c++语言知识点CH2.docx

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c++语言知识点CH2

2C++入门

通过编写最简单的C++程序，快速学习C++程序的基本结构以及输入输出方法。

另外，简单介绍了几种集成开发环境（IntegratedDevelopmentEnvironment,IDE）的使用方法。

2.1第一个C++程序

每当学习一门程序设计语言时，几乎所有程序员都编写过一个叫做“Hello,world!

”的程序。

我们就从这个程序的C++版本开始学习。

程序21

//向世界问好

#include

intmain（）

{

std:

:

cout<<“Hello,world!

”<

:

endl;

return0;

}

这个程序非常简短，它的结果仅仅是在标准输出上显示Hello,world!

。

分析这个简短的C++程序，有助于我们掌握C++的一些基本的但很有趣的特性。

以两个斜线//开始直到行末部分是注释，这是C++特有的。

//向世界问好

当然，C风格的注释在C++中仍然有效。

/*向世界问好*/

两者的区别是C++风格的注释仅到行末为止，而C风格的注释可以跨越多行，或嵌在一行中间。

比如：

/*Sayhellototheworld

@Author:

Bill

@Date:

July23,2005

*/

intmain（intargc/*argumentcount*/,char*argv[]/*argumentvalues*/）

如同C语言一样，在C++中输入输出也不属于语言核心。

是C++的标准头文件之一，其中实现了输入输出功能。

如果要使用这些功能，就需要用#include指令包含这个头文件。

#include

请注意，标准C++的头文件去掉了.h，一方面避免了与标准C头文件的冲突，另一方面从#include指令上看就已经足够清楚了。

要了解更进一步的内容，请参看阅读材料2.4.2。

也和C语言一样，一个C++程序需要一个主函数main，整个程序将从main开始执行。

根据C/C++标准，main函数必须返回int，但可以有两种形式。

[HS00]

intmain（）

intmain（intargc,char*argv[]）

第二种形式可以接受参数。

习惯上约定main函数返回0表示工作正常，而其他值则表示出错。

return0;

如果没有return语句，main函数会返回0。

注意：

这一点不适用于其他任何函数，对于他们而言这应该是编译错误，至少会导致未定义的结果。

来看这一句：

std:

:

cout<<“Hello,world!

”<

:

endl;

std:

:

cout是标准输出流，一般代表屏幕输出。

名称cout前的std是标准库所使用的名字空间（namespace）。

:

:

称为域作用符，std:

:

cout表示位于名字空间（namespace）std中的cout。

std:

:

endl是标准库中的一个操纵符（manipulator），它的作用是写入一个换行符’\n’，使得接下来的输出从新的一行开始。

上面的语句使用标准库的输出运算符<<把”Hello,world!

”写入标准输出std:

:

cout中，然后又写入了std:

:

endl。

我们知道，<<也是移位运算，有关内容参见8重载运算符。

因为运算符<<是从左向右结合的，实际的计算过程如下：

（std:

:

cout<<“Hello,world!

”）<

:

endl

先计算（std:

:

cout<<“Hello,world!

”），其作用就是输出“Hello,world!

”，而这部分表达式的结果却仍是std:

:

cout。

于是原来的表达式就变成，

std:

:

cout<

:

endl

这个表达式的作用是输出一个换行，当然，它的结果仍旧是std:

:

cout。

所以，我们采用这一方便的形式串起来，就可以输出任意多的内容了。

2.2输入输出初步

C++兼容C，C语言中的输入输出——scanf（）和printf（）等——在C++中仍然可用，但他们存在很多缺点，C++则采用流的概念提供了更好的方法。

还是从一个简短的程序开始吧。

提示用户输入名字和年龄，向他（她）问好并打印年龄。

我们分别用C语言和C++来编写并作简单的比较。

先看C语言编写的程序。

（当然了，既然C++兼容C，这也是C++程序。

）

程序22

/*Sayhellotosomebody.*/

#include

intmain（）

{

charname[20];/*注意：

请确保名字不超过19个字符*/

intage;

printf（“Yourname:

