c++基础知识

1.数据类型

整型变量：

分为有符号型与无符号型。
有符号型：
    short 在内存中占两个字节，范围为-215~（215-1）
    int 在内存中占四个字节，范围为-231~（231-1）
    long在内存中占四个字节，范围为-2-31~231-1

无符号型：最高位不表示符号位
unsigned  short 在内存中占两个字节，范围为0~216-1
unsigned int  在内存中占四个字节，范围为0~232-1
unsigned  long在内存中占四个字节，范围为0~232-1

1）整型常量亦有长短之分，常量中无unsigned型，但一个非负的整型常量可以赋给unsigned型的变量。
2）若一个常量定义为长整型数，则在其后加l或L进行区分。
如：32l    32L    564L等，内存为其分配四个字节存储。

不同类型的整型数据间的赋值归根到底就是一条：按存储单元中的存储形式直接传送。

实型数又称浮点数，有两种表示方式：
1）十进制形式：  23.0    24.5     3.56789
指数形式：   23E1    145e-1    356789e1   e前有数字，后面必须是整数。

实型变量分单精度 float 和双精度 double 两种形式：
float:占四个字节，提供7~8位有效数字。
double: 占八个字节，提供15~16位有效数字。

当计算机中出现小于机器所能表示的最小数时，机器只能当零来处理，当出现超过机器所能表示的最大数时，出现溢出现象，一旦出现溢出，就会停止运算。定点数，浮点数均会出现溢出现象。

字符型数据（char)

字符型数据实际上是作为整型数据在内存中存储的。
计算机是以字符编码的形式处理字符的，因此，我们在计算机内部是以ASCII码的形式表示所有字符的。所以7位二进制数即可表示出一个字符，我们用一个字节的容量（8位）存储一个字符。

在程序中表示为：
char   grade ;//定义一个字符型的变量空间(1个字节)
grade=‘A’;  //必须用‘   ’表示，否则易与标识符混同
‘ ’内括起来的字符表示该字符的ASCII码。

非打印字符
有些ASCII的字符代表某些操作，不能打印出来，如回车、退格等，可用两种方式表示这些字符。
1）用ASCII码的形式          char   re=13;
2）用转义字符               char   re=‘\n’;（p15)

转义字符虽然包含2个或多个字符，但它只代表一个字符。编译系统在见到字符“\”时，会接着找它后面的字符，把它处理成一个字符，在内存中只占一个字节。

'a'在内存中占一个字节              "a"占两个字节

变量
1) 在程序的执行过程中，其值可以改变的量称为变量。

2) 变量名必须用标识符来标识。

3) 变量根据其取值的不同值域，分为不同类型的变量：整型变量、实型变量、字符型变量、构造型变量、指针型变量等等。

4) 对于任一变量，编译程序要为其分配若干个字节（连续的）的内存单元，以便保存变量的取值。

5) 当要改变一个变量的值时，就是把变量的新的取值存放到为该变量所分配的内存单元中；用到一个变量的值时，就是从该内存单元中取出数据。

6) 不管什么类型的变量，通常均是变量的说明在前，使用变量在后。

一、算术运算符和算术表达式
+    －   *    ／    %  
用算术运算符连接起来的式子是算术表达式

二、优先级与结合性
（）      *        /       %           +       —

关系运算符（比较运算）
     <   >  <=   >=     = =      !=
  = = 与 =
     a=5;    赋值运算           a= =5；判断是否相等

<  >  <=   >= 的优先级大于= =   !=

 算术运算符的优先级大于关系运算符的优先级

sizeof()运算符是一个单目运算符，用于计算某一个操作数类型的字节数。其格式为：
sizeof（<类型>）

sizeof（int）   //其值为4
sizeof（float） //其值为4
sizeof（double)  //其值为8
sizeof（char)  //其值为1

二。输入输出

程序在执行期间，接收外部信息的操作称为程序的输入；而把程序向外部发送信息的操作称为程序的输出。在C++中没有专门的输入输出语句，所有输入输出是通过输入输出流来实现的。
要使用C++提供的输入输出时，必须在程序的开头增加一行：
#include  <iostream.h>

