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由C到C++OOP第一課
C語(yǔ)言的局限 C++的特點(diǎn) C++的程序特征 C++程序的結(jié)構(gòu)特性 C++程序的編輯、編譯和運(yùn)行 ?C++對(duì)C的補(bǔ)充
C語(yǔ)言的局限類型檢查機(jī)制相對(duì)較弱,使得程序中的一些錯(cuò)誤不能在編譯時(shí)由編譯器檢查出來(lái)。 C語(yǔ)言本身沒(méi)有支持代碼重用的語(yǔ)言結(jié)構(gòu) 不適合開(kāi)發(fā)大型程序,當(dāng)程序的規(guī)模達(dá)到一定的程度時(shí),程序員很難控制程序的復(fù)雜性。
C++的特點(diǎn)C++繼承了C的優(yōu)點(diǎn),并有自己的特點(diǎn),主要有: 1、全面兼容C,C的許多代碼不經(jīng)修改就可以為Cpp所用,用C編寫(xiě)的庫(kù)函數(shù)和實(shí)用軟件可以用于Cpp。 2、用C++編寫(xiě)的程序可讀性更好,代碼結(jié)構(gòu)更為合理,可直接在程序中映射問(wèn)題空間結(jié)構(gòu)。 3、生成代碼的質(zhì)量高,運(yùn)行效率高。 4、從開(kāi)發(fā)時(shí)間、費(fèi)用到形成軟件的可重用性、可擴(kuò)充性、可維護(hù)性和可靠性等方面有了很大提高,使得大中型的程序開(kāi)發(fā)項(xiàng)目變得容易得多。 5、支持面向?qū)ο蟮臋C(jī)制,可方便的構(gòu)造出模擬現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的實(shí)體和操作。 C++的程序特征例1.1 輸出一行字符:“This is a C++ program.”。程序如下: #include <iostream> //包含頭文件iostream using namespace std; //使用命名空間std int main( ) { cout<<″This is a C++ program.″; return 0; }
在運(yùn)行時(shí)會(huì)在屏幕上輸出以下一行信息: This is a C++ program. 用main代表“主函數(shù)”的名字。每一個(gè)C++程序都必須有一個(gè) main 函數(shù)。main前面的int的作用是聲明函數(shù)的類型為整型。程序第6行的作用是向操作系統(tǒng)返回一個(gè)零值。如果程序不能正常執(zhí)行,則會(huì)自動(dòng)向操作系統(tǒng)返回一個(gè)非零值,一般為-1。 函數(shù)體是由大括號(hào){}括起來(lái)的。本例中主函數(shù)內(nèi)只有一個(gè)以cout開(kāi)頭的語(yǔ)句。注意C++所有語(yǔ)句最后都應(yīng)當(dāng)有一個(gè)分號(hào)。 再看程序的第1行“#include ”,這不是Cpp的語(yǔ)句,而是Cpp的一個(gè)預(yù)處理命令,它以“#”開(kāi)頭以與Cpp語(yǔ)句相區(qū)別,行的末尾沒(méi)有分號(hào)。 #include <iostream>是一個(gè)“包含命令”,它的作用是將文件iostream的內(nèi)容包含到該命令所在的程序文件中,代替該命令行。文件iostream的作用是向程序提供輸入或輸出時(shí)所需要的一些信息。 iostream是i-o-stream3個(gè)詞的組合,從它的形式就可以知道它代表“輸入輸出流”的意思,由于這類文件都放在程序單元的開(kāi)頭,所以稱為“頭文件” (head file)。在程序進(jìn)行編譯時(shí),先對(duì)所有的預(yù)處理命令進(jìn)行處理,將頭文件的具體內(nèi)容代替#include命令行,然后再對(duì)該程序單元進(jìn)行整體編譯。 程序的第2行“using namespace std;”的意思是“使用命名空間std”。Cpp標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的類和函數(shù)是在命名空間std中聲明的,因此程序中如果需要用到Cpp標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)(此時(shí)就需要用#include命令行),就需要用“using namespace std;”作聲明,表示要用到命名空間std中的內(nèi)容。 在初學(xué)C++時(shí),對(duì)本程序中的第1,2行可以不必深究,只需知道:如果程序有輸入或輸出時(shí),必須使用“#include ”命令以提供必要的信息,同時(shí)要用“using namespace std;”,使程序能夠使用這些信息,否則程序編譯時(shí)將出錯(cuò)。
例1.2 求a和b兩個(gè)數(shù)之和// 求兩數(shù)之和 (本行是注釋行) #include <iostream> //預(yù)處理命令 using namespace std; //使用命名空間std int main( ) //主函數(shù)首部 { //函數(shù)體開(kāi)始 int a,b,sum; //定義變量 cin>>a>>b; //輸入語(yǔ)句 sum=a+b; //賦值語(yǔ)句 cout<<″a+b=″<<sum<<endl; //輸出語(yǔ)句 return 0; //如程序正常結(jié)束,向操作系統(tǒng)返回一個(gè)零值 } //函數(shù)結(jié)束