”）;

scanf（“%s”,name）;/*不可用&name*/

printf（“Yourage:

”）;

scanf（“%d”,&age）;/*必须用&age*/

printf（“Hello,%s.Ithinkyouare%d.\n”,name,age）;

}

C语言中的IO函数都在头文件中定义，所以必须包含它。

这里输出到标准输出用printf（），从标准输入（一般是键盘），使用scanf（）。

上面这个程序较好地完成了任务。

以上程序非常简单，但是也有好几个地方容易出错。

我们知道在C语言中，读写不同类型的输据，必须使用对应的格式说明符。

记忆它们是枯燥的，但最令人失望的是，这些格式说明符都被库函数规定好了，你不可能为新的类型增加新的格式说明符。

另一方面，为了搞清楚在参数是否使用&（取地址运算）也会让人额外费一些脑筋。

也就是说，C的输入输出（printf（）和scanf（）等）使用格式串，难用，易出错，不可扩充。

还有，在C语言中使用字符串时必须特别小心。

运行上面的程序时，一旦输入了太长的名字，比如大于19个字符，字符数组没有足够的空间就会导致出错，这完全可以从那个充满担心的注释中看出来。

再来看看用C++编写的程序。

程序23

/*Sayhellotosomebody.*/

#include

#include

usingstd:

:

cout;

usingstd:

:

cin;

usingstd:

:

endl;

intmain（）

{

std:

:

stringname;

cout<<“Yourname:

”;

cin>>name;

intage;

cout<<“Yourage:

”;

cin>>age;

cout<<“Hello,“<

<<”.Ithinkyouare”<

}

C++中的IO都在头文件中，std:

:

cout是标准输出流，std:

:

cin是标准输入流。

C++中使用输出运算符<<可以输出任何基本类型的数据，与此对应，使用输入运算符>>也可以输入任何基本类型的数据（这里还没有&的问题）。

cin>>age;

为了避免每次都写std:

:

的繁琐，这里使用了using声明。

比如在声明了usingstd:

:

cout之后，我们直接写cout就等同于std:

:

cout。

也可以用using指令引入整个名字空间。

如：

usingnamespacestd;//引入名字空间std中的所有符号

这样以来，我们就不必书写那很多条using声明了。

我们还看到一个新东西std:

:

string——标准的字符串类型，这是C++标准库中最值得我们经常使用的东西之一。

不管怎样，这个字符串会随着需要自动地增长！

我们再也不用担心存储太长的字符串时出问题了。

而且，输入和输出一个std:

:

string与内部类型一样简便。

cin>>name;

cout<<“Hello,“<

这段程序的功能应该是不言自明了。

另外还需要提醒一下的是，在C语言中，你只能在函数外部或花括号开始的地方定义好所有变量，而在C++中，你可以在任何语句可以出现的地方定义变量，这也使得程序更为清晰。

如上age的定义。

2.3常用开发环境

学习C++需要一个合适的开发环境，下面简要介绍了几个常见的集成开发环境（IDE）。

其中的MinGW、MinGWDeveloperStudio、DevC++、Eclipse/CDT等都是免费资源。

2.3.1MinGWDeveloperStudio

MinGW（MinimalGNUforWindows）是一组免费的可以自由分发的头文件和库文件，它包含了可用于Windows环境下的GNU工具集合，因此不用借助任何第三方C运行库就可用于开发Windows程序。

MinGW对C++标准的支持相当好。

MinGWDeveloperStudio是一个跨平台的C/C++集成开发环境（IDE），它使用MinGW作为编译器，具有类似MSVisualStudio的操作界面，非常容易上手。

