1、第2章 变量和表达式,本章将详细介绍C+编程的实质。在本章中将创建具有输入处理输出的传统C+程序。由于C+有两个版本，因此我们首先介绍ANSI/ISO C+语言的特性，然后讨论C+/CLI语言的相应方面。,C+程序结构命名空间C+中的变量和常量C+中的基本数据类型C+中的基本输入输出执行运算数据类型之间的转换,2.1 C+的基本语法,在Visual C+ 2008中，控制台应用程序将从命令行读取数据，然后将结果输出到命令行，与Windows程序相比，控制台程序要简单的多。为了了解C+语言的运行，简化应用程序窗口的创建和使用，所编写的示例都将是控制台应用程序。,2.1.1 程序的结构,C+程序由
2、一个或多个函数组成。函数是一个具有惟一名称的自包含代码块，要执行函数，可以使用函数的名称对其进行调用。所有的C+程序中都必须只有一个名为main的函数，main函数是程序的入口点。典型结构如右图。,2.1.2 注释,注释是程序的一个重要部分，但是它们不是可执行代码，使用注释只是为了增强程序的可读性。在对程序进行编译时，编译器会忽略所有注释。在开始处理比较复杂的代码时，注释可用于给正在进行的工作添加提示。C+添加注释的方式有两种。可以在注释的开头使用“/*”，在结尾放置标记“*/”。下面的注解是正确的：,/* Exce2_01.cpp */ /* Exce2-01.cpp 一个简单的控制程程序
3、*/,2.1.3 #include指令,几乎所有的C+程序都会使用到#include指令。之所以称其为指令，因为它会命令编译器来完成某项任务。例如：#include 这里的#include指令用于控制编译器在编译之前将文件 的内容添加到这个程序中。文件通常称为头文件。在头文件中包含了一些在使用C+输入和输出语句时必须使用的定义，如cout和运算符的内容包括到这个程序中，那么这个程序就不能被编译，因为在这个程序中使用的输出语句依赖于这个文件中的一些定义。Visual C+提供了许多不同的头文件，它们具有各自特有的功能。,2.1.4 命名空间,为了方便在程序中执行许多常见的任务，C+在标准库中提供
4、了大量的例程。例如，处理输入和输出，执行基本的数学计算。由于这些例程是非常庞大的，所以在编写自己的程序时，使用名称难免会与标准库中定义的名称相同。为了避免此类问题，C+提供了一种称为命名空间的机制，它可以有效地防止程序中重名问题。其方法是将一组相关的例程序组织在一起，并为这些例程定义一个共同的名称。这样，对于这组例程中的每一个例程而言，它的名称就由两部分组成：公共名加例程名。这组例程共享的名称就是命名空间。当程序中出现同名的例程时，就可以通过命名空间加例程名的方式，惟一地确定例程。这非常类似于Windows的文件夹，同名的文件不能位于同一个文件夹中，对于不同文件夹下的同名文件，可以通过使用文件
5、夹名和文件名的方式惟一确认。,2.2 变量和常量,变量是程序中临时存放数据的场所，它的值在程序运行过程中是可变的。而常量在程序运行过程中其值是不能被改变的。本节重点讲解：,定义变量,常量和符号常量,2.2.1 定义变量,在程序中，一个变量必须具有一个名称，给予变量的名称称为标识符，或者更方便地称之为变量名。,C+规定变量名只能由字母、数字和下划线三种字符组成，且第一个字符必须为字母或下划线。在Visual C+ 2008中，变量名的长度可以达到2048个字符。所以在给变量命名时，具有相当大的灵活性。如果希望在其他环境中编译代码，那么最好把名称的长度限限制在31个字符。虽然可以使用以下划线开头的
6、变量名，如_this和_sum，不过最好避免使用它们，因为这可能会与标准系统变量发生冲突。下面是一些合法的变量名：sum，SUM，averge，pShape，value_1，COUNT,2.2.2 常量和符号常量,常量也会为不同的类型，如1、-5、0都属于整型常量，1.2、-3.14属于实型常量，a、B为字符常量。常量一般可以从其字面形式判断，这种常量也称为字面常量或直接常量。使用符号常量的好处有：意义清楚。同遍布于程序中的没有明显含义的字面常量相比，符号常量更能表示数值的意义。如在上面的程序中，一看PI就知道它表示圆周率。如果需要修改符号常量的值，只需要在源文件中修改它的定义，就可以确保这个
7、变化自动出现在程序的所有地方。,2.3 基本数据类型,变量可以保存的信息种类由其数据类型确定。在程序中，所有的数据和变量都必须具有某种已定义的类型。ISO/ANSI标准C+提供了一系列的基本数据类型。在C+/CLI还定义了不属于ISO/ANSI C+的基本数据类型，本章稍后会介绍这些类型。,2.3.1 整型,整型仅表示整数，在C+中使用关键字int表示。int型的变量在内存中占用4个字节，它们即可以存储正整数，也可以存储负整数。int型变量可以存储的值大值为231-1，即2147483647，最小值为-231，即-2147483648。,根据数值的表示范围，整型又可以分为基本整型、短整型和长整
8、型。int类型就是基本整型。在int之前可以根据需要加上修饰符：short或long，分别表示短整型和长整型。,2.3.2 字符类型,在C+中，字符类型具有双重作用。字符类型的变量占用1个字节的内存，可以使用这种变量存储给定范围内的整数，也可以存储单个ASCII字符的代码。,2.3.3 布尔类型,布尔型变量中能存放两个值：真和假。布尔型变量的类型为bool，布尔变量也称为逻辑变量。布尔型变量用来存储可以是真或假的测试结果，如两个值是否相等。,2.3.4 浮点类型,通常一个浮点数可以用科学记数法表示，例如，-314.02。可以写成：-0.31402103。其中“-”为符号，指数3为阶，0.314