本程序的作用是求兩個(gè)整數(shù)a和b之和sum。 第1行“//求兩數(shù)之和”是一個(gè)注釋行,Cpp規(guī)定在一行中如果出現(xiàn)“//” ,則從它開(kāi)始到本行末尾之間的全部?jī)?nèi)容都作為注釋。 例1.3 給兩個(gè)數(shù)x和y, 求兩數(shù)中的大者#include <iostream> //預(yù)處理命令 using namespace std; int max(int x,int y) //定義max函數(shù),函數(shù)值為整型,形式參數(shù)x, y為整型 { //max函數(shù)體開(kāi)始 int z; //變量聲明,定義本函數(shù)中用到的變量z為整型 if(x>y) z=x; //if語(yǔ)句,如果x>y, 則將x的值賦給z else z=y; //否則,將y的值賦給z return(z); //將z的值返回,通過(guò)max帶回調(diào)用處 } //max函數(shù)結(jié)束 int main( ) //主函數(shù) { //主函數(shù)體開(kāi)始 int a,b,m; //變量聲明 cin>>a>>b; //輸入變量a和b的值 m=max(a,b); //調(diào)用max函數(shù),將得到的值賦給m cout<<″max=″<<m<<′\\n′; //輸出大數(shù)m的值 return 0; //如程序正常結(jié)束,向操作系統(tǒng)返回一個(gè)零值 } //主函數(shù)結(jié)束
本程序包括兩個(gè)函數(shù):主函數(shù)main和被調(diào)用的函數(shù)max。 程序運(yùn)行情況如下: 18 25 ↙ (輸入18和25給a和b) max=25 (輸出m的值)
注意輸入的兩個(gè)數(shù)據(jù)間用一個(gè)或多個(gè)空格間隔,不能以逗號(hào)或其他符號(hào)間隔。 在上面的程序中,max函數(shù)出現(xiàn)在main函數(shù)之前,因此在main函數(shù)中調(diào)用max函數(shù)時(shí),編譯系統(tǒng)能識(shí)別max是已定義的函數(shù)名。如果把兩個(gè)函數(shù)的位置對(duì)換一下,即先寫(xiě)main函數(shù),后寫(xiě)max函數(shù),這時(shí)在編譯main函數(shù)遇到max時(shí),編譯系統(tǒng)無(wú)法知道m(xù)ax代表什么含義,因而無(wú)法編譯,按出錯(cuò)處理。 為了解決這個(gè)問(wèn)題,在主函數(shù)中需要對(duì)被調(diào)用函數(shù)作聲明。上面的程序可以改寫(xiě)如下: #include <iostream> using namespace std; int max(int x,int y); //對(duì)max函數(shù)作聲明 int main( ) { int a,b,c; cin>>a>>b; c=max(a,b); //調(diào)用max函數(shù)例1.3 給兩個(gè)數(shù)x和y, 求兩數(shù)中的大者。 cout<<″max=″<<c<<endl; return 0; } int max(int x,int y) //定義max函數(shù) { int z; if(x>y) z=x; else z=y; return(z); }
只要在被調(diào)用函數(shù)的首部的末尾加一個(gè)分號(hào),就成為對(duì)該函數(shù)的函數(shù)聲明。函數(shù)聲明的位置應(yīng)當(dāng)在函數(shù)調(diào)用之前。 C++程序的結(jié)構(gòu)特性一個(gè)面向?qū)ο蟮腃++程序一般由類的聲明和類的使用兩大部分組成。 類的使用部分一般由主函數(shù)及有關(guān)子函數(shù)組成。 典型的C++程序結(jié)構(gòu)#include <iostream.h> //類的聲明部分 class A{ int x,y,z; …… fun( ){……} …… }; //類的使用部分 int main() { A a; …… a.fun(); return 0; }
在C++程序中,程序設(shè)計(jì)始終圍繞“類”展開(kāi)。通過(guò)聲明類,構(gòu)建了程序所要完成的功能,體現(xiàn)了面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的思想。 C++程序的編輯、編譯和運(yùn)行C++源程序文件的擴(kuò)展名為.CPP 可以用多種編譯器編輯、編譯和運(yùn)行 C++對(duì)C的補(bǔ)充1、注釋與續(xù)行Cpp新增了注釋語(yǔ)句,它由“//”開(kāi)始,到行尾結(jié)束。 例如:
X = y + z; /*This is a comment */
X = y + z; //This is a comment
cout << '\n’ << “x=” << x << “y=” << y << “z=” << z\ << “u=” << u << “v\ =” << v << “w=” << w << endl;
2、輸入輸出流C中I/O操作出現(xiàn)的問(wèn)題: int i; float f; scanf(“%f”,i); printf( “%d”,d);
Cpp中使用更安全更方便的方法: int i; float f; cin >> i; cout << f;
cout和cin分別是C++的標(biāo)準(zhǔn)輸出流和輸入流。Cpp支持重定向,但一般cout指的是屏幕, cin指的是鍵盤(pán)。 操作符“<<”和“>>”除了具有C語(yǔ)言中定義的左移和右移的功能外,在這里符號(hào)“<<”是把右方的參數(shù)寫(xiě)到標(biāo)準(zhǔn)輸出流cout中;相反,符號(hào)“>>”則是將標(biāo)準(zhǔn)輸入流的數(shù)據(jù)賦給右方的變量。 例1.4 一個(gè)完整的C++程序#include <iostream.h> int main() { char name[20]; cout << 'Hello, your name: '; cin >> name; cout << name; return 0; }
注意: 如:cin >> a >> b >> c;