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，同样地，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。

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(<字符型变量>)；

cin.get()从输入行中取出一个字符，并将它赋给字符型变量。这个语句一次只能从输入行中提取一个字符。

3、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。

输出数据    cout
与输入cin对应的输出是cout输出流。

指定输出项占用的宽度：
在输出的数据项之间进行隔开的另一种办法是指定输出项的宽度。如上面的两个输出语句可改写为：
cout <<setw(6)<< i<<setw(10)<<j<<endl;

与cin中类同，当在cout中指明以一种进制输出整数时，对其后的输出均有效，直到指明又以另一种进制输出整型数据为止。对实数的输出，也是这样，一旦指明按科学表示法输出实数，则接着的输出均按科学表示法输出，直到指明以定点数输出为止。明确指定按定点数格式输出（缺省的输出方式）的语句为：
cout.setf(ios::fixed,ios::floatfield);

三。控制语句

if（表达式1）  语句1
    else if （表达式2）     语句2
      ......
      else  if （表达式n）    语句n
      else      语句n+1 

switch(表达式）
    ｛ case  常量表达式1：语句1
         case  常量表达式2：语句2
          … …
         case 常量表达式n：语句n
         default：语句n+1
      ｝

while ( 表达式）
     ｛  语句组1  ｝
｛语句组2｝

do
    { 语句组1｝
while（表达式）；
｛语句组2｝

for（表达式1；表达式2；表达式3）
         
           ｛语句组1(循环体)｝

｛语句组2｝

break在switch语句中，可以使流程跳过判断体，执行下面的程序。在循环体中，也可以从循环体内跳出循环体，提前结束循环。

continue：其作用为结束本次循环，即跳过循环体中下面尚未执行的语句，接着进行下一次是否执行循环的判定。

四。函数与编译预处理

函数是程序代码的一个自包含单元，用于完成某一特定的任务。

C++是由函数构成的，函数是C++的基本模块。

有的函数完成某一操作；有的函数计算出一个值。通常，一个函数即能完成某一特定操作，又能计算数值。

1、一个源程序文件由一个或多个函数组成，编译程序以文件而不是以函数为单位进行编译的。
2、一个程序可以由多个源文件组成，可以分别编译，统一执行。

3、一个程序必须有且只有一个main( )函数，C++从main( )函数开始执行。

4、C++语言中，所有函数都是平行独立的，无主次、相互包含之分。函数可以嵌套调用，不可嵌套定义。

5、从使用角度来说，分标准函数和用户自定义函数；从形式来说，分无参函数和有参函数。

库函数是C++编译系统已预定义的函数，用户根据需要可以直接使用这类函数。库函数也称为标准函数。
为了方便用户进行程序设计，C++把一些常用数学计算函数（如sqrt()、exp()等）、字符串处理函数、标准输入输出函数等，都作为库函数提供给用户，用户可以直接使用系统提供的库函数。
库函数有很多个，当用户使用任一库函数时，在程序中必须包含相应的头文件。 如 #include<iostream.h>等。

用户在设计程序时，可以将完成某一相对独立功能的程序定义为一个函数。用户在程序中，根据应用的需要，由用户自己定义函数，这类函数称为用户自定义的函数。

函数定义的一般形式

一、无参函数

主调函数并不将数据传给被调函数。

无参函数主要用于完成某一操作。

二、有参函数
主调函数和被调函数之间有数据传递。主调
函数可以将参数传递给被调函数，被调函数
中的结果也可以带回主调函数。

函数参数和函数的值
形参是被调函数中的变量；实参是主调函数
赋给被调函数的特定值。实参可以是常量、
变量或复杂的表达式，不管是哪种情况，在
调用时实参必须是一个确定的值。
形参与实参类型相同，一一对应。
形参必须要定义类型，因为在定义被调函数
时，不知道具体要操作什么数，而定义的是
要操作什么类型的数。

