进

4、制的整数部份和小数部份分别转换，然后再拼接起来。 整数部份：连续除以R进制的R，直到商为0，将每次除以R的 余数自下而上排列，即构成R进制的整数部分。 小数部份：小数部分连续乘以R进制的R，每次取积的整数， 并将其自上而下排列，直到小数部份为0或规定精 度为止。,例如：将(237.625)10 转换为二进制 整数部分除2取余 余 数 整数 小数部分乘2取整 2 |2 3 7 1 0. 6 2 5 2 |1 1 8 0 取 2 2 |5 9 1 1 1. 2 5 0 2 |2 9 1 值 0. 2 5 2 |1 4 0 2 2 | 7 1 方 0 0. 5 0 2 | 3 1 2 2 | 1 1

5、 向 1 1. 0 0 转换结果为：(237.625)10=(11101101.101)2,例如：将(237.625)10转换为十六进制： 整数部分除16取余 余数 整数 小数部分乘16取整 16 |2 3 7 D (13) 取 0. 6 2 5 16 |1 4 E (14) 值 1 6 0 方 A 10. 0 0 0 向 转换结果为：(237.625)10=(ED.A)16,3）二、八、十六进制之间的转换,二进制与八进制之间转换方法： 以小数点为界，左右分别按3位一划分，两头不够3位时补0， 将划分的3位数按八进制数读出即可。 例如：将二进制10100110101.0111转换成八进制： 0

6、 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 . 0 1 1 1 0 0 2 4 6 5 . 3 4 因此：(10100110101.01110)2=(2465.34)8,将八进制转换成二进制时，将每位八进制数用3位二进制表示出来即可。,二进制与十六进制之间转换方法： 以小数点为界，左右分别按4位一划分，两头不够4位时补0，将划分的4位数按十六进制数读出即可。 例如将二进制11110110101.101 转换成十六进制： 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 . 1 0 1 0 7 B 5 . A 因此：(11110110101.101)2=(7B5.A)16,将十六进制转换成二进制

7、时，将每位十六进制数用4位二进制表示出来即可。,1.2.2 二进制信息的存储单位,位(bit)：二进制的1位，是计算机中数据处理的最小单位。 字节(Byte)：8位二进制位组成一个字节（1Byte=8bit）。 常用来描述容量的单位有： 千字节（KB），1KB=1024bit 兆字节（MB），1MB=1024KB 千兆字节（GB），1GB=1024MB 字(Word)：独立的信息处理单位，又称为计算机字。,1.2.3 非数值数据的表示,字符编码： ASCII（American Sandard Code for Information Interchange）码。 ASCII用一个字节中的7位二

8、进制位来表示一个字符，每个 字符唯一对应一个ASCII码，最多可表示27=128个字符。,汉字编码: 汉字在计算机内部也采用二进制的数字化编码。 广泛应用GB2312-80（国家标准信息交换用汉字编码)， 简称国标码，采用二字节编码. 3) 国标码共编码了7445个图形字符，其中6763个汉字和682 个非汉字符号。,1.3 C程序开发过程：,1.4 程序实例,例1： 在屏幕输出Hello,you are welcome!,/* Hello program */ #include void main() coutHello,you are welcome!; /你好,欢迎你! ,程序说明: 两

9、种注释 编译预处理行 main( )函数： void、函数体、程序执行处 语句:一行可以写若干条语句，每个语句用“;”作为结束。,例2：编写程序从键盘任意输入2个数，输出这2个数的和。,#include void main() int a,b,n; cout ab; n=a+b; couta+b=nendl; ,程序说明： 第行为变量定义 第4行是输出语句 第行输入 第行是赋值运算 第行中endl也可以用“”代替，表示换行。,例3： 由两个函数组成的+程序,#include int fmax(int a, int b) if(ab) return a; else return b; main(

10、 ) int v1, v2; coutv1v2; cout两个数中较大数是：fmax(v1, v2)endl; return 0; ,1.5 基本数据类型,程序中处理的数据分为不同的类型。类型不同，存储方式 和使用的场合也不同。,数组类型 结构类型（struct） 联合类型（union） 枚举类型（enum） 类类型 （class）,基本数据类型：+系统已定义的类型。可以直接利用这些 类型名来定义数据。,类型名 说明 字节 取值范围 bool 布尔型 1 true，false singned char 有符号字符型 1 -128+127 unsigned char 无符号字符型 1 255 s