如:cout << “x=” << x << endl; cout << “x=” << x << '\n’;
例1.5 操作符dec、 hex和oct的使用#include<iostream.h> void main() { int x=25; cout << hex << x << ' ' << dec << x << ' ' << oct << x << '\n'; }
輸出結(jié)果為:19 25 31 3、靈活的變量說(shuō)明定義變量的位置在程序中的不同位置采用不同的變量定義方式,決定了該變量具有不同的特點(diǎn)。變量的定義一般可有以下三種位置: (1) 在函數(shù)體內(nèi)部 在函數(shù)體內(nèi)部定義的變量稱為局部變量,這種局部變量只在進(jìn)入定義它的函數(shù)體時(shí)起作用,離開(kāi)該函數(shù)體后該變量就消失(被釋放),即不再起作用。因此,不同函數(shù)體內(nèi)部可以定義相同名稱的變量,而互不干擾。 (2) 形式參數(shù) 當(dāng)定義一個(gè)有參函數(shù)時(shí),函數(shù)名后面括號(hào)內(nèi)的變量,統(tǒng)稱為形式參數(shù)。 (3) 全局變量 在所有函數(shù)體外部定義的變量,其作用范圍是整個(gè)程序,并在整個(gè)程序運(yùn)行期間有效。 例如 f( ) { int i; i=10; int j; j=25; // … } float fun(int x,int y) { for(int i=0;i<10;i++) { int sum=0; sum=sum+i; cout<<“sum=”<<sum; } int z=0; z=x+y; }
4、結(jié)構(gòu)、聯(lián)合和枚舉名在C++中,結(jié)構(gòu)名、聯(lián)合名、枚舉名都是類型名。在定義變量時(shí),不必在結(jié)構(gòu)名、聯(lián)合名或枚舉名前冠以struct、union或enum。 例如: enum boole{FALSE,TRUE}; struct string{ char *string; int length; }; union number{ int i; float f; };
在傳統(tǒng)的C中,定義變量時(shí),必須寫(xiě)成: enum boole done; struct string str; union number x;
但是,在C++中,可以說(shuō)明為: boole done; string str; number x;
5、函數(shù)原型C語(yǔ)言建議編程者為程序中的每一個(gè)函數(shù)建立原型,而Cpp要求為每一個(gè)函數(shù)建立原型,以說(shuō)明函數(shù)的名稱、參數(shù)類型與個(gè)數(shù),以及函數(shù)返回值的類型。 其主要目的是讓C++編譯程序進(jìn)行類型檢查,即形參與實(shí)參的類型匹配檢查,以及返回值是否與原型相符,以維護(hù)程序的正確性。 例如 int sum(int a,int b); //是函數(shù)sum的原型
例1.6 函數(shù)原型的說(shuō)明#include<iostream.h> void write(char *s); void main() {write('Hello,world!');} void write(char *s) {cout<<s;}
在程序中,要求一個(gè)函數(shù)的原型出現(xiàn)在該函數(shù)的調(diào)用語(yǔ)句之前。 說(shuō)明:函數(shù)原型的參數(shù)表中可不包含參數(shù)的名字,而只包含它們的類型。例如:long Area(int ,int); 函數(shù)定義由函數(shù)首部和函數(shù)體構(gòu)成。函數(shù)首部和函數(shù)原型基本一樣,但函數(shù)首部中的參數(shù)必須給出名字而且不包含結(jié)尾的分號(hào)。 Cpp的參數(shù)說(shuō)明必須放在函數(shù)說(shuō)明后的括號(hào)內(nèi),不可將函數(shù)參數(shù)說(shuō)明放在函數(shù)首部和函數(shù)體之間。這種方法只在C中成立。 主函數(shù)不必進(jìn)行原型說(shuō)明,因?yàn)樗豢闯勺詣?dòng)說(shuō)明原型的函數(shù)。 原型說(shuō)明中沒(méi)有指定返回類型的函數(shù)(包括主函數(shù)main),Cpp默認(rèn)該函數(shù)的返回類型是int 如果一個(gè)函數(shù)沒(méi)有返回值,則必須在函數(shù)原型中注明返回類型為void,主函數(shù)類似處理。 如果函數(shù)原型中未注明參數(shù),Cpp假定該函數(shù)的參數(shù)表為空(void)。
6、const修飾符一般格式: #define 宏名 常數(shù) 如 #define PI 3.14 ………… s = 2 * PI * r; …………
一般格式:const 數(shù)據(jù)類型標(biāo)識(shí)符 常數(shù)名=常量值; 采用這種方式定義的常量是類型化的,它有地址,可以用指針指向這個(gè)值,但不能修改它。 說(shuō)明:1、const必須放在被修飾類型符和類型名前面 2、數(shù)據(jù)類型是一個(gè)可選項(xiàng),用來(lái)指定常數(shù)值的數(shù)據(jù)類型,如果省略了該數(shù)據(jù)類型,那么編譯程序認(rèn)為它是 int 類型。 如:const int a=10; 表示定義了一個(gè)初始值為10的整型常量,它在程序中不可改變,但可用于表達(dá)式的計(jì)算中。
例2.6 #define的不安全性#include 'iostream.h' main() { int a=1; #define T1 a+a #define T2 T1-T1 cout<<'T2 is '<<T2<<endl; return 0; }
