C++语言--初识C++--1.1--C++与C的区别、std::使用、补码反码、枚举

前言：结束了C语言的学习。现在开始C++语言基础系列。 书籍来源：《零起点学通C++》

1.C++与C的区别

   1.1 C语言是C++语言的一个子集。C++语言包含了C语言的全部词法和语法的内容，同时它增加了面向对象程序设计语言所必备的内容。C为面向过程的语言，C++为面向对象的语言。C++语言源程序中比C语言多一种数据类型-----类，也就是多一种变量-----对象。

     1.2   程序可维护性

 由于结构化编程仅仅是将大程序细化成若干个小结构，而并没有考虑数据的安全性问题。比如说数据还是属于整个程序的，这样就导致某个地方对数据的修改，

会对整个程序造成难以预料的影响。

     1.3   程序的可重用性

 由于结构化编程并米有将相关的数据和接哦股看作一个整体，所以无法利用已有的代码来创造新的代码。

2.std::使用?

当有标准库C++中才会使用

不需要反复调用std::cout且为了防止命名冲突

我们可以直接用using std::cout来表示

3.补码、反码

四：反码，补码

       反码和补码的目的就是为了解决负数的问题

       在计算机内，定点数有3种表示法：原码、反码和补码

       所谓原码就是前面所介绍的二进制定点表示法，即最高位为符号位，“0”表示正，“1”表示负，其余位表示数值的大小。

反码表示法规定：正数的反码与其原码相同；负数的反码是对其原码逐位取反，但符号位除外。

补码表示法规定：正数的补码与其原码相同；负数的补码是在其反码的末位加1。

  有原码就可以了，为什么还需要反码和补码？

       

      反码是用来算补码的，原码和补码都是用在CPU的基本运算里的，比如数据类型是short：   
      计算5   -   2，并由于实际上CPU没有实现减法电路（注：计算机的硬件结构中只有加法器，所以大部分的运算都必须最终转换为加法，原码没有办法做减法，而在我们使用的汇编、C等其他高级语言中使用的都是原码，原码转换成补码都是在计算机的最底层进行的）。原码计算是   5＋（－2）

     0101

  ＋1010

  -------  

      1111 

  ＝－7？显然出错
 所以不管正数还是负数，都使用补码来表示（正数原码和补码是一样的），  2的补码是1110，然后用5补   +   2补   
      0101   
  +  1110   
  ------   
      0011   

  ＝3，正确

4.枚举

在实际应用中，有的变量只有几种可能取值。如人的性别只有两种可能取值，星期只有七种可能取值。在 C 语言中对这样取值比较特殊的变量可以定义为枚举类型。所谓枚举是指将变量的值一一列举出来，变量只限于列举出来的值的范围内取值。 
定义一个变量是枚举类型，可以先定义一个枚举类型名，然后再说明这个变量是该枚举类型。

