C++初步

第一个C++程序

【例1.1】本教程第一个C++程序，输出一行字符： “This is a C++ program.”。程序如下:

#include <iostream>    //包含头文件iostreamusing namespace std;  //使用命名空间stdint main( ){    cout<<"This is a C++ program.";    return 0;}

在运行时会在屏幕上输出以下一行信息：
This is a C++ program.

注意：这里屏幕显示的“This is a C++ program.”后面并没有自动换行，因为它缺少一个 \n 即，换行符。
用main代表“主函数”的名字。每一个C++程序都必须有一个 main 函数。

main前面的int的作用是声明函数的类型为整型。程序第6行的作用是向操作系统返回一个零值。如果程序不能正常执行，则会自动向操作系统返回一个非零值，一般为-1。

函数体是由大括号{ }括起来的。本例中主函数内只有一个以cout开头的语句。

注意C++所有语句最后都应当有一个分号。

再看程序的第1行“#include ”，这不是C++的语句，而是C++的一个预处理命令，它以“#”开头以与C++语句相区别，行的末尾没有分号。

include 是一个“包含命令”，它的作用是将文件iostream的内容包含到该命令所在的程序文件中，代替该命令行。文件iostream的作用是向程序提供输入或输出时所需要的一些信息。iostream是i-o-stream 3个词的组合，从它的形式就可以知道它代表“输入输出流”的意思，由于这类文件都放在程序单元的开头，所以称为“头文件”(head file)。在程序进行编译时，先对所有的预处理命令进行处理，将头文件的具体内容代替 #include命令行，然后再对该程序单元进行整体编译。

程序的第2行“using namespace std; ” 的意思是“使用命名空间std”。

。C++标准库中的类和函数是在命名空间std中声明的，因此程序中如果需要用到C++标准库（此时就需要用#include命令行），就需要用“using namespace std; ”作声明，表示要用到命名空间std中的内容。

【例1.2】求a和b两个数之和。可以写出以下程序：

// 求两数之和  (本行是注释行)#include <iostream>         //预处理命令using namespace std;        //使用命名空间stdint main( )                 //主函数首部{                           //函数体开始   int a, b, sum;           //定义变量   cin>>a>>b;               //输入语句   sum=a+b;                 //赋值语句   cout<<"a+b="<<sum<<endl; //输出语句   return 0;                //如程序正常结束，向操作系统返回一个零值}                           //函数结束

本程序的作用是求两个整数a和b之和sum。第1行“//求两数之和”是一个注释行，C++规定在一行中如果出现“//”，则从它开始到本行末尾之间的全部内容都作为注释。

如果在运行时从键盘输入
123 456↙
则输出为
a+b=579

这个程序不同于第一个，它的输出自动换行了，这是为什么呢，我们注意到在输出的最后有一个 endl 和换行的效果一样。如下这个程序的 '\n'一样。

【例1.3】给两个数x和y，求两数中的大者。在本例中包含两个函数。

#include <iostream>         //预处理命令using namespace std;int max(int x,int y)        //定义max函数,函数值为整型,形式参数x,y为整型{                           //max函数体开始   int z;                   //变量声明,定义本函数中用到的变量z为整型   if(x>y)      z=x;                  //if语句,如果x>y,则将x的值赋给z   else z=y;                //否则,将y的值赋给z      return(z);            //将z的值返回,通过max带回调用处}                           //max函数结束int main( )                 //主函数{                           //主函数体开始   int a,b,m;               //变量声明   cin>>a>>b;               //输入变量a和b的值   m=max(a,b);              //调用max函数,将得到的值赋给m   cout<<"max="<<m<<'\n';   //输出大数m的值   return 0;                //如程序正常结束,向操作系统返回一个零值}                           //主函数结束

本程序包括两个函数：主函数main和被调用的函数max。程序运行情况如下：
18 25 ↙ （输入18和25给a和b）
max=25 （输出m的值）

注意输入的两个数据间用一个或多个空格间隔，不能以逗号或其他符号间隔。

在上面的程序中，max函数出现在main函数之前，因此在main函数中调用max函数时，编译系统能识别max是已定义的函数名。如果把两个函数的位置对换一下，即先写main函数，后写max函数，这时在编译main函数遇到max时，编译系统无法知道max代表什么含义，因而无法编译，按出错处理。