但實(shí)際的輸出是:T2 is 2 const作用與#define相似,但消除了#define的不安全性。 如果用const取代了兩個(gè)#define,就不會(huì)引起這個(gè)錯(cuò)誤。 #include<iostream.h> int main() { int a=1; const T1=a+a; const T2=T1-T1; cout <<'T2 is'<<T2<<endl; return 0; }
const可以與指針一起使用例如: const char* pc=“abcd”; //聲明指向常量的指針 pc[3]='x’; //錯(cuò)誤
pc=“efgh”; //允許
例如: char* const pc=“abcd”; //常指針 pc[3]='x’; //合法 pc=“efgh”; //出錯(cuò)
創(chuàng)建一個(gè)常指針,就是創(chuàng)建一個(gè)不能移動(dòng)的固定指針,但是它所指的數(shù)據(jù)可以改變。例如: 要聲明一個(gè)指向常量的常指針,二者都要聲明為const。 例如: const char* const pc=“abcd”; //指向常量的常指針 pc[3]='x’; //出錯(cuò) pc=“efgh”; //出錯(cuò)
這個(gè)語(yǔ)句的含義是:聲明了一個(gè)名為pc的指針變量,它是一個(gè)指向字符型常量的常指針,用“abcd”的地址初始化該指針。 說(shuō)明(1). 如果用const定義的是一個(gè)整型常量,關(guān)鍵詞int可以省略。所以下面的兩語(yǔ)句是等價(jià)的 const int bufsize=200; const bufsize=200; (2). 常量一旦被建立,在程序的任何地方都不能再更改。 (3). 與#define定義的常量有所不同,const定義的常量可以有自己的數(shù)據(jù)類型,這樣C++的編譯程序可以進(jìn)行更加嚴(yán)格的類型檢查,具有良好的編譯時(shí)的檢測(cè)性。 (4). 函數(shù)參數(shù)也可以用const說(shuō)明,用于保證實(shí)參在該函數(shù)內(nèi)部不被改動(dòng),大多數(shù)C++編譯器能對(duì)具有const參數(shù)的函數(shù)進(jìn)行更好的代碼優(yōu)化。
例如:通過(guò)函數(shù)i_Max求出整型數(shù)組a[200]中的最大值,函數(shù)原型應(yīng)該是:int i_Max(const int* ptr); 這樣做的目的是確保原數(shù)組的數(shù)據(jù)不被破壞,即在函數(shù)中對(duì)數(shù)組元素的操作只許讀,而不許寫(xiě)。調(diào)用時(shí)的格式可以是:i_Max(a);
7、void型指針void 通常表示無(wú)值,但將void作為指針的類型時(shí),它卻表示不確定的類型。 這種void型指針是一種通用型指針,也就是說(shuō)任何類型的指針值都可以賦給void類型的指針變量。 例如下面的程序段 void pa; //錯(cuò)誤,不能聲明void類型的指針變量 void* pc; //正確,可以聲明void類型的指針 int i=456; char c='a’; pc=&i; pc=&c;
void型指針可以接受任何類型的指針的賦值,但對(duì)已獲值的void型指針,對(duì)它在進(jìn)行處理,如輸出或傳遞指針值時(shí),則必須進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換,否則會(huì)出錯(cuò)。 #include <iostream.h> main() { void *pc; int i=456; char c='a'; pc=&i; cout<<*(int *)pc<<endl; pc=&c; cout<<*(char *)pc<<endl; return 0;
8、內(nèi)聯(lián)函數(shù)調(diào)用函數(shù)時(shí)系統(tǒng)要付出一定的開(kāi)銷(xiāo),用于信息入棧出棧和參數(shù)傳遞等。特別是對(duì)于那些函數(shù)體較小但調(diào)用又較頻繁的函數(shù),計(jì)算機(jī)的開(kāi)銷(xiāo)相對(duì)就比較可觀。 在C語(yǔ)言中,用宏替換,可解決這個(gè)問(wèn)題。例如,有如下的函數(shù): add(int x,int y) { return x+y; }
用宏替換時(shí),上面的函數(shù)功能可寫(xiě)為: #define add(x,y) x+y
C++引進(jìn)了內(nèi)聯(lián)函數(shù)(inline function)的概念。 宏替換實(shí)質(zhì)上是文字替換。內(nèi)聯(lián)函數(shù)與一般函數(shù)不同的是,在進(jìn)行程序的編譯時(shí),編譯器將內(nèi)聯(lián)函數(shù)的目標(biāo)代碼作拷貝并將其插入到調(diào)用內(nèi)聯(lián)函數(shù)的地方。 例1.7 內(nèi)聯(lián)函數(shù)的使用#include 'iostream.h' inline double circle(double r) {return 3.1416*r*r;} int main() { for(int i=1;i<=3;i++) cout<<'r='<<i<<' area='<<circle(i)<<endl; return 0; }
說(shuō)明:(1). 內(nèi)聯(lián)函數(shù)在第一次被調(diào)用前必須進(jìn)行聲明或定義,否則編譯器將無(wú)法知道應(yīng)該插入什么代碼。 (2). C++的內(nèi)聯(lián)函數(shù)具有與C中的宏定義#define相同的作用和類似機(jī)理,但消除了#define的不安全性。 (3). 內(nèi)聯(lián)函數(shù)體內(nèi)一般不能有循環(huán)語(yǔ)句和開(kāi)關(guān)語(yǔ)句。 (4). 后面類結(jié)構(gòu)中所有在類說(shuō)明體內(nèi)定義的函數(shù)都是內(nèi)聯(lián)函數(shù)。 (5). 通常較短的函數(shù)才定義為內(nèi)聯(lián)函數(shù)。