例如： 
enum weekday{sun,mon,tue,wed,thu,fri,sat}； 
定义了一个枚举类型名 enum weekday，然后定义变量为该枚举类型。例如： 
enum weekday day； 
当然，也可以直接定义枚举类型变量。例如： 
enum weekday{sun,mon,tue,wed,thu,fri,sat} day； 
其中，sum,mon,…,sat 等称为枚举元素或枚举常量，它们是用户定义的标识符。 
需要说明的有以下几点。 
① 枚举元素不是变量，而是常数，因此枚举元素又称为枚举常量。因为是常量，所以不能对枚举元素进行赋值。 
② 枚举元素作为常量，它们是有值的，C 语言在编译时按定义的顺序使它们的值为,1,2,…。 
在上面的说明中，sun 的值为 0，mon 的值为 1，…sat 的值为 6，如果有赋值语句 
day=mon； 
则 day 变量的值为 1。当然，这个变量值是可以输出的。例如： 
printf ("%d",day)； 
将输出整数 1。 
如果在定义枚举类型时指定元素的值，也可以改变枚举元素的值。例如： 
enum weekday{sun=7,mon=1,tue,wed,thu,fri,sat}day； 
这时，sun 为 7，mon 为 1，以后元素顺次加 1，所以 sat 就是 6 了。 
③ 枚举值可以用来作判断。例如： 
if (day==mon) {…} 
if (day>mon) {…} 
枚举值的比较规则是：按其在说明时的顺序号比较，如果说明时没有人为指定，则第一个枚举元素的值认作 0。例如，mon>sun，sat>fri。 
C 语言教程 ?216? 
④ 一个整数不能直接赋给一个枚举变量，必须强制进行类型转换才能赋值。例如： 
day=(enum weekday)2； 
这个赋值的意思是，将顺序号为 2 的枚举元素赋给 day，相当于workday=tue； 
【例 11.6】从键盘输入一个整数，显示与该整数对应的枚举常量的英文名称。 
# include 
void main( ) 
{ 
enum weekday {sun,mon,tue,wed,thu,fri,sat} day； 
int k； 
printf("input a number(0--6)")； 
scanf("%d",&k)； 
day=(enum weekday)k； 
switch(day) 
{ 
case sun： printf("sunday/n")；break； 
case mon： printf("monday/n")；break； 
case tue： printf("tuesday/n")；break； 
case wed： printf("wednesday/n")；break； 
case thu： printf("thursday/n")；break； 
case fri： printf("friday/n")；break； 
case sat： printf("satday/n")；break； 
default： printf("input error/n")；break； 
} 
} 
程序运行结果为： 
input a number(0--6)1 
monday 
在该程序中，枚举常量与枚举变量可以进行比较，但要输出枚举常量对应的英文单词，不能使用以下语句： 
printf(" %s",mon)； 
因为枚举常量 mon 为整数值，而非字符串。 
在使用枚举变量时，主要关心的不是它的值的大小，而是其表示的状态。

 

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注：以下全部代码的执行环境为VC++ 6.0

在程序中，可能需要为某些整数定义一个别名，我们可以利用预处理指令#define来完成这项工作，您的代码可能是：

#define MON  1
#define TUE   2
#define WED  3
#define THU   4
#define FRI    5
#define SAT   6
#define SUN   7

 

在此，我们定义一种新的数据类型，希望它能完成同样的工作。这种新的数据类型叫枚举型。

 

1. 定义一种新的数据类型 - 枚举型

以下代码定义了这种新的数据类型 - 枚举型

enum DAY
{
      MON=1, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN
};

 

(1) 枚举型是一个集合，集合中的元素(枚举成员)是一些命名的整型常量，元素之间用逗号,隔开。

(2) DAY是一个标识符，可以看成这个集合的名字，是一个可选项，即是可有可无的项。

(3) 第一个枚举成员的默认值为整型的0，后续枚举成员的值在前一个成员上加1。

(4) 可以人为设定枚举成员的值，从而自定义某个范围内的整数。

(5) 枚举型是预处理指令#define的替代。

(6) 类型定义以分号;结束。

 

2. 使用枚举类型对变量进行声明

新的数据类型定义完成后，它就可以使用了。我们已经见过最基本的数据类型，如：整型int, 单精度浮点型float, 双精度浮点型double, 字符型char, 短整型short等等。用这些基本数据类型声明变量通常是这样：

char     a; //变量a的类型均为字符型char
char     letter;
int        x,
           y,
           z; //变量x,y和z的类型均为整型int
int       number;
double  m, n;
double  result; //变量result的类型为双精度浮点型double

 

既然枚举也是一种数据类型，那么它和基本数据类型一样也可以对变量进行声明。

方法一：枚举类型的定义和变量的声明分开

enum DAY
{
      MON=1, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN
};

 

enum DAY yesterday;
enum DAY today;
enum DAY tomorrow; //变量 tomorrow的类型为枚举型enum DAY
enum DAY good_day, bad_day; //变量good_day和bad_day的类型均为枚举型enum DAY

 

方法二：类型定义与变量声明同时进行：

enum //跟第一个定义不同的是，此处的标号DAY省略，这是允许的。
{
    saturday,
    sunday = 0,
    monday,
    tuesday,
    wednesday,
    thursday,
    friday
} workday; //变量workday的类型为枚举型enum DAY