函数参数和函数的值
形参是被调函数中的变量；实参是主调函数
赋给被调函数的特定值。实参可以是常量、
变量或复杂的表达式，不管是哪种情况，在
调用时实参必须是一个确定的值。
形参与实参类型相同，一一对应。
形参必须要定义类型，因为在定义被调函数
时，不知道具体要操作什么数，而定义的是
要操作什么类型的数。

形参必须要定义类型，因为在定义被调函数
时，不知道具体要操作什么数，而定义的是
要操作什么类型的数。

形参是被调函数中的变量；实参是主调函数
赋给被调函数的特定值。在函数调用语句
中，实参不必定义数据类型，因为实参传递
的是一个具体的值(常量)，程序可依据这个
数值的表面形式来判断其类型，并将其赋值
到对应的形参变量中。

函数的返回值
函数的返回值通过return语句获得。函数只
能有唯一的返回值。
函数返回值的类型就是函数的类型。
return语句可以是一个表达式，函数先计算
表达式后再返回值。
return语句还可以终止函数，并将控制返回
到主调函数。
一个函数中可以有一个以上的return语句，执行
到哪一个return语句，哪一个语句起作用。

4) 如果使用用户自己定义的函数，而该函数与调
用它的函数（即主调函数）在同一个程序单位中且
位置在主调函数之后，则必须在调用此函数之前对
被调用的函数作声明。

作用域和存储类
作用域是指程序中所说明的标识符在哪一个区间内
有效，即在哪一个区间内可以使用或引用该标识符。
在C++中，作用域共分为五类：块作用域、文件作
用域、函数原型作用域、函数作用域和类的作用域。

块作用域
我们把用花括号括起来的一部分程序称为一个块。
在块内说明的标识符，只能在该块内引用，即其
作用域在该块内，开始于标识符的说明处，结束
于块的结尾处。
在一个函数内部定义的变量或在一个块中定义的变
量称为局部变量。

不同的函数可以使用相同名字的局部变量，它们在
内存中分属不同的存储区间，互不干扰。

具有块作用域的标识符在其作用域内，将屏
蔽其作用块包含本块的同名标识符，即
变量名相同，局部更优先。

文件作用域
在函数外定义的变量称为全局变量。
全局变量的作用域称为文件作用域，即在整个文件
中都是可以访问的。
其缺省的作用范围是:从定义全局变量的位置开始
到该源程序文件结束。
当在块作用域内的变量与全局变量同名时，局部变
量优先。

在同一个源文件中，外部变量与局部变量同名，则在局部
变量的作用范围内，外部变量不起作用。

在块作用域内可通过作用域运算符“：：”来引用与局部变
量同名的全局变量。

静态存储：在文件运行期间有固定的存储空间，直到文件
运行结束。
动态存储：在程序运行期间根据需要分配存储空间，函数
结束后立即释放空间。若一个函数在程序中被调用两次，
则每次分配的单元有可能不同。

静态存储：在文件运行期间有固定的存储空间，直到文件
运行结束。
动态存储：在程序运行期间根据需要分配存储空间，函数
结束后立即释放空间。若一个函数在程序中被调用两次，
则每次分配的单元有可能不同。

动态局部变量未被赋值时，其值为随机值。其作用域的函
数或复合语句结束时，空间被程序收回。
程序执行到静态局部变量时，为其在静态区开辟存储空
间，该空间一直被保留，直到程序运行结束。
由于存储在静态区，静态局部变量或全局变量未赋初值
时，系统自动使之为0。

extern  存储类别

全局变量的默认方式，当在一个文件中要引用另一个文件
中的全局变量或在全局变量定义之前要引用它时，可用
extern作说明，相当于扩大全局变量的作用域。

静态（static）存储类别

它仅能在本文件中引用，即使在其它文件中用extern说明
也不能使用。相当于限制了全局变量的作用域范围。

静态局部变量：static 在函数内部定义，存储在静态存储
区，与auto对应，在别的函数中不能引用。
全局静态变量：static 在函数外部定义，只限在本文件中使
用，与extern对应。

