C++ 课本学习笔记（1）

1.3 C++对C的扩充

1.3.1 C++的输入输出

1. 标准输入输出流cout和cin。在头文件<iostream>。

2. cerr：标准出错输出

clog：cerr的缓冲形式

3. cin>>：>>常称为“提取运算符”。用”>>” 从键盘取得数据并送到输入流cin中，然后再送到内存。

4. 简单的程序：

int mian(){

cout<<”Please enter your name : ”<<endl;

char name[20];

cin>>name;

cout<<”Hello,”<<name<<endl;

return 0;

}

注意：程序中对变量的定义放在了执行语句后面，在C中是不允许的。

C++允许对变量的声明放在程序的任何位置，但必须在使用变量之前。

1.3.2 用const定义常变量

1. 在C中，常用#define指令定义符号常量，如： #define PI 3.14159

实际上，只是在预编译时进行字符置换，把程序中出现的字符串PI 全部置换成3.14159。

预编译之后，程序中就没有PI这个标识符了。

注意：PI不是变量，没有类型，不占用存储空间。

2. 看简单程序：

int a=1,b=2;

#define PI 3.14159

#define R a+b

cout<<PI*R*R<<endl;

输出的并不是3.14159*（a+b）*（a+b），而是3.14159*a+b*a+b，程序因此常常会出错。

C++提供了用const定义常变量的方法，如： const float PI 3.14159

注意：PI具有变量的属性，有数据类型，占用存储空间，有地址，可以用指针指向它，知识在程序运行期间值是固定的，不能改变。

1.3.3 函数原型声明

1. C中，以下三种声明方式都能通过编译：

int max(int x,int y);

int max();

max();

在C++中，如果函数调用的位置在函数定义之前，则必须进行函数原型声明，使编译系统严格检查。

int max(int x,int y);

int max(int,int);

注意：在编译时，只检查参数类型，而不检查参数名。

1.3.4 函数的重载

1. 在C中，规定在同一作用域（例如同一文件模板中），不能有同名的函数

C++ 允许在同一作用域中用同一函数名定义多个函数，但是，函数的参数个数和参数类型不相同。

2. 简单程序：

int max(int a,int b, int c){

if(b>a) a=b;

if(c>a) a=c;

return a;

}

float max(float a,float b, float c){

if(b>a) a=b;

if(c>a) a=c;

return a;

}

int main(){

int a,b,c;

float d,e,f;

cin>>a>>b>>c;

cin>>d>>e>>f;

int m;

m=max(a,b,c);

cout<<”max_i=”<<m<<endl;

float n;

n=max(d,e,f);

cout<<”max_f=”<<n<<endl;

}

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。

1.3.5 函数模板

1. 简单程序：

template<typename T>

T max(T a,T b,T c){

if(b>a) a=b;

if(c>a) a=c;

return a;

}

int main(){

int i1=8,i2=5,i3=6,i;

double d1=56.9,d2=90.765,d3=43.1,d;

i=max(i1,i2,i3);

d=max(d1,d2,d3);

cout<<”i_max=”<<i<<endl;

cout<<”d_max=”<<d<<endl;

}

通用函数定义：

template<class T>

template<typename T>

注意： 它只适用于函数的参数个数相同而类型不同，且函数体相同的情况，如果参数个数不同，则不能用函数模板。

1.3.6 有默认参数的函数

1. float volume(float h,float r=12.5)

实参与形参的结合是从左至右顺序进行的，因此指定默认值的参数必须放在形参表中的最右端，否则出错。

注意：

1. 如果在函数调用前需要函数声明，此时必须在函数声明中给出默认值，在函数定义时可以不给出默认值。也就是在调用之前将默认值的信息通知编译系统。由于编译是从上到下逐行进行的，如果在函数调用之前未得到默认值的信息，则编译到函数调用时，会认为实参个数与形参个数不匹配而报错。

2. 一个函数既不能作为重载函数，又作为有默认参数的函数，会出现二义性。

1.3.7 变量的引用

1. int a;

int &b=a;

这就声明了b是a的引用，即a的别名。

注意：

1. 对变量声明一个引用，并不另开辟内存单元，b和a都代表同一变量单元，因此在 建立引用时只有声明，没有定义。

2. 在声明一个引用时，必须同时使之初始化，不能再作为其他变量的引用。

3. 区分是声明引用还是取地址操作：

当&a的前面有类型符时（int &a），必然是引用，如（p=&a）此时是取地址操作。

4. int a=3;

int &b=a;

int &c=b;

此时，整型变量a有两个别名，b和c。

5. 不能建立void类型的引用

因为任何存在的变量都是非void类型。

6. 不能建立引用的数组

char c[6]=”hello”;

char &rc[6]=c;