你可以在下载MinGWDeveloperStudio，然后安装它。

新建工程。

图21在MinGWDeveloperStudio中新建立Win32ConsoleProject

新建程序文件。

图22在MinGWDeveloperStudio工程中新建立程序文件

输入代码，保存，构建，运行。

其调试功能有，设置断点，单步执行，添加查看等。

图23构建MinGWDeveloperStudio工程

2.3.2DevC++

DevC++是一个全功能的IDE，它可以采用GCC，MinGW或Cygwin作为编译器。

你可以从或

新建工程。

图24

新建程序文件，输入代码。

保存，编译，运行。

图25

其调试功能有添加断点，单步执行，添加查看等。

2.3.3VisualC++6.0

VisualC++是MicrosoftVisualStudio中的C++开发环境，它界面友好，操作方便，但是对C++标准的支持不太理想。

新建工程。

图26

新建程序文件。

图27

输入代码，保存，编译，运行。

图28

其调试功能非常强大，可以设置断点，单步执行，查看变量和调用堆栈等。

2.3.4Eclipse/CDT/MinGW

Eclipse是一个优秀的开发平台，它采用插件工作方式，各种开发工具都以插件的形式组织。

其懒加载工作机制，使得每个插件只有在需要时才被加载，所以安装了众多插件之后，它的运行速度几乎不受影响。

CDT（C/C++DevelopmentTools）是Eclipse中的C++开发工具，也是以插件的形式提供的。

CDT本身不带任何编译器，相反它认为提供编译器是操作系统的事，而CDT只是调用编译器完成工作。

MinGW（MinimalGNUforWindows）是可用于Windows环境下的GNU工具集，这里仅使用其C/C++编译器。

下面介绍安装和配置的一般步骤。

安装Eclipse

从www.eclipse.org下载Eclipse，解压缩后即完成安装。

解压后的目录结构如下。

图29

注意：

Eclipse需要JRE（JavaRuntimeEnvironment），可在下载并安装。

安装CDT

从www.eclipse.org下载CDT，解压缩到Eclipse中。

启动Eclipse，选择Help|AboutEclipsePlatform|Plug-inDetails可以看到已经安装的CDT插件。

安装MinGW

从www.mingw.org指定的位置下载并安装MinGW。

配置

必须设置相应的环境变量，CDT才能找到MinGW。

表21

环境变量

设置

PATH

C:

\MinGW\bin

C_INCLUDE_PATH

C:

\MinGW\include

CPLUS_INCLUDE_PATH

C:

\MinGW\include\c++\3.2.3;C:

\MinGW\include\c++\3.2.3\mingw32;C:

\MinGW\include\c++\3.2.3\backward;C:

\MinGW\include

LIBRARY_PATH

C:

\MinGW\lib

注意：

1）以上假设MinGW安装在C:

盘。

2）CDT默认调用make进行编译和连接，可以简单地将mingw32-make.exe改名为make.exe，当然也可以修改CDT中的工程属性设置解决这个问题。

使用Eclipse/CDT

在Eclipse中新建C++工程。

图210

在工程中新建文件，输入程序并保存。

Eclipse自动编译并连接，生成可执行程序。

图211

运行程序，可以看到结果。

2.4阅读材料

2.4.1C++的历史

以下内容摘自维基百科——自由的百科全书之http:

//en.wikipedia.org/wiki/C_Plus_Plus。

HistoryofC++

C++（pronounced"seeplusplus"）isageneral-purposecomputerprogramminglanguage.Itisastaticallytypedfree-formmulti-paradigmlanguagesupportingproceduralprogramming,dataabstraction,object-orientedprogramming,andgenericprogramming.Duringthe1990s,C++becameoneofthemostpopularcommercialprogramminglanguages.