 

enum week { Mon=1, Tue, Wed, Thu, Fri Sat, Sun} days; //变量days的类型为枚举型enum week

 

enum BOOLEAN { false, true } end_flag, match_flag; //定义枚举类型并声明了两个枚举型变量

 

方法三：用typedef关键字将枚举类型定义成别名，并利用该别名进行变量声明：

typedef enum workday
{
    saturday,
    sunday = 0,
    monday,
    tuesday,
    wednesday,
    thursday,
    friday
} workday; //此处的workday为枚举型enum workday的别名

 

workday today, tomorrow; //变量today和tomorrow的类型为枚举型workday，也即enum workday

 

enum workday中的workday可以省略：

typedef enum
{
    saturday,
    sunday = 0,
    monday,
    tuesday,
    wednesday,
    thursday,
    friday
} workday; //此处的workday为枚举型enum workday的别名
workday today, tomorrow; //变量today和tomorrow的类型为枚举型workday，也即 enum workday

 

也可以用这种方式：

typedef enum workday
{
    saturday,
    sunday = 0,
    monday,
    tuesday,
    wednesday,
    thursday,
    friday
};
workday today, tomorrow; //变量today和tomorrow的类型为枚举型workday，也即 enum workday

 

注意：同一个程序中不能定义同名的枚举类型，不同的枚举类型中也不能存在同名的命名常量。错误示例如下所示：

错误声明一：存在同名的枚举类型

typedef enum
{
    wednesday,
    thursday,
    friday
} workday;
typedef enum WEEK
{
    saturday,
    sunday = 0,
    monday,
} workday;

 

错误声明二：存在同名的枚举成员

typedef enum
{
    wednesday,
    thursday,
    friday
} workday_1;
typedef enum WEEK
{
    wednesday,
    sunday = 0,
    monday,
} workday_2;

 

 

3. 使用枚举类型的变量

3.1 对枚举型的变量赋值。

实例将枚举类型的赋值与基本数据类型的赋值进行了对比：

方法一：先声明变量，再对变量赋值

#include<stdio.h>
/* 定义枚举类型 */
enum DAY { MON=1, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN };
void main()
{
    /* 使用基本数据类型声明变量，然后对变量赋值 */
    int x, y, z;
    
    x = 10;
    y = 20;
    z = 30;
    
    /* 使用枚举类型声明变量，再对枚举型变量赋值 */
    enum DAY yesterday, today, tomorrow;
    
    yesterday = MON;
    today     = TUE;
    tomorrow  = WED;
    printf("%d %d %d /n", yesterday, today, tomorrow);
}

 

方法二：声明变量的同时赋初值

#include <stdio.h>
/* 定义枚举类型 */
enum DAY { MON=1, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN };
void main()
{
    /* 使用基本数据类型声明变量同时对变量赋初值 */
    int x=10, y=20, z=30;
    /* 使用枚举类型声明变量同时对枚举型变量赋初值 */
    enum DAY yesterday = MON, 
                        today = TUE,
                   tomorrow = WED;
    printf("%d %d %d /n", yesterday, today, tomorrow);
}

 

方法三：定义类型的同时声明变量，然后对变量赋值。

#include <stdio.h>
/* 定义枚举类型，同时声明该类型的三个变量，它们都为全局变量 */
enum DAY { MON=1, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN } yesterday, today, tomorrow;
/* 定义三个具有基本数据类型的变量，它们都为全局变量 */
int x, y, z;
void main()
{
    /* 对基本数据类型的变量赋值 */
    x = 10;  y = 20;  z = 30;
    
    /* 对枚举型的变量赋值 */
    yesterday = MON;
    today     = TUE;
    tomorrow  = WED;
    printf("%d %d %d /n", x, y, z); //输出：10 20 30
    printf("%d %d %d /n", yesterday, today, tomorrow); //输出：1 2 3
}

 

