C++程序设计基础教程第1章初识C++程序设计语言.ppt
,C+程序设计基础教程,C+程序设计语言,初识C+程序设计语言,C+程序设计基础教程,第 1 章,C+程序设计语言,本章内容,计算机程序设计语言,1,2,第1章 初识C+程序设计语言,2023/3/10,1.1 计算机程序设计语言,计算机程序是人们为解决某个实际问题而编写的需要计算机所完成的一系列操作指令的有序集合。程序设计语言是人与计算机交流的工具，是计算机可以识别的语言，具有特定的词法与语法规则。计算机语言从其发展历程看，可以分成机器语言、汇编语言、高级程序设计语言3个阶段，其中高级语言又可分为面向过程与面向对象的程序设计语言等。,2023/3/10,第1章 初识C+程序设计语言,2023/3/10,第1章 初识C+程序设计语言,1.1 计算机程序设计语言,1.1.1机器语言与汇编语言,机器语言是直接用二进制代码指令表达的计算机语言，指令是用0和1组成的一串代码。例如，将100与200相加的机器语言程序由下列两条指令实现：1101 1000 0110 0100 0000 0000 0000 0101 1100 1000 0000 0000,2023/3/10,第1章 初识C+程序设计语言,1.1 计算机程序设计语言,1.1.1机器语言与汇编语言,虽然机器语言能为计算机直接识别和执行，但对于人类来说却十分晦涩难懂，更难以记忆与编写。为了解决机器语言编程的困难，程序员使用类似英文缩写的助记符来表示指令，从而产生了程序设计的汇编语言（Assembly Language）。如使用ADD、SUB助记符分别表示加、减运算指令。将100与200相加的汇编语言实现为：MOV AX,100 ADD AX,200,2023/3/10,第1章 初识C+程序设计语言,1.1 计算机程序设计语言,1.1.1机器语言与汇编语言,使用汇编语言编写的程序，机器不能直接识别，要由一种程序将汇编语言翻译成机器语言，这种起翻译作用的程序叫汇编程序，汇编程序是系统软件中的语言处理系统软件，汇编程序将汇编语言翻译成机器语言的过程称为汇编。汇编语言实质上仍是机器语言，同样属于低级语言。汇编语言是面向具体机型的，它离不开具体计算机的指令系统，对于不同型号的计算机，有着不同结构的汇编语言，而且，对于同一问题所编制的汇编语言程序在不同种类的计算机之间是互不相通的。,2023/3/10,第1章 初识C+程序设计语言,1.1 计算机程序设计语言,1.1.1机器语言与汇编语言,虽然汇编语言比机器语言提高了一步，但仍然与人类的自然表达方式相差甚远。而且由于汇编语言的抽象层次太低，一个简单的任务需要大量的语句实现，并且程序员还需考虑大量的机器细节，所以使用汇编语言编程的难度仍然很大。为了进一步方便编程，人们开发了更加接近人类自然语言习惯的高级语言，使编程效率大大提高。例如，将100与200相加，其高级语言可描述如下：100+200,2023/3/10,第1章 初识C+程序设计语言,1.1 计算机程序设计语言,1.1.2高级程序设计语言,高级语言与计算机的硬件结构及指令系统无关，有更强的表达能力，能更好地描述各种算法，容易学习掌握。但高级语言编译生成的程序代码一般比用汇编语言设计的程序代码要长，执行的速度也慢。使用高级语言编写的程序，需要相应的编译器翻译成机器语言程序才可执行。,2023/3/10,第1章 初识C+程序设计语言,1.1 计算机程序设计语言,1.1.3面向过程与面向对象的程序设计语言,早期的计算机主要用于数值计算，其软件设计的主要工作是设计计算方法或解决问题的过程，因此早期的高级程序设计语言是一种面向过程的程序语言。随着计算机应用的日渐普及，人们需要利用计算机来解决更为复杂的问题，相应的程序软件也更加庞大，许多大型软件的开发遇到了严重的困难。20世纪60年代产生的结构化程序设计方法为上述困难提供了较好的解决手段。,2023/3/10,第1章 初识C+程序设计语言,1.1 计算机程序设计语言,1.1.3面向过程与面向对象的程序设计语言,结构化程序设计方法是面向过程的，其程序特点是描述问题的数据与解决问题的过程（数据处理的方法）相互独立，当数据结构改变时，所有相关的处理过程都要进行相应的修改。同时，由于图形界面的应用，使得软件开发过程越来越复杂，从而催生了面向对象的程序设计方法（Object-oriented program，OOP）。,2023/3/10,1.1.3面向过程与面向对象的程序设计语言,面向对象程序设计方法的基本思想是：将描述问题的数据与解决问题的方法封装成一个不可分离的整体对象。在面向对象的程序设计方法中，一个问题用一个对象来表示，对象内部包含了问题描述的数据以及对这些数据操作的方法。程序设计时，将同类型的对象抽象出其共性，形成类。