基于Linux的C++ Part1:基于语法元素

今天药忘吃喽~ 2022-10-20 05:24 174阅读 0赞

### Part 1 C++基本语法元素 ###

*  1.1 介绍
 *  1.2 什么是程序设计
 *  1.3 初时C/C++程序
 *  1.4 程序设计基本流程
 *  1.5 基本语法元素
 *   *  数据类型
     *  表达式
     *  变量
     *  文字
     *  常量
     *  赋值与初始化
     *  操作符与操作数
     *  语句
     *  基本输入输出
 *  1.6 程序设计风格
 *  1.7 编程实践

# 1.1 介绍 #

本笔记基于Linux环境学习C++ 开发  
C/C++ ，Unix/Linux之间的关系  
C++由 C 设计开发  
Linux 是和 Unix 学习开发的  
Unix系统是由 C 开发的

# 1.2 什么是程序设计 #

就是一条条指令序列，按规则完成特定功能。  
如何写？程序就是按照任务要求，设计数据结构和算法，得到运行结果。

**算法**：解决问题的方法和步骤，常用流程图来描述算法。语法和逻辑的设计都是一步步精益求精。通常解决一个问题的算法多种多样，但是性能差异也很大，需要时间和经验逐步累积。

**数据&数据结构**  
数据：数据操作的对象  
数据结构：数据之间的相互关系和构造方法。  
与算法关系密切，良好的数据结构可使算法更简单，恰当的算法可使数据结构更易理解。

程序设计分类：**结构化程序设计** **面向对象程序设计** **范型编程**  
**结构化程序设计**： 数据为中心，数据结构、程序流程控制、函数与算法、程序组织  
**面向对象程序设计** ：对象为中心，考虑对象的行为。类与对象、对象构造、继承与派生  
**范型编程**：标准模板库：迭代器、容器、抽象算法

# 1.3 初时C/C++程序 #

/// C程序 显示字符串“Hello World”
    #include <stdio.h> /// 预编译指令，编译前封装进去，包含标准头文件
    int main()                     ///主函数main()，全局唯一
    { 
    printf( "Hello World!\n" );    /// 函数语句
    return 0;                      /// 函数返回结果，结束执行，结果传递给操作系统
    }
    
    ///标准库函数，在输出设备（一般为屏幕）上输出一行文本函数调用，需要了解该函数原型，即函数如何使用的细节信息；printf 函数原型位于"stdio.h"中，故需包含该头文件双引号内为字符串内容；‘\n’为转义字符，表示换行分号表示语句结束

/// C++ 程序 显示字符串“Hello World”
    #include <iostream> /// 预编译指令，编译前封装进去，包含标准头文件
    using namespace std;              ///使用标准名空间，使用了命名空间即定义了上下文。本质上，命名空间就是定义了一个范围。
    int main()                        ///主函数main()，全局唯一
    { 
    cout << "Hello World!" << endl;   /// 函数语句
    return 0;
    }
    ///标准输出对象，在输出设备（一般为屏幕）上输出一行文本；连续的双左尖括号表示向左侧输出对象提供右侧的信息；双引号内为字符串内容；‘\n’为转义字符，表示换行；分号表示语句结束

实例练习：编写程序，计算用户输入的两个整数之和

#include <iostream>
    using namespace std;
    int main()
    { 
        int a,b,sum;
        cout<<"a = "<<endl;
        cin >> a;
        cout<<"b = "<<endl;
        cin>> b;
        sum = a +b;
        cout<< a << "+" << b << "=" << sum << endl;
        return 0;
    }

///运行结果
    a = 
    1   
    b = 
    2
    1+2=3

# 1.4 程序设计基本流程 #

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*  **编 辑**  
    行文本编辑器：vi 编辑器或其他编辑器  
    窗口文本编辑器：gedit 编辑器或类似编辑器
 *  **编 译**  
    gcc：编译 C 程序  
    g++：编译 C++程序  
    示例：g++ main.cpp
 *  **执 行**  
    缺省可执行文件：./a.out

g++ -o sum sum.cpp ///sum 可执行文件 sum.cpp 源文件

# 1.5 基本语法元素 #

## 数据类型 ##

*  整数类型  
    使用 int 定义整数类型的数据对象  
    整数类型具有取值范围，仅能表示特定区间内整数值
 *  浮点数类型  
    使用 double 或 float 表示小数  
    同样具有取值范围  
    首选 double，精度更高