9、帶有缺省參數(shù)值的函數(shù)在C++中,函數(shù)的參數(shù)可以有缺省值。 當(dāng)調(diào)用有缺省參數(shù)的函數(shù)時(shí),如果相應(yīng)的參數(shù)沒(méi)有給出實(shí)參,則自動(dòng)用相應(yīng)的缺省參數(shù)值作為其實(shí)參。 函數(shù)的缺省參數(shù),是在函數(shù)原型中給定的。 例如: int init(int x=5, int y=10); init(100,80); //允許 init(25); //允許 init(); //允許
說(shuō)明:(1)在函數(shù)原型中,所有取缺省值的參數(shù)必須出現(xiàn)在不取缺省值的參數(shù)的右邊。 int fun(int I,int j=5,int k); 錯(cuò)誤 int fun(int I,int k,int j=5); 正確 (2)在函數(shù)調(diào)用時(shí),若某個(gè)參數(shù)省略,則其后的參數(shù)皆應(yīng)省略而采用缺省值。 init (,20) 錯(cuò)誤
例.編寫(xiě)一個(gè)帶有默認(rèn)參數(shù)的函數(shù),使得在默認(rèn)情況下顯示兩個(gè)整數(shù)的較大者,否則顯示兩個(gè)整數(shù)的較小者。int main() { void showValue(int x, int y, bool Max = true); // 聲明函數(shù) int a = 5, b = 10; showValue(a,b); showValue(a,b,false); return 0; } void showValue(int x, int y, bool Max = true) // 定義函數(shù) { if(Max) cout << “the bigger value is: ' << (x>y)?x:y << endl; else cout << 'the smaller value is: ' << (x<y)?x:y << endl; }
10、函數(shù)重載(1) 什么是函數(shù)重載函數(shù)重載是指一個(gè)函數(shù)可以和同一作用域中的其他函數(shù)具有相同的名字,但這些同名函數(shù)的參數(shù)類型、參數(shù)個(gè)數(shù)不同。如: #include <iostream.h> void whatitis(int i) { cout<<'this is integer'<<i<<endl;} void whatitis(char c[]) { cout<<“this is string”<<c<<endl; } main() { int i=1; char c[]='abcdef'; whatitis(i); whatitis(c); }
在本例中定義了兩個(gè)名稱都叫whatitis的函數(shù),但它們的形參類型不同。因此,這兩個(gè)函數(shù)就是重載函數(shù)。 (2) 為什么要使用函數(shù)重載在原有C語(yǔ)言中,每個(gè)函數(shù)必須有其唯一的名稱,這樣的缺點(diǎn)是所有具有相同功能、而只是函數(shù)參數(shù)不一樣的函數(shù),就必須用一個(gè)不同的名稱. 而C++中采用了函數(shù)重載后,對(duì)于具有同一功能的函數(shù),如果只是由于函數(shù)參數(shù)類型不一樣,則可以定義相同名稱的函數(shù)。 (3) 匹配重載函數(shù)的順序由于重載函數(shù)具有相同的函數(shù)名,在進(jìn)行函數(shù)調(diào)用時(shí),系統(tǒng)一般按照調(diào)用函數(shù)時(shí)的參數(shù)個(gè)數(shù)、類型和順序來(lái)確定被調(diào)用的函數(shù)。 具體來(lái)說(shuō),按以下三個(gè)步驟的先后次序找到并調(diào)用那個(gè)函數(shù): (1)尋找一個(gè)嚴(yán)格的匹配,即:調(diào)用與實(shí)參的數(shù)據(jù)類型、個(gè)數(shù)完全相同的那個(gè)函數(shù)。 (2)通過(guò)內(nèi)部轉(zhuǎn)換尋求一個(gè)匹配,即:通過(guò)(1)的方法沒(méi)有找到相匹配的函數(shù)時(shí),則由C++系統(tǒng)對(duì)實(shí)參的數(shù)據(jù)類型進(jìn)行內(nèi)部轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換完畢后,如果有匹配的函數(shù)存在,則執(zhí)行該函數(shù)。 (3)通過(guò)用戶定義的轉(zhuǎn)換尋求一個(gè)匹配,若能查出有唯一的一組轉(zhuǎn)換,就調(diào)用那個(gè)函數(shù)。即:在函數(shù)調(diào)用處由程序員對(duì)實(shí)參進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換,以此作為查找相匹配的函數(shù)的依據(jù)。