类是抽象的“概念”，对象是类的实例。,第1章 初识C+程序设计语言,1.1 计算机程序设计语言,1.2.1C+程序设计语言简介,2023/3/10,第1章 初识C+程序设计语言,1.2 C+程序设计语言,他是谁？,Dr.Bjarne Stroustrup，美国Bell公司大规模编程研究中心主任，C+语言的设计创建人。,C+是由C语言扩充、改进而来的。C语言之所以要起名为“C”，是因为它主要参考B语言，C+的设计者认为C语言是B语言的进步，所以就起名为C语言。但是B语言并不是因为之前还有个A语言，而是B语言的设计者为了纪念其妻子，设计者妻子名字的第一个字母是B。,第2章 C+语言编程基础,2023/3/10,1.2.1C+程序设计语言简介,第1章 初识C+程序设计语言,1.2 C+程序设计语言,C+程序设计语言具有下列特点：（1）C+完全兼容C，具有C语言的“简洁、紧凑、运算符丰富，可直接访问机器的物理地址，使用灵活方便，程序书写形式自由”等特点。大多数的C语言程序代码略作修改或不作修改就可在C+集成环境下运行。,2023/3/10,1.2.1C+程序设计语言简介,第1章 初识C+程序设计语言,1.2 C+程序设计语言,（2）C+作为一种面向对象的程序设计语言，程序的各个模块间更具独立性，可读性更好，代码结构更加合理，设计和编制大型软件更为方便。（3）用C+语言设计的程序可扩充性更强。,2023/3/10,1.2.1C+程序设计语言简介,第1章 初识C+程序设计语言,1.2 C+程序设计语言,C+程序从开始编码到运行需要经过以下步骤：（1）编辑源程序。由高级语言编写的程序称为源程序。C+源程序缺省的扩展名为.cpp。（2）编译源程序。使用编译程序对源程序进行编译。源程序经编译后生成扩展名为.obj的目标程序文件。（3）链接目标程序。用链接器将编译成功的目标程序文件与相应的系统模块链接成扩展名为.exe的可执行程序。,2023/3/10,1.2.2 简单C+程序框架结构,第1章 初识C+程序设计语言,1.2 C+程序设计语言,【例1-1】一个简单的C+程序示例。源程序代码/*=C+程序示例=*/#include/A，包含文件using namespace std;/B，使用命名空间stdint main(void)/C，主函数 coutHello World endl;return 0;,2023/3/10,1.2.2 简单C+程序框架结构,第1章 初识C+程序设计语言,1.2 C+程序设计语言,（1）程序注释。注释是程序员为程序所作的说明，是提高程序可读性的一种手段。注释并不是程序的必要部分，与其他高级语言一样，C+编译器在编译时将跳过注释语句，不对其进行处理。因此，无论源程序中有多少注释语句，均不会影响程序编译结果。C+语言提供了两种程序注释方式：一种是界于符号“/*”和“*/”之间的内容均作为注释信息（例如，程序中的前3行），另一种是由符号“/”开始直至本行结束的全部内容（例如，程序中的A行到C行部分）。,2023/3/10,1.2.2 简单C+程序框架结构,第1章 初识C+程序设计语言,1.2 C+程序设计语言,（2）文件包含。每个以符号“#”开始的行称为编译预处理指令。上述例题中A行指令称为文件包含预处理指令。编译预处理是C+组织程序的工具。#include的作用是在编译之前将文件iostream的内容插入到程序中。iostream是系统提供的一个头文件，其中定义了C+程序输入/输出操作的有关信息，程序必须包含此文件才能进行输入/输出操作。,2023/3/10,1.2.2 简单C+程序框架结构,第1章 初识C+程序设计语言,1.2 C+程序设计语言,（3）命名空间。C+标准库中的类和函数是在std中声明的，如需要使用到其中有关内容，就需要使用命名空间std编译。程序中B行表示本程序使用系统提供的标准名字空间中的一些名称标识符。,2023/3/10,1.2.2 简单C+程序框架结构,第1章 初识C+程序设计语言,1.2 C+程序设计语言,（4）主函数。程序中C行定义了一个函数，该函数描述程序的功能。main是函数名，其后紧跟一对圆括号。所有的C+程序有且只有一个main函数，通常称该函数为主函数。main函数是整个程序的入口，任何一个C+程序总是从其主函数的第一条语句开始执行，其间如果不调用其他函数，执行完主函数的所有语句后程序将自然结束。实现函数功能的语句序列必须用一对花括号括起来以形成一个逻辑整体。,2023/3/10,1.2.2 简单C+程序框架结构,第1章 初识C+程序设计语言,1.2 C+程序设计语言,main前面的int表示该函数运行结束后将得到一个整数值，该整数值应该在函数执行结束前用return语句给出。本示例程序中，主函数最后一条语句表明，如果程序正常运行结束将返回一个整数值0。