9、02是小数部分，提供的非0数字长度称为有效值，这里的有效值为31402。小数部分也称为尾数。之所以称为浮点数，是因为它的小数点可以左右“浮动”，但不管小数点怎么移动，有效值不变，只是其小数部分会随着小数点的移动而变化。在C+中，浮点数即可以表示为定点方式，如3.14，也可以表示成科学记数法（指数方式），如314e-2，即314乘以10的负2次方。,2.3.5 定义数据类型的别名,关键字typedef能够为现在类型定义一个别名。例如： typedef char Char;该语句将Char定义为char的一个别名，因此可以利用下列声明将变量ch声明为char类型：Char ch;这个声明与使用内置
10、类型名的声明没有任何区别。char ch;实际上，如果定义了自己的类型名，那么在同一个程序内就可以使用它们声明相同的变量。,2.3.4 浮点类型,通常一个浮点数可以用科学记数法表示，例如，-314.02。可以写成：-0.31402103。其中“-”为符号，指数3为阶，0.31402是小数部分，提供的非0数字长度称为有效值，这里的有效值为31402。小数部分也称为尾数。之所以称为浮点数，是因为它的小数点可以左右“浮动”，但不管小数点怎么移动，有效值不变，只是其小数部分会随着小数点的移动而变化。在C+中，浮点数即可以表示为定点方式，如3.14，也可以表示成科学记数法（指数方式），如314e-2，即
11、314乘以10的负2次方。,2.4 输入与输出表达式,C+的输出和输出是通过数据流来实现。在数据流中，可以将数据插入输出流，或者从输入流中提取数据。,2.3.1 标准I/O流,在程序运行时需要输入数据，数据处理结束后还需要显示运行结果，这些都要用到输入/输出语句。输入语句负责从输入设备中获取数据，输出语句负责将数据送到输出设备。键盘和显示器是计算机的标准输入输出设备，因此在键盘和显示器上的输出输入为标准I/O流。标准输出输入流cin和cout是在头文件iostream.h中定义，cin表示标准输入设备键盘，cout表示标准输出设备显示器。向显示器输出数据时，必须将cout和插入运算符“”一起使
12、用。,2.3.2 格式化输出,1控制浮点数显示,2设置值的显示宽度,3设置填充字符,4控制对齐方式,2.5 运算符与表达式,在知道了C+程序如何实现输入和输后，接下来就需要对输入的数据进行处理，然后将处理的结果输出显示。程序中对数据处理的语句由表达式构成。表达式是运算符、操作数和标点符号的组合，其目是的用来说明一个计算过程。表达式的功能主要由运算符来实现。,2.5.1 算术运算,1算术运算符,2运算符优先级和给合性,3算术类型转换,4自增和自减,2.5.2 赋值运算,1赋值运算符,2类型转换,3复合的赋值运算符,2.4.3 逗号运算,在C+语言中，逗号“，”也是一种运算符，称为逗号运算符。其功
13、能是把两个表达式连接起来组成一个表达式，称为逗号表达式。其一般形式为： 表达式1，表达式2，.表达式nC+的执行过程是顺序计算表达式1，表达式2，直到表达式n。,2.4.4 关系运算,1关系运算符 C+提供的基本关系运算符包括： 大于（） 小于（） 大于等于（） 小于等于（） 不等于（!） 等于（=）,2关系运算符的优先级在关系运算符中，以及=拥有相同的优先级，并且比=和!=的优先级高。= 和!=的优先级相同。和其它大多数运算符一样，关系运算符的结合律也是从左到右。,2.4.5 逻辑运算,1逻辑运算符,2逻辑运算符的优先级,3逻辑表达式,2.4.5 位运算,按位运算符可以对操作数的二进制码进行
14、操作，而不是对数字值。C+提供的按位运算符包括：按位与（&）按位或（）按位异或（）按位取反（）右移（）左移（）按位运算符只能处理整型数据，所以操作数的类型必须为：short、int、long、char，以及这些类型的无符号类型。除按位取反运算符“”是一元运算符，只处理一个操作数，其他都是二元运算符。,2.5 C+/CLI的应用,C+/CLI对ISO/ANSI C+进行了大量扩充，并且提供了大量的附加功能。就目前介绍的内容而言，C+/CLI附加的功能包括：在C+/CLI中提供了对所有ISO/ANSI C+基本数据类型的支持，但是，C+/CLI中这些基本数据类型都是其于.NET Framework
15、类库，添加了一些额外的属性。在控制台程序中，C+/CLI的键盘输入和命令行输出提供了它自己的输入/输出机制。C+/CLI中引用safe_cast运算符，可以确保类型强制转换的安全性。,2.5.2 C+/CLI格式化输出,Console:Write()和Console:WriteLine()函数都具有控制输出格式的功能，通过调用这两个函数，以及使用相应的格式化字符可以格式化输出结果。,2.5.3 C+/CLI的键盘输入,.NET Framework控制台程序提供了3个函数实现键盘输入功能，分别为Console:ReadLine()、Console:Read()和Console:ReadKey()。,2.5.4 safe_cast安全类型转换,在ISO/ANSI C+中，可以使用static_cast将数据从一种类型转换为另一种类型。在大多数情况下，也可以在C+/CLI程序中使用static_cast进行显式类型强制转换，不过在C+/CLI中提供了另一种显式类型强制转换符safe_case，safe_case可以充分利用CLI环境中的安全检查机制，对类型转换进行安全检查。,