例1.8 重載例子#include <iostream.h> void print(double d) { cout<<'this is a double '<<d<<'\n'; } void print(int i) { cout<<'this is an integer '<<i<<'\n'; } void main() { int x=1,z=10; float y=1.0; char c='a'; print(x); //按規(guī)則(1)自動(dòng)匹配函數(shù)void print(int i) print(y); //按規(guī)則(2)通過(guò)內(nèi)部轉(zhuǎn)換匹配函數(shù) void print(double i) //因?yàn)橄到y(tǒng)能自動(dòng)將float型轉(zhuǎn)換成double型 print(c); //按規(guī)則(2)通過(guò)內(nèi)部轉(zhuǎn)換匹配函數(shù) void print(int i) //因?yàn)橄到y(tǒng)能自動(dòng)將char型轉(zhuǎn)換成int型 print(double(z)); //按規(guī)則(3)匹配void print(double i) //因?yàn)槌绦蛑袑?shí)參z強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為double型。 }
例 重載例子編寫(xiě)一個(gè)程序,用來(lái)求兩個(gè)整數(shù)或3個(gè)整數(shù)中的最大數(shù)。如果輸入兩個(gè)整數(shù),程序就輸出這兩個(gè)整數(shù)中的最大數(shù),如果輸入3個(gè)整數(shù),程序就輸出這3個(gè)整數(shù)中的最大數(shù)。 #include <iostream> using namespace std; int main( ) { int max(int a,int b,int c); //函數(shù)聲明 int max(int a,int b); //函數(shù)聲明 int a=8, b=-12, c=27; cout<<'max(a,b,c)='<<max(a,b,c)<<endl; //3個(gè)整數(shù)中的最大者 cout<<'max(a,b)='<<max(a,b)<<endl; //2個(gè)整數(shù)中的最大者 } int max(int a,int b,int c) { if(b>a) a=b; if(c>a) a=c; return a; } int max(int a,int b) { if(a>b) return a; else return b; }
(4) 定義重載函數(shù)時(shí)的注意事項(xiàng)void myfun(int i) {………………} int myfun(int i) {………………} // 這種重載是錯(cuò)誤的
(5) 函數(shù)模板1) 函數(shù)模板 (function template): 建立一個(gè)通用函數(shù),其函數(shù)類型和形參類型不具體指定,而是一個(gè)虛擬類型。 2) 應(yīng)用情況: 凡是函數(shù)體相同的函數(shù)都可以用這個(gè)模板來(lái)代替,不必定義多個(gè)函數(shù),只需在模板中定義一次即可。在調(diào)用函數(shù)時(shí)系統(tǒng)會(huì)根據(jù)實(shí)參的類型來(lái)取代模板中的虛擬類型,從而實(shí)現(xiàn)了不同函數(shù)的功能。 3) 一般形式: - template < typename T> // 模板頭 通用函數(shù)定義 - template <class T> // 模板頭 通用函數(shù)定義 - template <class T1,typename T2> // 多個(gè)參數(shù) 通用函數(shù)定義 說(shuō)明:class與typename可以通用
#include <iostream> using namespace std; template<typename T> // 模板聲明,其中T為類型參數(shù) T max(T a, T b) // 定義一個(gè)通用函數(shù), T作為虛擬的類型名 { if(b>a) return b; else return a; } //template <typename T> T max(T a, T b) //{ //… //} int main( ) { int i1=111, i2=222, i; double d1=12.34, d2=56.78,d; i=max(i1,i2); // 調(diào)用模板函數(shù),此時(shí)T被 int 取代 d=max(d1,d2,d3); // 調(diào)用模板函數(shù),此時(shí)T被 double 取代 cout<<'i_max=' << i <<endl; cout<<'f_max=' <<f<<endl; return 0; }
函數(shù)模板說(shuō)明:1) 在對(duì)程序進(jìn)行編譯時(shí),遇到第13行調(diào)用函數(shù)max(i1,i2), 編譯系統(tǒng)會(huì)將函數(shù)名max與模板max相匹配,將實(shí)參的類型取代了函數(shù)模板中的虛擬類型T。此時(shí)相當(dāng)于已定義了一個(gè)函數(shù),然后調(diào)用它。 int max(int a,int b) { if(b>a) a=b; if(c>a) a=c; return a; }
2) 與重載函數(shù)比較:用函數(shù)模板比函數(shù)重載更方便,程序更簡(jiǎn)潔。但應(yīng)注意它只適用于:函數(shù)的參數(shù)個(gè)數(shù)相同而類型不同,且函數(shù)體相同的情況。如果參數(shù)的個(gè)數(shù)不同,則不能用函數(shù)模板; 3) main函數(shù)不能定義為模板函數(shù)。
11. 作用域標(biāo)示符::通常情況下,如果有兩個(gè)同名變量,一個(gè)是全局的,另一個(gè)是局部的,那么局部變量在其作用域內(nèi)具有較高的優(yōu)先權(quán)。 下面的例子說(shuō)明了這個(gè)問(wèn)題。 #include 'iostream.h' int avar=10; main( ) { int avar; avar=25; cout<<'avar is'<<avar<<endl; return 0; }
