C++ 语言基础(1)

　　入门简介 　 　

　　变量 C++数据类型 C++操作符 C++中的函数 main函数 数组 字符串数组 字符串操作函数

　　C++是个强大的语言，可以用于做别的语言做不了的工作。但是，这种强大功能是有代价的。开始使用C++时，你可能会遇到内存溢出和访问失效等问题，使程序死机。这里用最简短的篇幅介绍C++语言基础。C++语言本身有专著介绍，这种书还特别厚，所以别指望我能用三言两语说清楚。读者学完本书并使用C++ Builder一般时间之后，最后对C++语言再作更深入的了解。

　　C++可以最充分地利用面向对象编程(OOP)的优势。OOP不只是一个新名词，而有它的实际意义，可以生成可复用的对象。新术语 对象(object)，和前面介绍的构件一样，是完成特定编程任务的软件块（构件是对象，但对象不全是构件，稍后会解释这点）。对象只向用户（使用对象的编程人员）显示必须的部分，从而简化对象的使用。用户不必知道的所有内部机制都隐藏在幕后。这一切都包括在面向对象编程的概念中。OOP可以用模块化方法进行编程，从而避免每次从头开始。C++ Builder程序是面向OOP的，因为C++ Builder大量使用构件。生成构件后（你生成的或C++ Builder内置的构件），就可以在任何C++ Builder程序中重复使用。构件还可以扩展，通过继承生成具有新功能的新构件。最妙的是，构件隐藏了所有内容细节，使编程人员能集中精力充分利用构件。

　　入门简介

　　在C++之前先有C语言，C++是建立在C语言之上的，称为带类的C语言。这个C语言基础在当今的C++程序中仍然很重要。C++并不是取代C，而是补充和支持C。本章余下部分和下几章主要介绍C++中

　　C++数据类型

　　新术语 C++数据类型定义编译器在内存中存放信息的方式。在有些编程语言中，可以向变量赋予任何数值类型。例如，下面是BASIC代码的例子：x = 1;x = 1000;x = 3.14;x = 457000;在BASIC中，翻译器能考虑根据数字长度和类型分配空间。而在C++，则必须先声明变量类型再使用变量：int x1 = 1;int x = 1000;float y = 3.14;long z = 457000;这样，编译器就可以进行类型检查，确保程序运行时一切顺利。数据类型使用不当会导致编译错误或警告，以便分析和纠正之后再运行。有些数据类型有带符号和无符号两种。带符号（signed)数据类型可以包含正数和负数，而无符号（unsigned)数据类型只能包含正数。表1.1列出了C++中的数据类型、所要内存量和可能的取值范围。

　　表1.1C++数据类型(32位程序)

　　数据类型 字节 数取值范围

　　char 1 -128到126

　　unsigned char 1 0到255

　　short 2 -32,768到32,767

　　unsigned short 2 0到65,535

　　long 4 -2,147,483,648到2,147,483,648

　　unsigned long 4 0到4,294,967,295

　　int 4 同long

　　unsigned int 4 同unsigned long

　　float 4 1.2E-38到3.4E381

　　double 8 2.2E-308到1.8E3082

　　bool 1 true或false

　　从上表可以看出，int与long相同。那么，为什么C++还要区分这两种数据类型呢？实际上这是个遗留问题。在16位编程环境中，int要求2个字节而long要求4个字节。而在32位编程环境中，这两种数据都用4个字节存放。C++Builder只生成32位程序，所以int与long相同。说明 在C++ Builder和BorLand C++ 5.0中，Bool是个真正的数据类型。有些C++编译器有Bool关键字，则Bool不是个真正的数据类型。有时Bool只是个typedef，使Bool等价于int。typedef实际上建立别名，使编译器在一个符号与另一符号间划上等号。typedef的语法如下：typedef int Bool;这就告诉编译器:Bool是int的别名。说明 只有double和float数据类型使用浮点数（带小数点的数）。其它数据类型只涉及整数值。尽管integer数据类型也可以指定带小数点的数值，但小数部分会舍弃，只将整数部分赋予整型变量，例如：int x=3.75;得到的x取值为3。注意，这个整数值并不是四舍五入，而是放弃小数部分。顺便说一句，大多数Windows程序很少用到浮点数。C++可以在必要时进行不同数据类型间的换算。例如：short result;long num1 = 200;long num2 = 200;result = num1 * num2;这里我想将两个长整型的积赋予一个短整型。尽管这个公式混用了两种数据类型，但C++能够进行换算。计算结果会怎样呢？结果会让你大吃一惊，是25536，这是绕接(wrop)的结果。从表1.1可以看出，短整型的最大取值为32767，在最大值之上加1会怎么样呢？得到的是32768。这实际上与汽车里程计从99999回到00000的道理一样。为了说明这点，请输入并运行下列清单1.3中包含的程序。

　　清单1.3Wrapme.cpp

　　1: #include iostream.h

　　2: #include conio.h

　　3: #pragma hdrstop

　　4:

　　5: int main(int argc,char **argv)