11、igned short int 有符号短整型 2 -3276832767 unsigned short int 无符号短整型 2 65535 signed int 有符号整型 4 -2147483648+2147483647 unsigned int 无符号整型 4 04294967295 signedlong int 长整型 4 -2147483648+2147483647 unsigned long int 无符号长整型 4 4294967275 float 浮点型 4 3.410-383.410+38 double 双浮点型 8 1.710-383.410+38 long double

12、长双浮点型 10 3.410-49323.410+4932,.6 常量、变量及引用,.6. 常量 程序中可以直接使用的常数称为常量 常量分为: 整型 浮点型 字符型 字符串常量 布尔常量,1）整型常量 十进制整数: 由数字组成的正负整数，如、15、247。 八进制整数: 以数字开头的整数,由数字组成，如015，0238。 十六进制整数: 以0x或0X开头的整数,由数字和字母（或大 写）组成。例如：0x516，0x8AB，0xb2ff。 八进制和十六进制只能表示无符号整数. 任一整型常数后跟字母(或)时，为长整型.如:12345L 任一整型常数后跟字母(或)时，为无符号整型.如:7895,浮点型

13、数由整数部分和小数部分组成。 浮点型常数有两种形式： 小数形式：3.14159，0.55，123.0。 指数形式：+5.25e-8 0.567805、 其中：+5.25e-8 表示 +5.2510-8 0.5678+05 表示 0.5678105,)浮点型常量(又称实型),指数形式表示浮点型数时e(或E)前可以是整数或小数，但后的指数部 分必须是整型数。 浮点型数总是按double类型存储的，只有在数的后面加上才按float类 型存储，如1.234E-6f。 长双精度（long double）型常量通常在双精度数后面加上l或L表示，如 1.2345e-12L。,说明：,) 字符型常量,字符型常

14、量是用单引号括起来的单个字符 例如: A、S、*、 、 n,说明:,字符型常量中的单引号作为定界符，不是字符型常量内容。 字符型常量具有数值，其值就是该字符的ASCII码值。而且值可以作为 整数参与运算： 如 +5 结果为字符 如 9 - 6 结果为数字字符 如 A+32 结果为 结果为整数。 可以是ASCII字符集中任意可打印字符，包括空格. 转义字符(见表-3 ）,) 字符串常量,用双引号括起来的一串字符。 例如：This is a string ABC xyzn 1234 中国_天津,说明：,字符串中可以包含空格、转义字符、中文字符等。 双引号作为字符串的定界符，计算字符串长度时双引号不

15、计算在内。 编译程序在存储字符串常量时自动在字符串最后加一个0作为一个字 符串的结束标志，0占一个字节位置。 一个字符占一个字节，一个汉字占两个字节。 在程序设计中字符串通常用字符数组或字符指针存放。,) 布尔常量 布尔常量仅有两个值，即true（真）和false（假）。,6) 符号常量,为常量起一个名字，称为符号常量。 符号常量在使用前必须进行说明。符号常量的说明形式为： const 数据类型名 常量名常量值； 或数据类型名 const 常量名常量值； 例如： const int m=100; const float pi=3.14159；,说明：,符号常量在说明时一定要赋初值，其值程序中不

16、能修改。 符号常量名不要和一般变量名重名。 使用符号常量可以提高程序的可读性，增强程序的可维护性。,1.6. 变量,1) 标识符 用来为变量、符号常量、数组、函数、类型等命名。 命名标识符有以下规则： 必须由字母、下画线和数字组成 第个字符应是字母或下画线字符 例如：a、x1、data_5、count等为合法的标识符 标识符的长度视具体的编译系统而定。 不能使用+的关键字作为标识符，例如：int、for等 +中变量名区分大小写，因此ex1和 EX是两个不同 的变量名,2）变量 在程序中可以改变值的量称为变量。,每个变量在内存中占有一定的存储单元，该存储单元中存 放变量的值。在程序设计中可以根据

17、需要改变变量的值。 每个存储单元都有一个地址。,12.345,变量名,X1,变量值,存储单元,3) 定义变量 程序中的变量名在使用之前必须定义。,例如： char a,b,c； /定义、为字符型变量 int ，y； /定义、为整型变量 long int s1,s2； /定义s1、s2为长整型变量 float data_1, data_2； /定义data1_1、 data_2为浮点型变量 double w1,w2 /定义w1、w2为双精度型变量 unsigned , n； /定义、n为无符号整型变量,4）变量的初始化 变量在定义的同时可以给其赋值。,例如： char A； int =0，=12