**整数类型**

*  整数类型  
    定义 a 为整数：`int a;`  
    整数的符号：确定是否表示负数  
    signed、unsigned  
    定义 b 为无符号整数：`unsigned int b;`  
    整数的长短：确定整数取值范围的大小  
    long、short  
    定义 c 为短整数：`short int c;`

## 表达式 ##

*  定义  
    操作数与操作符序列，表达运算过程
 *  操作符：运算逻辑
 *  操作数：文字、量、函数调用、括号
 *  表达式值：运算结果
 *  表达式求值：计算表达式值的过程
 *  类比：按普通四则运算理解表达式求值过程，逐一计算表达式中所有操作符，直至完成

## 变量 ##

*  先定义再使用
 *  定义格式：`变量类型 变量名称[, 变量名称];`
 *  变量名称应既有惟一性：不允许重名
 *  单独定义例：`int a;`
 *  同时定义例：`double b, c;`
 *  变量的四大基本特征（VANT）  
    1.变量总是具有值（value）  
    2.变量总是与内存中的地址（address）相对应  
    3.变量总是具有名称（name）  
    4.变量总是具有确定的类型（type）

## 文字 ##

*  定义：程序中单独出现的值  
    例：`3.14、100` 等
 *  类型：  
    **1.整数类型文字：**  
    十进制、十六进制、八进制  
    十进制表示：普通整数表示  
    以“0x”或“0X”开头的 0～9、A/a～F/f 序列  
    十六进制表示：逢十六进一，无正负号  
    例：`0x55、0X1F、0x2a`  
    0x5516 = 8510  
    八进制表示：逢八进一，无正负号  
    例：`055`  
    以“0”开头的 0～7 序列  
    0558 = 4510 （注意不要与十进制混淆）  
    **2.浮点类型文字**  
    一般形式：小数表示法  
    例：`3.1416、–2.718281828`  
    由整数部分、小数点与小数部分组成  
    指数形式：科学计数法  
    例：`3.14e3 = 3.14×103、–2.7E–2 = –2.7×10–2`  
    由尾数部分、字符‘E’/‘e’与指数部分组成  
    **3.字符串类型文字**  
    双引号引起来的字符序列  
    双引号是字符串文字的界定符，不是字符串的内容  
    例：`“Programming in C++"`、`"Hello World!\n"`  
    转义序列  
    格式：使用反斜杠开始转义序列，后跟一个或多个字符  
    字符串不仅可以包含可打印字符，也可以包含表示特殊活动的特殊字符  
    转义序列整体作为单个字符进行处理，样式固定  
    例：`"\n"`、`"\\"`

## 常量 ##

*  常量的定义：程序执行期间其值不可改变的量  
    格式：const 数据类型 常量名称 = 初始值;  
    例：`const int zero = 0;`
 *  常量的意义  
    解决直接出现的文字无法解释其意义的问题
 *  常量与变量  
    常量不可改变值，其他与变量同  
    定义常量时必须进行初始化  
    常量初始值必须能够在编译期间计算出来

## 赋值与初始化 ##

*  赋值表达式  
    格式：变量名称 = 表达式  
    例：a = 0
 *  赋值语句：赋值表达式加分号  
    格式：变量名称 = 表达式;  
    例：a = b + c;
 *  变量的初始化  
    在定义变量时直接设定初始值  
    例：int a = 0;

## 操作符与操作数 ##

*  操作符分类  
    一元操作符：只有单个操作数，例如负号  
    二元操作数：带有两个操作数，例如加减乘除等  
    三元操作数：带有三个操作数，例如条件表达式
 *  操作符的优先级与结合性  
    优先级确定计算顺序，结合性确定计算方向

## 语句 ##

*  简单语句  
    格式：表达式后跟分号  
    例一：sum ＝ n + d;  
    例二： cout << “Hello, World!” << endl;
 *  复合语句  
    格式：花括号对括起来的语句序列  
    例：\{ a = 1; b = a + 1; \}
 *  空语句  
    格式：单独出现的分号  
    目的：满足程序特定语法规则的要求；作为未来添加程序代码的占位标记