　　6: {

　　7:short x = 32767;

　　8:cout " x = " x endl;

　　9:x++;

　　10: cout " x = " x endl;

　　11: getch();

　　12: return 0;

　　13: }

　　说明后面几节要介绍的有些清单没有下列语句：

　　#includecondefs.h

　　C++ Builder生成新的控制台应用程序时会自动加上这条语句。这在你所用的程序中不是必须的，所以代码清单中将其省略。无论有无这条语句，程序运行结果是一致的。分析输出结果为：x=32767 x=32768如果用int数据类型，则不会有这个问题，因为int数据类型的取值范围在正向20亿之间，一般不会有绕回的问题。但这时程序可能会稍大一些，因为int需要4字节存储，而short只需要2字节存储。对于大多数应用程序，这个差别是不显著的。前面介绍了自动类型换算。有时C++无法进行换算，这时可能在编译器中产生编译错误，说Cannot convert from x to y(无法从x换算到Y)。编译器也可能警告说Conversion might lose significant digits（换算可能丢失显著位）。提示 编译器警告应当作编译器错误，因为它表明出了错误。我们应努力生成无警告的编译。有时警告无法避免，但一定要认真检查所有警告。应充分了解警告的原因并尽量予以纠正。

　　C++操作符

　　操作符(operator)用于操作数据。操作符进行计算、检查等式、进行赋值、操作变量和进行其它更奇怪的工作。C++中有许多操作符，这里不想列出全部，只列出最常用的操作符，如下表所示。表1.2常用C++操作符操作符说明举例

　　算术运算符

　　+ 加 x=y+z;

　　- 减 x=y-z;

　　* 乘 x=y*z;

　　／ 除 x=y／z;

　　赋值运算符

　　= 赋值 x=10;

　　+= 赋值与和 x+=10;(等于x=x+10;)

　　-= 赋值与减 x-=10;

　　*= 赋值与乘 x*=10;

　　= 赋值与除 x=10;

　　&= 赋值位与 x&=0x02;

　　|= 赋值位或 x|=0x02;

　　逻辑操作符

　　&& 逻辑与 if(x && 0xFF) {...}

　　|| 逻辑或 if(x || 0xFF) {...}

　　等式操作符

　　== 等于 if(x == 10) {...}

　　!= 不等于 if(x != 10) {...}

　　 小于 if(x 10) {...}

　　 大于 if(x 10) {...}

　　= 小于或等于 if(x = 10) {...}

　　= 大于或等于 if(x = 10) {...}

　　一元操作符

　　* 间接操作符 int x=*y;

　　& 地址操作符 int* x=&y;

　　～ 位非 x &=～0x02;

　　! 逻辑非 if(!valid) {...}

　　++ 递增操作符 x++（等于x=x+1;）

　　-- 递减操作符 x--;

　　类和结构操作符

　　:: 范围解析 MyClass :: SomeFunction();

　　- 间接成员 MyClass- SomeFunction();

　　 直接成员 MyClass . SomeFunction();

　　可以看出，这个清单长了些，没法一下子记住。使用C++时，你会慢慢熟悉这些操作符的。必须指出，递增操作符既可用作前递增(++x)，也可用作后递增(x++)。前递增操作符告诉编译器先递增再使用变量，而后递增操作符则让编译器先使用变量值再递增。例如下列代码：

　　int x = 10;

　　cout "x = " x++ end1;

　　cout "x = " x end1;

　　cout "x = " x end1;

　　cout "x = " ++x end1;

　　输出结果如下：

　　x=10

　　x=11

　　x=12

　　x=12

　　递减操作符也是这样，这里不想将这些内容讲得太深，但读者可以耐心阅读下去，正如彭兹对奥古斯特所说，奥古，耐心点，罗马不是一天建成的。说明 在C++中操作符可以过载(overload)。编程人员可以通过过载标准操作符让它在特定类中进行特定运行。例如，可以在一个类中过载递增操作符，让它将变量递增10而不是递增1。操作符过载是个高级C++技术，本书不准备详细介绍。你也许会发现，有些操作符使用了相同的符号。符号的意义随情境的不同而不同。例如，星号(*)可以作为乘号、声明指针或取消指针引用。这初看起来有点乱，事实上，C++编程老手有时也觉得有点乱。多实践，你会慢慢适应的。本书有许多例子介绍这些操作符。读者不必死记每个操作符的作用，而可以在学习中通过程序和码段去理解其作用。

　　C++中的函数

　　函数是与主程序分开的码段。这些码段在程序中需要进行特定动作时调用（执行）。例如，函数可能取两个值并对其进行复杂的数学运算。然后返回结果，函数可能取一个字串进行分析，然后返回分析字串的一部分。新术语 函数（function)是与主程序分开的码段，进行预定的一个服务。函数是各种编程语言的重要部分，C++也不例外。最简单的函数不带参数，返回void（表示不返回任何东西），其它函数可能带一个或几个参数并可能返回一个值。函数名规则与变量名相同。图1.5显示了函数的构成部分。新术语 参数(parameter)是传递给函数的值，用于改变操作或指示操作程度。