18、 ； double w1=12.3456, w2= -0.4567e-4； char ch(B)； long int x1(1)，y1(100)； double data1(12.056), data2( -0.12345e-4)；,程序举例：,#include void main( ) int d1=5, d2=20; double x1=12.5, x2=-5.0; char ch1(*), ch2(A); coutd1+d2endl; coutx1-x2endl; coutch1“ “ch2+3endl; ,25 17.5 * D,运行结果：,.6.3 引用 程序中定义过的变量名再给它另

19、一个名字，这个名字称为引用(reference)。,说明引用的形式为： 数据类型 引用名变量名； 或 数据类型 引用名（变量名)； 其中：变量名是已经定义过的一个变量名； “”是说明引用的符号； 数据类型是被引用变量名的类型。 例如： int a; int ,变量名和引用名是对同一个存储单元的操作,注意：,程序举例：,#include void main() int a(5); int ,输出结果： 5 10 10,存储单元示意：,1.6.4 枚举类型,将一些可能取值的量一一列举出来，称为枚举类型。,说明枚举类型的形式为： enum 枚举类型名枚举元素； 其中：enum是用于说明枚举类型的关键

20、字。 每个枚举元素就是枚举常量值。 例如： enum colourred，yellow，blue，white，black；,定义枚举型变量形式： enum colourred，yellow，blue，white，blackc1，c2； 或 enum colour m1，m2；,枚举型使用说明：,1)枚举元素在说明后都自动有一个整数值。 例如：colour中，red的值为，yellow的值为， black的值为。 可以在说明枚举类型时另指定一个整数值，指定元素后边的 各元素值按增的顺序重新排列，而没有指定的元素值仍按 系统自动给定的值。 例如：enum d east，west，south10，n

21、orth； south的值10，north的值为11，east的值为，west值为。 2)仅能给枚举变量赋枚举元素值。 3)枚举变量进行增或减,比较运算。 4)枚举变量不能用于输入，输出时仅输出枚举值的顺序号。,.7 运算符与表达式,表达式由操作数和运算符组成 操作数: 常量、变量及函数调用。 运算符: 对操作数进行的运算和处理。,+的表达式既可以单独作为语句使用，也可 以在其他语句中作为测试的条件以及调用函数 的参数使用。 +提供了丰富的运算符。以下分别介绍。,1.7.1 算术运算符与算术表达式,算术运算符包括: （加） （减） * （乘） （除） （取余）,使用规则:,、*、与一般数学运算

22、相同，其中“”可作一元运算符使用， 表示取负。 优先级为： 先 *、，后、 。 两个整型数相除，取商的整数部分。例如:8/5 结果为，5/8结果为。 两实型数相除，结果为实型数，例如: 8.05.0结果为1.6。 用于求两个整数相除的余数，例如:5 为，而105 为0 。 参加运算的两个操作数的类型不同时，按由低到高规则转换后计算。,int a=10, b=4; double x=1.5; char c1=A; long w=12345; 表达式 1: (a+b)*x-w/c1 表达式 2: a*x-b*x+w/15+(c1+4),算术表达式举例：, 表达式1和表达式2的计算过程及最后类型。,

23、讨论：,1.7.2 位操作运算符 用于对二进制数值的位进行运算,位操作运算符分为逻辑位操作运算符和移位运算符： 逻辑位操作运算符: 按位“与”，两操作数逐位求“与” 按位“或”，两操作数逐位求“或” 按位“异或”，两操作数逐位相加不进位 求反，一元运算符，将操作数逐位取反 移位运算符： 二进制左移，将操作数左移指定位数 二进制右移，将操作数右移指定位数,使用规则:,参加位操作的操作数必须是整型常数或整型变量。 逻辑位操作运算符的使用形式为： 操作数 操作数 操作数 操作数 操作数 操作数 操作数 移位运算符的使用形式为： 操作数操作数 将操作数左移操作数指定的位数 操作数操作数 将操作数右移操

24、作数指定的位数,例如： int a=15, b=125 ; a /b左移2位,1.7. 赋值运算符与赋值表达式,1）简单赋值运算符,形式为： 变量操作数 其中:操作数可以是常量、变量和C+任意合法的表达式. 例如： int a(15) ； double data，s; data=-8.1245； /将-8.1245存入data变量 s=a*50+data/3; /将表达式a*50+data/3结果存入,赋值号“” 左边必须是变量。 赋值表达式的值和类型为“”号左边变量的值和类型。,说明：,2）复合赋值运算符,将算术运算和赋值放在一起的缩写形式,包括： * 例如： a； 相当于 a=a+b; a