如果希望在局部變量的作用域內(nèi)使用同名的全局變量,可以在全局變量加上“::”,此時(shí)::avar代表全局變量avar #include <iostream.h> int avar=10; main() { int avar; avar=25; cout<<'local avar ='<<avar<<endl; cout<<'global avar='<<::avar<<endl; return 0; }
12、無(wú)名聯(lián)合無(wú)名聯(lián)合是C++中的一種特殊聯(lián)合,可以聲明一組無(wú)標(biāo)記名共享同一段內(nèi)存地址的數(shù)據(jù)項(xiàng)。如: union{ int i; float f; }
在此無(wú)名聯(lián)合中,聲明了變量i和f具有相同的存儲(chǔ)地址。無(wú)名聯(lián)合可通過(guò)使用其中數(shù)據(jù)項(xiàng)名字直接存取,例如可以直接使用上面的變量i或f,如:i=20; 13、強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換在C中數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換的一般形式:(數(shù)據(jù)類型標(biāo)識(shí)符)表達(dá)式 int i=10; float x=(float) i;
C++支持這樣的格式,還提供了一種更為方便的函數(shù)調(diào)用方法,即將類型名作為函數(shù)名使用,使得類型轉(zhuǎn)換的執(zhí)行看起來(lái)好像調(diào)用了一個(gè)函數(shù)。形式為:數(shù)據(jù)類型標(biāo)識(shí)符 (表達(dá)式) int i=10; float x=float(i);
以上兩種方法C++都接受,但推薦使用后一種方式。 14、動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配作為對(duì)C語(yǔ)言中malloc和free的替換,C++引進(jìn)了new和delete操作符。它們的功能是實(shí)現(xiàn)內(nèi)存的動(dòng)態(tài)分配和釋放。 動(dòng)態(tài)分配new的一般形式是: int *a, *b; a=new int; b=new int(10);
釋放由new操作動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存時(shí),用delete操作。 它的一般形式是:delete 指針變量; delete a; delete b;
例1.9 操作符new和delete的使用#include <iostream.h> main() { int *p; // 聲明一個(gè)整型指針變量p p=new int; // 動(dòng)態(tài)分配一個(gè)存放int型數(shù)據(jù)的內(nèi)存空間,并將首地址賦給p *p=10; cout<<*p; delete p; // 釋放指針變量p指向的內(nèi)存空間 return 0; }
例1.10 將new和delete用于結(jié)構(gòu)類型#include<iostream.h> #include<string.h> struct person { char name[20]; int age; }; main() { person *p; p=new person; strcpy(p->name, 'Wang Fun'); p->age=23; cout<<'\n'<<p->name<<' '<<endl<<p->age; delete p; return 0; }
與C的內(nèi)存動(dòng)態(tài)分配和釋放操作(malloc和free)相比,C++提供的動(dòng)態(tài)分配有以下優(yōu)點(diǎn) (1) new和delete 操作自動(dòng)計(jì)算需要分配和釋放類型的長(zhǎng)度。這不但省去了用sizeof計(jì)算長(zhǎng)度的步驟,更主要的是避免 了內(nèi)存分配和釋放時(shí)因長(zhǎng)度出錯(cuò)帶來(lái)的嚴(yán)重后果; (2) new操作自動(dòng)返回需分配類型的指針, 無(wú)需使用強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換; (3) new操作能初始化所分配的類型變量。 (4) new和delete都能可以被重載,允許建立自定義的內(nèi)存管理法。
對(duì)使用new和delete的幾點(diǎn)說(shuō)明:例1.11 對(duì)內(nèi)存的動(dòng)態(tài)分配是否成功進(jìn)行檢查#include <iostream.h> main() { int * p; p=new int; if(!p){ cout<<'allocation failure\n'; return 1; } *p=20; cout<<*p; delete p; return 0; }
(3) 使用new可以為數(shù)組動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存空間這是需要在類型后面綴上數(shù)組大小。其語(yǔ)法形式為: 指針變量=new 類型名 [下標(biāo)表達(dá)式]; 如:int *pi=new int[2][3][4]; 其中第一維的界值可以是任何合法的表達(dá)式,如:int i=3; int *pi=new int[ i ][2][3]; 例如:int *pi=new int[10]; 這時(shí)new為具有10個(gè)元素的整型數(shù)組分配了內(nèi)存空間,并將首地址賦給了指針pi。 使用new為多維數(shù)組分配空間時(shí),必須提供所有維的大小, (4) 釋放動(dòng)態(tài)分配的數(shù)組存儲(chǔ)區(qū)時(shí),可使用delete運(yùn)算符,其語(yǔ)法形式為:delete [ ]指針變量; 無(wú)須指出空間的大小,但老版本的Cpp要求在delete的方括號(hào)中標(biāo)出數(shù)字,以告訴Cpp要釋放多少個(gè)元素所占的空間。例如:delete []pi; delete [10]pi; (5) new可在為簡(jiǎn)單變量分配內(nèi)存空間的同時(shí),進(jìn)行初始化。這時(shí)的語(yǔ)法形式為:指針變量=new 類型名(初始值列表)