数组名c只代表数组首元素的地址，本身并不是一个占有存储空间的变量。

7. 可以用const对引用加以限定

int i=5;

const int &a=i;

a=3; //错误

i=3; //合法

并不阻止改变引用所代表的变量的值。

8. int i=5;

const &a=i+3; //合法

此时编译系统这样处理：生成一个临时变量存放表达式的值，引用是该临时变量的别名，如下：

int temp=i+3;

const int &a=temp;

临时变量是内部实现的，用户不能访问。

2. C++ 添加引用主要是利用它作为函数参数，扩充函数传递数据的功能。

在C中，函数参数传递有以下两种情况：

1. 将变量名作为实参（形参和实参不是同一存储单元）

2. 传递变量的指针

在C++中，传送变量的别名。实际上，实参传给形参的是实参的地址。

3. 使用引用和指针变量作为形参的不同：

设立指针变量需要另开辟内存单元，而引用不是独立的变量，不单独占内存单元。

1.3.8 内置函数

调用函数需要时间，如果有些函数频繁调用，会降低程序执行效率。

C++提供内置函数（也叫内联函数，内嵌函数）。即在编译时将所调用的函数的代码嵌入到主调函数中。

inline int max(int a ,int b,int c)

注意：只有对于规模小且频繁使用的函数，才可以大大提高运行效率。

1.3.9 作用域运算符

先看程序：

float a=13.5

int main(){

int a=5;

cout<<a;

return 0;

}

输出5；

如果想输出全局变量，C++提供作用域运算符“：：”。

程序改为：

int main(){

int a=5;

cout<<a<<endl;

cout<<::a<<endl;

return 0;

}

“：：a”表示全局作用域中的变量。注意：“：：”不能访问函数中的局部变量。

1.3.10 字符串变量

1. 字符数组处理字符串外，C++提供了字符串类型定义字符串变量。

string不是C++具有的基本类型（char，int，float，double），它是在标准库中的一个字符串类。

#include<string>

2. char str[10];

str=”Hello”; //错误

string word = ”Canada”; //在定义字符串变量时，不必指定长度

word[2] = ‘m’; //修改后位“Camada”

3. 定义字符串数组（区别于字符数组）

string name[3]={“zhang”,”li”,”wang”};

说明：每个字符串元素中只包含字符串本身的字符不包括“\0”。

疑问：字符串数组中每个元素的长度不同，定义时怎么给数组分配存储空间的呢?

解答：实际上，编译系统为每个字符串分配固定的字节数（4个字节），在这个存储单元中，并不是直接存放字符串本身，而是存放字符串的地址。name[0]存放的是“zhang”的首地址。

1.3.11 动态分配/撤销内存的运算符new和delete

1. 在C语言中，利用malloc和free分配和撤销内存空间的。但是malloc必须指定开辟内存的大小。

在C++中，利用new和delete取代。

new 类型[初值]

delete p;

delete []pt;

注意：用new分配数组空间时不能制定初值。

2. 简单程序：

struct student{

char name[10];

int num;

};

int main(){

student *p;

p=new student;

strcp(p->name,”wang”);

.......

}

说明：

定义一个指向结构体的指针p。用new开辟空间存放一个student类型的变量。执行new后返回一个指向student的指针存放在p中。

如果内存不足，new会返回一个NULL。

new和delete是运算符，不是函数，因此执行效率高。

1.4 C++程序的编写和实现

1. 编写源程序（.cpp）

2. 对源程序进行编译（生成.obj文件）

作用：对源程序进行词法检查和语法检查，error和warning

3. 将目标文件进行连接（生成.exe可执行文件）

将.obj输入内存，与系统提供的库文件等连接。

4. 运行程序

5. 分析结果

2.2 类的声明和对象的定义

1. 类是对象的抽象，而对象是类的具体实例。

2. 用struct声明的类，如果对其成员既不指定private也不指定public，则系统默认认为是公共的。

用class声明的类，如果对其成员既不指定private也不指定public，则系统默认认为是私有的。

3. 一个对象所占的空间只取决于该对象中数据成员所占的空间，而与成员函数无关。

函数的目标代码是存储在对象空间之外的，如果一个类定义了10个对象，这些对象的成员函数对应的是同一个成员函数代码段。（this指针）

4. 如果在类体中定义的成员函数中不包括循环等控制结构，C++系统则会自动对它们作为inline函数来处理。

5. 如果只声明了类而未定义对象，则类的一般成员函数是不占内存的，只有在定义了类对象时，才为数据成员分配空间。