25、b ； 相当于 a=a+b; a* ； 相当于 a=a*b； a； 相当于 a=a/b； a； 相当于 a=a%b；,使用说明：,由于有存储功能，复合赋值运算符左边必须是变量名。以下是错误的： a+=b+=c+d=12； 当复合赋值运算的右边是表达式时，将表达式视为一个整体，例如 -=x+y ；相当于：=-(+y),1.7.4 自增和自减运算符,自增自减运算符有如下4种形式： +i 前置自增，将的值先加，再使用的值。 i+ 后置自增，先使用的值， 然后的值加。 -i 前置自减，将的值先减，再使用的值。 i- 后置自减，先使用的值， 然后的值减。,使用说明：,因为有加减和赋值的功能，运算对象必须

26、是变量，不能是常数或表达式。 单独作为一个语句使用时，前置增(减)或后置增(减)是一样的， 但若和其他运算符组合使用，采用前置或后置就会产生不同的结果。 运算符+（或- -）是一个整体，使用时两个+（或）之间不要有空。 +（或- -）运算符是单目运算符.,自增自减运算符举例：,#include void main( ) int a(2), b(2), d1, d2; a+; b-; cout“a=“a“b=“bendl; d1=+a; cout“a=”a“d1=“d1endl; d2=b-; cout“b=“b“d2=“d2endl; ,a=3 b=1 a=4 d1=4 b=0 d2=1,输出

27、结果：,1.7.5 关系运算符与关系表达式,关系运算符用于比较两个数的大小，共有个运算符： 小于 小于等于 大于 大于等于 等于 ！ 不等于,使用说明:,关系表达式的值是整数值0和1，当关系式成立时为1；否则为0 。 关系运算符两边操作数可以是整型、浮点型、字符型、指针及枚举型 。 关系运算符可以在一个关系式中连续使用，但若用 -1=式判断 是否在-,1区间，则是错误的。 注意区别“”和“”。 注意=和！=运算符的优先级比其它关系运算符低。,关系运算符使用举例：,输出结果为：,#include void main() int a5, b6; coutb:“b)n; cout“a=b:“(a=b

28、)n; cout“a= =b:“(a=b)n; cout“a!=b:“(a!=b)n; ,： ： ： ！：,1.7.6 逻辑运算符与逻辑表达式,逻辑运算符用于对操作数进行逻辑操作。逻辑运算符是： & 逻辑“与” | 逻辑“或” ！ 逻辑“非” （一元运算符） 逻辑运算符的使用形式是： 操作数1 & 操作数2 操作数1 | 操作数2 ！操作数,使用说明:,逻辑表达式的值取值为1或0。 逻辑运算符两边的操作数可以是任意基本数据类型，只要是或非值 即可。任何非0值的数据都作为1参与逻辑运算。 注意多个 & 或 | 符使用时的“短路操作”。,逻辑运算符使用举例：,#include void main(

29、) int a,b,c,x,y; a=1; b=2; c=0; couta+-1endl; cout(a , 0 -1 -1 ,输出结果为：,1.7.7 其它运算符,1) 条件运算符与条件表达式 条件运算符是三元运算符，形式为： 1？2：3 其中: 1一般为关系或逻辑式； 2和3为任意表达式。,？+：x-y；,功能：,条件表达式举例：,2) 逗号运算符与逗号表达式,逗号表达式: 用逗号“，”将几个表达式隔开的式子。 逗号表达式的形式为： e1，e2，en 作用：从左到右计算各表达式值，并以最后一个表 达式的值作为逗号表达式的值。 ,=(a=1,=3,+，a+b）；,逗号表达式举例：,3) 求字

30、节运算符,求字节运算符是个一元运算符，形式为： sizeof() 其中:可以是任意类型的变量、类型名或表达式。 作用:求在内存中占用的字节数。 例如：,int a，b，i ； double ； =sizeof（）； =sizeof（float）； =sizeof（*x）+ 100；,4) 类型转换符,利用类型转换符强制转换成所需要的类型。使用格式是： （类型名）表达式 或 类型名 （表达式） 作用: 将“表达式”的值转换成“类型名”所指定的类型。 例如：int a,b; double x(10.5),y(3.8); a=int(+)-10; b=(int)x+y-10;,整数转换为字符型，则去