　　返回类型 函数名 参数表

　　↓ ↓ ↓

　　int SomeFunction(int x, int y){

　　函数体→int z = (x * y); return z; ↑返回语句

　　}

　　图1.5函数的构成部分使用函数前，要先进行声明。函数声明或原型(prototype)告诉编译器函数所取的参数个数、每个参数的数据类型和函数返回值的数据类型。清单1.4列示了这个概念。新术语 原型(prototype)是函数外观的声明或其定义的说明。

　　清单1.4Muttiply.cpp

　　1: #include iostream.h

　　2: #include conio.h

　　3: #pragma hdrstop

　　4:

　　5: int multiply(int,int)

　　6: void showResult(int);

　　7:

　　8:int main(int argc,char **argv);

　　9:{

　　10: int x,y,result;

　　11: cout end1 "Enter the first value:";

　　12: cin x;

　　13: cout "Enter the second value: ";

　　14: cin y;

　　15: result=multiply(x,y);

　　16: showResult(result);

　　17: cout end1 end1 "Press any key to continue...";

　　18: getch();

　　19: return 0

　　20: }

　　21:

　　22: int multiply(int x,int y)

　　23: {

　　24:return x * y;

　　25: }

　　26:

　　27: void showResult(int res)

　　28: {

　　29:cout "The result is: " res end1;

　　30: }

　　这个程序的11到14行用标准输入流cin向用户取两个数字，第15行调用multiply()函数将两个数相乘，第16行调用showResult()函数显示相乘的结果。注意主程序前面第5和第6行multiply()和showResult()函数的原型声明。原型中只列出了返回类型、函数名和函数参数的数据类型。这是函数声明的最基本要求。函数原型中还可以包含用于建档函数功能的变量名。例如，multiply()函数的函数声明可以写成如下：int multiply(int firstNumber,int secondNumber);这里函数multiply()的作用很明显，但代码既可通过说明也可通过代码本身建档。注意清单1.4中函数multiply()的定义(22到25行)在主函数定义码段(8到20行)之外。函数定义中包含实际的函数体。这里的函数体是最基本的，因为函数只是将函数的两个参数相乘并返回结果。清单1.4中函数multiply()可以用多种方法调用，可以传递变量、直接数或其它函数调用的结果：

　　result = multiply(2,5);//passing literal values

　　result = multiply(x,y); //passing variables

　　showResult(multiply(x,y));

　　//return value used as a

　　//parameter for another function

　　multiply(x,y);//return value ignored

　　注意 最后一例中没有使用返回值。本例中调用函数multiply()而不用返回值没什么道理，但C++编程中经常忽略返回值。有许多函数是先进行特定动作再返回一个数值，表示函数调用的状态。有时返回值与程序无关，可以忽略不计。如果将返回值忽略，则只是放弃这个值，而不会有别的危害。例如，前面的样本程序中忽略了getch()函数的返回值（返回所按键的ASCII值）。函数可以调用其它函数，甚至可以调用自己，这种调用称为递归(recursion)。这在C++编程中是个较复杂的问题，这里先不介绍。新术语 递归(recursion)就是函数调用自己的过程。本节介绍的函数指的是C或C++程序中的独立函数（独立函数不是类的成员）。C++中的独立函数可以和C语言中一样使用，但C++将函数进一步深化，将在稍后介绍C++时介绍。

　　函数规则

　　 函数可以取任意多个参数或不取参数。

　　 函数可以返回一个值，但函数不强求返回一个值。

　　 如果函数返回void类型，则不能返回数值。

　　如果要让返回void类型的函数返回数值，则会发生编译错误。返回void类型的函数不需包含return语句，但也可以包含这个语句。如果没有return语句，则函数到达末尾的结束大括号时自动返回。

　　 如果函数原型表示函数返回数值，则函数体中应包含返回数值的return语句，如果函数不返回数值，则会发生编译错误。

　　 函数可以取任意多个参数，但只能返回一个数值。

　　 变量可以按数值、指针或引用传递给函数（将在稍后介绍）。

　　语法：函数语句的声明（原型）格式如下： ret_type function_name(argtype_1 arg_1,argtype_2 arg_2,...,argtype_n arg_n);

　　函数声明表示代码中要包括的函数，应当显示函数的返回数据类型(ret_type)和函数名(function_name)，表示函数所要数据变元的顺序（arg_1,arg_2,...,arg_n)和类型(argtype_1,argtype_2,...argtype_n)。

　　函数语句的定义格式如下：

　　ret_type function_name(argtype_1 arg_1,argtype_2 arg_2,...,argtype_narg_n);

　　{ statements;

　　return ret_type; }

　　函数定义表示构成函数的代码块(statements),应当显示函数的返回数据类型(ret type)和函数名(function_name)，包括函数所要数据变元（arg_1,arg_2,...,arg_n)和类型(argtype_1,argtype_2,...argtype_n)。