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C++

C++语言基础

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++中来源于C语言的部分。

实际上，这里介绍的是C语言，第2课"C++基础"中才转入C++。

读者不必关心哪个来自C，哪个来自C++，因为这些全在C++中。

C++语言很难按顺序介绍，因为我们要介绍的所有特性都是交叉的。

我准备的一次介绍一块，然后拼凑起来。

到第3课"高级C++"结束，你将对C++语言有个完整的了解。

一下子没有掌握某个概念也没关系，有些概念必须经过实践才能完全了解。

变量

还是从变量讲起来吧。

变量（variable）实际上是赋予内存地址的名称。

声明变量后，就可以用它操作内存中的数据。

下面举几个例子进行说明。

下列码段用了两个变量，每条语句末尾用说明语句描述执行该语句时发生的情况：

intx;//variabledeclaredasanintegervariable

x=100;//'x'nowcontainsthevalue100

x+=50;//'x'nowcontainsthevalue150

inty=150;//'y'declaredandinitializedto150

x+=y;//'x'nowcontainsthevalue300

x++;//'x'nowcontainsthevalue301

新术语变量（variable）是留作存放某个数值的计算机内存地址。

注意x的值在变量操作时会改变，稍后会介绍操作变量的C++操作符。

警告声明而未初始化的变量包含随机值。

由于变量所指向的内存还没有初始化，所以不知道该内存地址包含什么值。

例如，下列代码

intk;

inty;

x=y+10;//oops!

本例中变量y没有事先初始化，所以x可能取得任何值。

例外的情况是全局变量和用static修饰声明的变量总是初始化为0。

而所有其它变量在初始化或赋值之前包含随机值。

变量名可以混合大写、小写字母和数字与下划线（_），但不能包含空格和其它特殊字符。

变量名必须以字母或下划线开始。

一般来说，变量名以下划线或双下划线开始不好。

变量名允许的最大长度随编译器的不同而不同。

如果变量名保持在32个字符以下，则绝对安全。

实际中，任何超过20个字符的变量名都是不实用的。

下例是有效变量名的例子：

intaVeryLongVariableName;//alongvariablename

intmy_variable;//avariablewithanunderscore

int_x;//OK,butnotadvisedintX;//uppercasevariablename

intLabe12;//avariablenamecontaininganumber

intGetItemsInContainer（）;//thanksPete!

说明C++中的变量名是考虑大小写的，下列变量是不同的：

intXPos;intxpos;如果你原先所用语言不考虑大小写（如Pascal），则开始接触考虑大小写的语言可能不太适应。

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：

intx1=1;intx=1000;floaty=3.14;longz=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

char1-128到126

unsignedchar10到255

short2-32,768到32,767

unsignedshort20到65,535

long4-2,147,483,648到2,147,483,648

unsignedlong40到4,294,967,295

int4同long

unsignedint4同unsignedlong

float41.2E-38到3.4E381

double82.2E-308到1.8E3082

bool1true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BorLandC++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：

typedefintBool;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：

intx=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：

shortresult;longnum1=200;longnum2=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

2:

#include

3:

#pragmahdrstop

4:

5:

intmain（intargc,char**argv）

6:

{

7:

shortx=32767;

8:

cout<<"x="<

9:

x++;

10:

cout<<"x="<

11:

getch（）;

12:

return0;

13:

}

说明后面几节要介绍的有些清单没有下列语句：

#include

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=32767x=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Cannotconvertfromxtoy（无法从x换算到Y）。

编译器也可能警告说Conversionmightlosesignificantdigits（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intx=*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：

intx=10;

cout<<"x="<

cout<<"x="<

cout<<"x="x<

cout<<"x="<<++x<

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

↓↓↓

intSomeFunction（intx,inty）{

函数体→intz=（x*y）;returnz;↑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

2:

#include

3:

#pragmahdrstop

4:

5:

intmultiply（int,int）

6:

voidshowResult（int）;

7:

8:

intmain（intargc,char**argv）;

9:

{

10:

intx,y,result;

11:

cout<

";

12:

cin>>x;

13:

cout<<"Enterthesecondvalue:

";

14:

cin>>y;

15:

result=multiply（x,y）;

16:

showResult（result）;

17:

cout<

18:

getch（）;

19:

return0

20:

}

21:

22:

intmultiply（intx,inty）

23:

{

24:

returnx*y;

25:

}

26:

27:

voidshowResult（intres）

28:

{

29:

cout<<"Theresultis:

"<

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：

intmultiply（intfirstNumber,intsecondNumber）;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）;//passingliteralvalues

result=multiply（x,y）;//passingvariables

showResult（multiply（x,y））;

//returnvalueusedasa

//parameterforanotherfunction

multiply（x,y）;//returnvalueignored

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_typefunction_name（argtype_1arg_1,argtype_2arg_2,...,argtype_narg_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_typefunction_name（argtype_1arg_1,argtype_2arg_2,...,argtype_narg_n）;

{statements;

returnret_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（rettype）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）。

main（）函数

C++程序必须有main（）函数。

main（）函数是程序的入口点。

前面介绍的每个样本程序都有main（）函数。

但是，并非所有C++程序都有传统的main（）函数。

用C或C++写成的Windows程序入口点函数称为WinMain（），而不是传统的main（）函数。

说明C++BuilderGUI应用程序有WinMain（），但隐藏起来了。

C++Builder使用户无需考虑Windows程序的低级细节，而可以集中考虑程序用户界面和其它部分的创建。

main（）函数和其它函数一样是函数，有相同的构成部分。

在32位控制台应用程序中，C++Builder生成具有下列原型的缺省main（）函数：

intmain（intargc,char**argv）;这个main（）函数形式取两个参数并返回一个整型值。

前面说过，数值在调用函数时传递给函数。

但对于main（）函数，没有直接调用，而是在程序运行时自动执行。

那么，main（）函数如何取得参数呢?

办法是从命令行取得。

现说明如下：

假设有个Win32控制台应用程序要在DOS提示下用下列命令行执行：

grepWM_KILLFOCUS杁-i

这里要用命令行变元WM_KILLFOCUS、d和i启动程序grep,我们要演示如何在main（）函数中将其变为argc和argv.首先，整型变量argc包含命令行中传递的参数个数，至少为1，因为程序名也算作参数。

变量argv是个数组，包含字串的指针。

这个数组包含命令行中传递的每个字串。

本例中：

argc包含4

argv[0]包含C:

|cbuilder|bin|grep.exe

argv[1]包含WM_KILLFOCUS

argv[2]包含d

argv[3]包含i

下面用一个小程序验证这个事实。

在C++Builder中生成新的控制台应用程序并输入清单1.5所示的程序。

清单1.5Argstest.cpp

1:

#include

2:

#include

3:

#pragmahdrstop

4:

5:

intmain（intargc,char**argv）

6:

{

7:

cout<<"argv="argc<

8.for（inti=0;i

9.cout<<"Parameter"<

"<

10.cout<

11:

getch（）;

12:

return0;

13:

}

将这个项目存为Argstest，然后不是单击Run按钮，而是选择主菜单中的Project|BuildAll，这样只建立项目而不执行程序。

项目建成后，选择主菜单中的Run|Parameters,在RunParameters对话框RunParameters字段中输入下列内容：

onetwothree"fourfive"six然后单击Run按钮，程序即用所指定的命令行参数运行。

另一种办