31、掉多余的高位； 长整型转换为一般整型时，去掉多余高位； 浮点型转换成整型时，去掉小数部分； 双精度型转换成单精度时，按单精度型位数舍入。 转换后数据的精度受到影响。,转换原则：,1.7.8 运算符的优先级和结合性,优先级: 不同操作符之间进行操作的先后顺序。 几种不同的运算符出现在一个表达式中时,优先级别 高的先计算，优先级别低的后计算。 结合性： 当连续几个相同级别的运算符进行计算时，有的是由左到右逐个运算，有的是由右到左逐个运算。,单击见表 4,1.8 基本输入/输出,输入输出又称I/O（Input/Output）操作。 输入: 指在程序运行时由输入设备（常指键盘）向程序提 供数据； 输出

32、:是指将程序的运行结果在输出设备（常指显示器） 上显示。,输入,输出,1）cin的使用形式： cin变量1 变量2变量n ； 使用cin一次可以输入多个值。 可以输入任何基本类型的数据。 用空格、制表符或回车作为输入的两个数据之间的分隔。 例如： int a,b,c; double x1,y1; cinabc； cinx1x2；,输入、输出流对象：cin cout,2）cout的使用形式： coute1e2en ； 其中：每个ei可以是: 常量、变量、表达式、字符串、函数调用等。 当是表达式时，输出表达式结果的值； 若是函数调用，则输出函数调用后的结果； 当是字符串时，将字符串原样输出。 例如

33、： int 10； cout3.14159 ； coutn= endl;,使用cin和cout在程序开始处要写入预编译命令： #include ,注 意：,输入输出格式： 默认格式输出: 输出一个整型数或字符时，原样输出值； 输出一个float型数时，默认7位有效数字； 输出double型数时，默认15位有效数字。,#include void main( ) int a=123; long int b=1234567; float x1=12.34, x2=23.456789; double y=12.34567890123; cout”a=”an”b=”bendl; cout”x1=”x1”

34、 “”x2=”x2endl; cout”y=yendl; ,默认格式输出举例：,a=123 b=1234567 x1=12.34000 x2=23.45679 y=12.3456789012300,输出结果：,在输入输出流中使用控制符,+提供控制符控制输出数据的格式。常用的几个控制符: dec 转换为十进制数输入输出 hex 转换为十六进制数输入输出 oct 转换为八进制数输入输出 setw (int) 设置输出的宽度 setprecision (int) 设置浮点数输出的有效数字位数 setfill (char) 设置填充字符 endl 插入换行符,使用以上格式控制符时，要加上头文件: #i

35、nclude ,注意：,输出结果：,使用格式控制符举例：,#include #include void main( ) int x=24; double y=12.3456789; coutdecx“ “; couthexx“ “; coutoctxn; coutdec; /以下仍按十进制输出 coutsetw(8)x“,“xendl; coutsetw(8)setfill(*)xendl; coutsetprecision(5)yendl; ,24 18 30 24,24 *24 12.346,#include void main() int a=-5,b=10; float x=1.75,

36、 y=2.34e-03; couta=a” “b=bendl; couta+b=a+bendl; couta= +a” “b= -bendl; couta= a+” “b= b-endl; couta*b=a*bendl; couta%b=a%bendl; coutx+y=x+yendl; ,综合例1: 算术运算符和增量、减量运算符使用,运行结果为：,综合例2：从键盘输入一个半径值，求该半径圆的周长和面积。,#include const double pi(3.14159); void main( ) double r,a,c; coutr; c=2*pi*r; a=pi*r*r; cout周

37、长=cendl; cout面积=aendl; ,运行结果为：,输入半径值: 2.5 周长=15.708 面积=19.6349,综合例3：使用条件运算符，求任意3个整数的最大值。,#include void main() int a,b,c,m; coutabc; m=ab?a:b; coutc)?m:c)endl; ,运行结果：,输入3个整数： 12 79 36 最大值是：79,#include void main( ) int a=4,b=3,c=2,d=1; int x, y=10; char ch1=A,ch2=*; x=ab?a+1:cd?c+1:d+1; cout“x=“xendl; cout(a+b,b+c,c+d)endl; y+=a+=b+=c+d; cout“y=“yendl; coutch1ch2ch2ch1endl; ,综合例4：运算符混合使用。,运行结果：,x=2 3 y=20 A*A,第一章小结,教学进程,重点掌握： C+程序格式 计算机中的数据与编码 开发一个+程序过程 基本数据类型 (各类型的表示） 各种常量的表示、 变量的含义，各种变量的定义形式 引用的含义及说明形式 各种运算符的形式 主要：算术、关系、赋值、逻辑、 条件、逗号,运算符优先级、结合性 表达式的类型 基本输入/输出,