BellLabs'BjarneStroustrupdevelopedC++（originallynamed"CwithClasses"）duringthe1980sasanenhancementtotheCprogramminglanguage.Enhancementsstartedwiththeadditionofclasses,followedby,amongmanyfeatures,virtualfunctions,operatoroverloading,multipleinheritance,templates,andexceptionhandling.TheC++programminglanguagestandardwasratifiedin1998asISO/IEC14882:

1998,thecurrentversionofwhichisthe2003version,ISO/IEC14882:

2003.Newversionofthestandard（knowninformallyasC++0x）isbeingdeveloped.

InCandC++,theexpressionx++increasesthevalueofxby1（calledincrementing）.Thename"C++"isaplayonthis,suggestinganincrementalimprovementuponC.

StroustrupbeganworkonCwithClassesin1979.TheideaofcreatinganewlanguageoriginatedfromStroustrup'sexperienceprogrammingforhisPh.D.thesis.StroustrupfoundthatSimulahadfeaturesthatwereveryhelpfulforlargesoftwaredevelopmentbutwastooslowforpracticaluses,whileBCPLwasfastbuttoolowlevelandunsuitableforlargesoftwaredevelopment.WhenStroustrupstartedworkinginBellLabs,hehadtheproblemofanalyzingtheUNIXkernelwithrespecttodistributedcomputing.RememberinghisPh.D.experience,StroustrupsetouttoenhancetheClanguagewithSimula-likefeatures.Cwaschosenbecauseitisgeneral-purpose,fast,andportable.Atfirst,class（withdataencapsulation）,derivedclass,strongtypechecking,inlining,anddefaultargumentwerefeaturesaddedtoC.ThefirstcommercialreleaseoccurredinOctober1985.

In1983,thenameofthelanguagewaschangedfromCwithClassestoC++.Newfeaturesthatwereaddedtothelanguageincludedvirtualfunctions,functionnameandoperatoroverloading,references,constants,user-controlledfree-storememorycontrol,improvedtypechecking,andnewcommentstyle（//）.In1985,thefirsteditionofTheC++ProgrammingLanguagewasreleased,providinganimportantreferencetothelanguage,astherewasnotyetanofficialstandard.In1989,Release2.0ofC++wasreleased.Newfeaturesincludedmultipleinheritance,abstractclasses,staticmemberfunctions,constmemberfunctions,andprotectedmembers.In1990,TheAnnotatedC++ReferenceManualwasreleasedandprovidedthebasisforthefuturestandard.Lateadditionoffeaturesincludedtemplates,exceptions,namespaces,newcasts,andaBooleantype.

AstheC++languageevolved,astandardlibraryalsoevolvedwithit.ThefirstadditiontotheC++standardlibrarywasthestreamI/OlibrarywhichprovidedfacilitiestoreplacethetraditionalCfunctionssuchasprintfandscanf.Later,amongthemostsignificantadditionstothestandardlibrary,wastheStandardTemplateLibrary.

Afteryearsofwork,ajointANSI-ISOcommitteestandardizedC++in1998（ISO/IEC14882:

1998）.Forsomeyearsaftertheofficialreleaseofthestandardin1998,thecommitteeprocesseddefectreports,andpublishedacorrectedversionoftheC++standardin2003.

NooneownstheC++language;itisroyalty-free.Thestandarddocumentitselfis,however,notavailableforfree.

✧Futuredevelopment

C++continuestoevolvetomeetfuturerequirements.OnegroupinparticularworkstomakethemostofC++initscurrentformandadvisetheC++standardscommitteewhichfeaturesworkwellandwhichneedimproving:

Boost.org.CurrentworkindicatesthatC++willcapitalizeonitsmulti-paradigmnaturemoreandmore.TheworkatBoost.org,forexample,isgreatlyexpandingC++'sfunctionalandmetaprogrammingcapabilities.TheC++standarddoesnotcoverimplementationofnamedecoration,exceptionhandling,andotherimplementation-specificfeatures,makingobjectcodeproducedbydifferentcompilersincompatible;thereare,however,3rd-partystandardsforparticularmachinesorOSswhichattempttostandardisecompilersonthosepl