方法四：类型定义，变量声明，赋初值同时进行。

#include <stdio.h>
/* 定义枚举类型，同时声明该类型的三个变量，并赋初值。它们都为全局变量 */
enum DAY
{
    MON=1, 
    TUE,
    WED,
    THU,
    FRI,
    SAT,
    SUN 
}
yesterday = MON, today = TUE, tomorrow = WED;
/* 定义三个具有基本数据类型的变量，并赋初值。它们都为全局变量 */
int x = 10, y = 20, z = 30;
void main()
{
    printf("%d %d %d /n", x, y, z); //输出：10 20 30
    printf("%d %d %d /n", yesterday, today, tomorrow); //输出：1 2 3
}

 

3.2 对枚举型的变量赋整数值时，需要进行类型转换。

#include <stdio.h>
enum DAY { MON=1, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN };
void main()
{
    enum DAY yesterday, today, tomorrow;
    yesterday = TUE;
    today = (enum DAY) (yesterday + 1); //类型转换
    tomorrow = (enum DAY) 30; //类型转换
    //tomorrow = 3; //错误
    printf("%d %d %d /n", yesterday, today, tomorrow); //输出：2 3 30
}

 

3.3 使用枚举型变量

#include<stdio.h>
enum
{ 
    BELL          = '/a',
    BACKSPACE = '/b',
    HTAB         = '/t',
    RETURN      = '/r',
    NEWLINE    = '/n', 
    VTAB         = '/v',
    SPACE       = ' '
};
enum BOOLEAN { FALSE = 0, TRUE } match_flag;
void main()
{
    int index = 0;
    int count_of_letter = 0;
    int count_of_space = 0;
    char str[] = "I'm Ely efod";
    match_flag = FALSE;
    for(; str[index] != '/0'; index++)
        if( SPACE != str[index] )
            count_of_letter++;
        else
        {
            match_flag = (enum BOOLEAN) 1;
            count_of_space++;
        }
    
    printf("%s %d times %c", match_flag ? "match" : "not match", count_of_space, NEWLINE);
    printf("count of letters: %d %c%c", count_of_letter, NEWLINE, RETURN);
}

 

输出：
match 2 times
count of letters: 10
Press any key to continue

 

4. 枚举类型与sizeof运算符

#include <stdio.h>
enum escapes
{ 
    BELL      = '/a',
    BACKSPACE = '/b',
    HTAB      = '/t',
    RETURN    = '/r',
    NEWLINE   = '/n', 
    VTAB      = '/v',
    SPACE     = ' '
};
enum BOOLEAN { FALSE = 0, TRUE } match_flag;
void main()
{
    printf("%d bytes /n", sizeof(enum escapes)); //4 bytes
    printf("%d bytes /n", sizeof(escapes)); //4 bytes
    printf("%d bytes /n", sizeof(enum BOOLEAN)); //4 bytes
    printf("%d bytes /n", sizeof(BOOLEAN)); //4 bytes
    printf("%d bytes /n", sizeof(match_flag)); //4 bytes
    printf("%d bytes /n", sizeof(SPACE)); //4 bytes
    printf("%d bytes /n", sizeof(NEWLINE)); //4 bytes
    printf("%d bytes /n", sizeof(FALSE)); //4 bytes
    printf("%d bytes /n", sizeof(0)); //4 bytes
}

 

5. 综合举例

#include<stdio.h>
enum Season
{
    spring, summer=100, fall=96, winter
};
typedef enum
{
    Monday, Tuesday, Wednesday, Thursday, Friday, Saturday, Sunday
}
Weekday;
void main()
{
    /* Season */
    printf("%d /n", spring); // 0
    printf("%d, %c /n", summer, summer); // 100, d
    printf("%d /n", fall+winter); // 193
    Season mySeason=winter;
    if(winter==mySeason)
        printf("mySeason is winter /n"); // mySeason is winter
    
    int x=100;
    if(x==summer)
        printf("x is equal to summer/n"); // x is equal to summer
    printf("%d bytes/n", sizeof(spring)); // 4 bytes
    /* Weekday */
    printf("sizeof Weekday is: %d /n", sizeof(Weekday)); //sizeof Weekday is: 4
    Weekday today = Saturday;
    Weekday tomorrow;
    if(today == Monday)
        tomorrow = Tuesday;
    else
        tomorrow = (Weekday) (today + 1); //remember to convert from int to Weekday
}