为了解决这个问题，在主函数中需要对被调用函数作声明。上面的程序可以改写如下：

#include <iostream>using namespace std;int main( ){   int max(int x,int y); //对max函数作声明   int a,b,c;   cin>>a>>b;   c=max(a,b); //调用max函数   cout<<"max="<<c<<endl;   return 0;}int max(int x,int y) //定义max函数{   int z;   if(x>y) z=x;   else z=y;   return(z);}

只要在被调用函数的首部的末尾加一个分号，就成为对该函数的函数声明。函数声明的位置应当在函数调用之前。

下面举一个包含类(class)和对象(object)的C++程序，目的是使读者初步了解C++是怎样体现面向对象程序设计方法的。

【例1.4】包含类的C++程序。

#include <iostream>  // 预处理命令using namespace std;class Student       // 声明一个类,类名为Student{   private:         // 以下为类中的私有部分   int num;         // 私有变量num   int score;       // 私有变量score   public:          // 以下为类中的公用部分   void setdata( )  // 定义公用函数setdata   {      cin>>num;     // 输入num的值      cin>>score;  // 输入score的值   }   void display( )                 // 定义公用函数display   {     cout<<"num="<<num<<endl;     // 输出num的值     cout<<"score="<<score<<endl;//输出score的值    };};                    // 类的声明结束Student stud1,stud2;  //定义stud1和stud2为Student类的变量,称为对象int main( )           // 主函数首部{   stud1.setdata( );  // 调用对象stud1的setdata函数   stud2.setdata( );  // 调用对象stud2的setdata函数   stud1.display( );  // 调用对象stud1的display函数   stud2.display( );  // 调用对象stud2的display函数   return 0;}

在一个类中包含两种成员：数据和函数，分别称为数据成员和成员函数。

在C++中把一组数据和有权调用这些数据的函数封装在一起，组成一种称为“类(class)”的数据结构。在上面的程序中，数据成员num，score和成员函数setdata，display组成了一个名为Student的“类”类型。成员函数是用来对数据成员进行操作的。

也就是说，一个类是由一批数据以及对其操作的函数组成的。

类可以体现数据的封装性和信息隐蔽。在上面的程序中，在声明Student类时，把类中的数据和函数分为两大类：private(私有的)和public(公用的)。把全部数据(num，score)指定为私有的，把全部函数(setdata，display)指定为公用的。在大多数情况下，会把所有数据指定为私有，以实现信息隐蔽。

具有“类”类型特征的变量称为“对象”(object)。

程序中第18~24行是主函数。

程序运行情况如下:
1001 98.5 ↙ (输入学生1的学号和成绩)
1002 76.5 ↙ (输入学生2的学号和成绩)
num=1001 (输出学生1的学号)
score=98.5 (输出学生1的成绩)
num=1002 (输出学生2的学号)
score=76.5 (输出学生2的成绩)

类(class)是C++新增加的重要的数据类型，是C++对C的最重要的发展。有了类，就可以实现面向对象程序设计方法中的封装、信息隐蔽、继承、派生、多态等功能。在一个类中可以包括数据成员和成员函数，他们可以被指定为私有的(private)和公用的(public)属性。私有的数据成员和成员函数只能被本类的成员函数所调用。

C++程序的编写和实现

用C++语言编写程序
用高级语言编写的程序称为“源程序”(source program)。C++的源程序是以.cpp作为后缀的(cpp是c plus plus 的缩写)。

对源程序进行编译
为了使计算机能执行高级语言源程序，必须先用一种称为“编译器(complier)”的软件(也称编译程序或编译系统)，把源程序翻译成二进制形式的“目标程序(object program)”。

编译是以源程序文件为单位分别编译的。目标程序一般以.obj或.o作为后缀(object 的缩写)。编译的作用是对源程序进行词法检查和语法检查。编译时对文件中的全部内容进行检查，编译结束后会显示出所有的编译出错信息。一般编译系统给出的出错信息分为两种，一种是错误(error)；一种是警告(warning) 。

将目标文件连接
在改正所有的错误并全部通过编译后，得到一个或多个目标文件。此时要用系统提供的“连接程序(linker)”将一个程序的所有目标程序和系统的库文件以及系统提供的其他信息连接起来，最终形成一个可执行的二进制文件，它的后缀是.exe，是可以直接执行的。

运行程序
运行最终形成的可执行的二进制文件(.exe文件)，得到运行结果。

分析运行结果
如果运行结果不正确，应检查程序或算法是否有问题。