内联函数的实质是用存储空间（使用更
多的存储空间）来换取时间（减少执行时
间）.
内联函数的定义方法是，在函数定义
时，在函数的类型前增加修饰词inline。

1、C++中，除在函数体内含有循环，switch分支和复杂嵌
套的if语句外，所有的函数均可定义为内联函数。
2、内联函数也要定义在前，调用在后。形参与实参之间
的关系与一般的函数相同。
3、对于用户指定的内联函数，编译器是否作为内联函数
来处理由编译器自行决定。说明内联函数时，只是请求编
译器当出现这种函数调用时，作为内联函数的扩展来实
现，而不是命令编译器要这样去做。
4、正如前面所述，内联函数的实质是采用空间换取时
间，即可加速程序的执行，当出现多次调用同一内联函数
时，程序本身占用的空间将有所增加。如上例中，内联函
数仅调用一次时，并不增加程序占用的存储间。

所谓函数的重载是指完成不同功能的函数可以具
有相同的函数名。
C++的编译器是根据函数的实参来确定应该调用
哪一个函数的。

1、定义的重载函数必须具有不同的参数个数，
或不同的参数类型。只有这样编译系统才有可能
根据不同的参数去调用不同的重载函数。
2、仅返回值不同时，不能定义为重载函数。
即仅函数的类型不同，不能定义为重载函数

宏定义
不带参数的宏定义
用一个指定的标识符（即名字）来代表一个字符
串，以后凡在程序中碰到这个标识符的地方都用字
符串来代替。
这个标识符称为宏名，编译前的替代过程称为“宏
展开”。
# define    标识符     字符串

宏展开只是一个简单的“物理”替换，不做语法
检查，不是一个语句，其后不加分号“；”

#define命令出现在函数的外面，其有效范围为
定义处至本源文件结束。可以用# undef命令终止宏
定义的作用域。

对程序中用双引号括起来的字符串内容，即使
与宏名相同，也不进行置换。

带参数的宏定义
#define     宏名(参数表)       字符串

按#define命令行中指定的字符串从左至右进行置换
宏名，字符串中的形参以相应的实参代替，字符串
中的非形参字符保持不变。

带参数的宏与函数调用的区别
相同：有实参、形参，代入调用。
不同之处：
1、函数调用先求表达式的值，然后代入形参，而宏只是机
械替换。
2、函数调用时形参、实参进行类型定义，而宏不需要，只
是作为字符串替代。
3、函数调用是在运行程序时进行的，其目标代码短，但程
序执行时间长。而宏调用是在编译之前完成的，运行时已
将代码替换进程序中，目标代码长，执行时间稍快。
一般用宏表示实时的、短小的表达式。

文件包含
一个源文件可以将另外一个源文件的全部内容包含进来，
即将另外的文件包含到本文件之中。
#  include   “文件名”

注意：
1、文件名是C的源文件名，是文本文件，后缀名可
以任选。*.cpp *.h
2、一个#include语句只能指定一个被包含文件。
3、文件名用双引号或尖括号括起来。
4、包含后所有源文件编译为一个可执行文件。

条件编译
C语言允许有选择地对程序的某一部分进行编译。
也就是对一部分源程序指定编译条件。

1、 # ifdef      标识符
               程序段1
        # else
               程序段2
        # end if

2、 # ifndef      标识符
               程序段1
        # else
               程序段2
        # endif

3、  # if     表达式
               程序段1
        # else
               程序段2
        # endif

程序的多文件组织
而在设计一个功能复杂的大程序时，为了便于程序的设计和调
试，通常将程序分成若干个模块，把实现一个模块的程序或数据
放在一个文件中。当一个完整的程序被存放在多于一个文件中
时，称为程序的多文件组织。

内部函数和外部函数
内部函数：函数只限于在本文件中调用，其它文件不能调
用，用static 定义该函数。
static  float  fac( int  n)
{   ......      }
外部函数：函数的默认形式，可以被其它文件调用，用
extern 定义该函数。调用时，在文件中用extern 说明。
void main(void)
{  extern  enter_string( );
    char   str[80];
    enter_string(str);
    ..........
}