main后的一对圆括号说明main函数运行所需的参数。例题中main函数后是一对空圆括号，说明本程序运行时无需提供参数。（5）信息输出。C+程序中，标准的输入/输出操作使用关键字cin或cout。（6）程序语句。基本的C+功能语句都必须以分号结束。,2023/3/10,1.2.2 简单C+程序框架结构,第1章 初识C+程序设计语言,1.2 C+程序设计语言,（7）程序编写风格。从语法上讲，C+程序代码编写格式自由，甚至可以将多个语句写在同一行。但为了增加程序的可阅读性，程序代码编写建议遵守一定的风格习惯。建议读者在编写程序遵守下列规则：第一，每行写一条语句，同一层次的代码左对齐。第二，配对的花括号中，上花括号“”紧跟在上一行末尾，下花括号“”单独另起一行，并且缩进层次同配对的上花括号“”。花括号内的内容缩进在下一层次。,2023/3/10,1.2.2 简单C+程序框架结构,1.2 C+程序设计语言,（8）源程序编译运行。当编写完源程序后将源程序文件存储为扩展名.cpp的文件（如果在C+编译环境提供的编辑器中编辑源程序，编译前自动存盘）。编辑完源程序，还需要通过编译环境进行编译和链接后才能运行程序。上述示例程序运行后输出如下：Hello World Press any key to continue.,第1章 初识C+程序设计语言,2023/3/10,1.2.2 简单C+程序框架结构,1.2 C+程序设计语言,通过上面的例子可以看出，一个简单的C+程序结构如下：#includeusing namespace std;int main(void).return 0;,第1章 初识C+程序设计语言,2023/3/10,1.2.2 简单C+程序框架结构,1.2 C+程序设计语言,需要特别注意的是，C+程序代码是大小写“敏感”的，所以在书写程序时要注意其大小写，如函数名“main”不能写成“Main”。同时，程序中不能出现中文字符（含标点符号）。,第1章 初识C+程序设计语言,2023/3/10,1.2.3标准命名空间,1.2 C+程序设计语言,第1章 初识C+程序设计语言,命名空间（又称名字空间、名称空间或名域）的关键字为“namespace”。在C+中，名称（标识符）可以是符号常量、变量、宏、函数、结构、枚举、类和对象等等。为了避免标识符的命名相互冲突，标准C+引入了“命名空间”来控制标识符的作用域，不同的命名空间中可以有同名的标识符而不相冲突。,2023/3/10,1.2.3标准命名空间,1.2 C+程序设计语言,第1章 初识C+程序设计语言,标准C+库提供的标识符都放在标准命名空间std中，使用命名空间std的方法有：（1）利用using namespace声明所使用的命名空间。如例1-1所示，程序头部使用以下语句：using namespace std;这是最常用的一种声明命名空间的方法，它表明此后程序中所有的系统标识符如果没有特别说明，均来自命名空间std。,2023/3/10,1.2.3标准命名空间,1.2 C+程序设计语言,第1章 初识C+程序设计语言,（2）用作用域运算符“:”标明标识符所属的命名空间。如，例1-1程序代码可以改写成下列形式：#includeint main(void)std:coutHello World std:endl;return 0;由于程序中没有用语句“using namespace std;”声明所使用的命名空间，所以程序中使用的每一个系统标识符都必须用std:说明，如程序中的cout 应改写为 std:cout，endl应改写为std:endl。,2023/3/10,1.2.3标准命名空间,1.2 C+程序设计语言,第1章 初识C+程序设计语言,（3）用using声明某个标识符的命名空间。例如：#includeusing std:cout;/Ausing std:endl;/Bint main(void)coutHello World endl;return 0;上述程序中A行和B行分别声明了标识符cout和endl的命名空间，表示程序中所使用的标识符cout和endl均默认为来自于命名空间std。,2023/3/10,1.2.3标准命名空间,1.2 C+程序设计语言,第1章 初识C+程序设计语言,早期的C+标准不支持命名空间，因此程序中不需要声明所使用的命名空间。C+早期的头文件都带扩展名.h，新版本为了与老版本兼容，也附带了这些头文件。如果用早期的头文件，上例可以写成如下所示：#includeint main(void)coutHello World endl;return 0;上述程序中使用了老版本带扩展名的头文件，因而不需要再声明命名空间。,本章结束,第1章 初识C+程序设计语言,