## 基本输入输出 ##

*  输出  
    输出目的地：`cout`  
    输出（插入）操作符：`<<`  
    输出数据对象  
    示例：`cout << "Hello, World!" << endl;`
 *  输入  
    输入来源：`cin`  
    输入（提取）操作符：`>>`  
    输入数据对象  
    示例：`cin >> a >> b;`

# 1.6 程序设计风格 #

**注释**

*  注释的目的：增强程序的可读性、可维护性
 *  注释的格式  
    格式一：“/*”与“*/”对，注释其中的部分，可出现在程序代码的任意地方  
    例一：`int /* 此处内容为注释 */ a;`  
    格式二：`“//”`，注释从此字符序列开始直至本文本行结束  
    例二： `int a; // 此处内容为注释`
 *  特别说明  
    同一种注释标记不可以嵌套  
    “//”不跨行，“/*”与“*/”对可跨行

**命名规范**

*  字符集：ASCII字符集  
    大小写英文字母、数字、部分特殊符号
 *  标识符  
    以下划线或字母开头，由下划线、字母、数字组成，表示常量、变量、函数、类型等名称，区分大小写  
    关键字：系统专用的具有特定意义的标识符  
    预定义标识符：编译命令与库函数名，具有特定意义，一般不能重新定义  
    用户定义标识符：用户根据需要定义，主要是为了使程序容易阅读、理解与维护

**宏与常量**

*  宏定义  
    \#define 指令：预处理命令  
    例：`#define PI 3.14`  
    一旦定义，可以代替常量使用  
    宏定义不是常量  
    程序中应优先使用常量而不是宏
 *  目的与意义  
    增强程序可读性：使用有意义的名字命名  
    增强程序的可维护性：将值定义为符号常量，则程序中仅需要修改一次

**赋值语句的简写形式**  
加赋：`x += a` 等价于 `x = x + a`

减赋：`x -= a` 等价于 `x = x - a`  
乘赋：`x *= a` 等价于 `x = x * a`  
除赋：`x /= a`等价于 `x = x / a`  
除法作用于整数上时，结果也为整数  
余赋：`x %= a`等价于 `x = x % a`  
％：两个整数进行整数除法，结果为余数  
`x *= a + b` 等价于 `x = x * (a + b)`

**源代码排版**

*  递进层次应使用左缩进格式
 *  每行代码不能过长，不超过80个字符
 *  函数代码不超过60行
 *  使用空行区分不同功能代码
 *  复合语句书写格式要统一
 *  除非特别必要，否则不要在一行上书写多条语句
 *  命名规范要一致
 *  无论采用什么标准，都一定要一直按照该标准执行

# 1.7 编程实践 #

1.1 编写程序，接受用户输入的10个整数，输出它们的和。

#include <iostream>
    using namespace std;
    int main()
    { 
        int i;
        int sum = 0;
        int a;
        cout << "Input 10 nums:" << endl;
    
        for (i=0;i<10;i++)
        { 
            cin >> a;
            sum = sum + a;
        }
    
        cout << "sum is :" << sum << endl;
        return 0;
    }

结果：
    Input 10 nums:
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    sum is :55

1.2 编制程序完成下述任务。接受两个数，一个为用户一年期定期存款金额，一个为按照百分比格式表示的一年期定期存款年利率。程序计算一年期满后本金与利息总额。  
说明：  
（1）存款金额以人民币元为单位，精确到分；  
（2）输入利率时不需要输入百分号，例如一年期定  
期存款年利率为2.52%，用户输入2.52即可；  
（3）输出数据如何精确到分？

#include <iostream>
    using namespace std;
    int main(){ 
        float money,rate;
        float sum;
        cout << "First year money(CNY): ";
        cin >> money;
        cout << "rate is : ";
        cin >> rate;
        sum = money*(rate/100.00)+money;
        cout << "Second year: Total money is: " << sum << endl;
        return 0;
    }

Result
    First year money(CNY): 10000
    rate is : 2.55
    Second year: Total money is: 10255

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