例 1.12 new為簡(jiǎn)單變量分配內(nèi)存空間的同時(shí),進(jìn)行初始化#include <iostream.h> int main() { int *p; p=new int(99); // 動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存,并將99作為初始值賦給它 if (!p) { cout<<'allocation failure\n'; return 1; } cout<<*p; delete p; return 0; }
例 1.13 給數(shù)組分配內(nèi)存空間的例子。#include <iostream.h> main() { double *s; s=new double[10]; if(!s){ cout<<'alocation failure\n'; return 1; } for(int i=0;i<10;i++) s[i]=100.00+2*i; for(int i=0;i<10;i++) cout<<s[i]<<' '; delete []s; return 0; }
15. 引用(1) 引用的概念引用就是某一變量(目標(biāo))的一個(gè)別名,這樣對(duì)引用的操作就是對(duì)目標(biāo)的操作。 引用的聲明方法: 類型標(biāo)識(shí)符 &引用名=目標(biāo)變量名; int a; int &ra=a; //定義引用ra,它是變量a的引用,即別名
說(shuō)明:(1) &在此不是求地址運(yùn)算,而是起標(biāo)識(shí)作用。 (2) 類型標(biāo)識(shí)符是指目標(biāo)變量的類型。 (3)聲明引用時(shí),必須同時(shí)對(duì)其進(jìn)行初始化。 (4)引用聲明完畢后,相當(dāng)于目標(biāo)變量名有兩個(gè)名稱。 (5)聲明一個(gè)引用,不是新定義了一個(gè)變量,系統(tǒng)并不給引用分配存儲(chǔ)單元。
例1.15 引用的使用#include <iostream.h> void main() { int i; int &j=i; i=30; cout<<'i='<<i<<'j='<<j<<'\n'; j=80; cout<<'i='<<i<<'j='<<j<<'\n'; cout<<'Address of i'<<&i<<'\n'; cout <<'Address of j'<<&j<<'\n'; }
結(jié)果: i=30 j=30 i=80 j=80 Address of oxfff4 Address of oxfff4
例1.16 使用引用可以簡(jiǎn)化程序#include<iostream.h> main() { int i=15; int* iptr=&i; int & rptr=i; cout<<' i is '<<i<<endl; cout<<' *iptr is '<<*iptr<<endl; cout<<' rptr is '<<rptr<<endl; i=29; cout<<' After changing i to 29: '<<endl; cout<<' i is '<<i<<endl; cout<<' *iptr is '<<*iptr<<endl; cout<<' rptr is '<<rptr<<endl; return 0; }
運(yùn)行結(jié)果: i is 15 *iptr is 15 rptr is 15 After changing i to 29: i is 29 *iptr is 29 rptr is 29
(2) 引用的使用int i; int &j; j=i;
int i=5; int &j1=i; int &j2=j1;
int num=50; int & ref=num; int *p=&ref;
#include <iostream.h> void main() { int *a; //定義指針變量a int *&p=a; //定義引用p,初始化為指針變量a,所以p是a的引用(別名) int b=10; p=&b; //等價(jià)于a=&b,即將變量b的地址賦給a。 cout<<*a<<endl; //輸出變量b的值 cout<<*p<<endl; //等價(jià)于cout<<*a; cout<<a<<endl; //輸出a和p的地址 cout<<p<<endl; }
int a; int & & ra=a; //錯(cuò)誤 int &*p=&ra; //錯(cuò)誤
int &rp=NULL; //錯(cuò)誤
void &ra=3; //錯(cuò)誤
int j=5; int& i=j; // 聲明引用i, '&'為引用運(yùn)算符 i=123; // 使用引用i,不帶引用運(yùn)算符 int *pi=&i; // 在此, '&'為地址操作符 cout<<π // 在此, '&'為地址操作符
(3) 用引用作為函數(shù)的參數(shù)一個(gè)函數(shù)的參數(shù)也可定義成引用的形式 void swap(int &p1, int &p2) //形參p1, p2都是引用 { int p; p=p1; p1=p2; p2=p; }
在主調(diào)函數(shù)的調(diào)用點(diǎn)處,直接以變量作為實(shí)參進(jìn)行調(diào)用即可,不需要實(shí)參變量有任何的特殊要求。 swap(a,b); //直接以a和b作為實(shí)參調(diào)用swap函數(shù)
例1.17 采用指針參數(shù)的例子#include<iostream.h> void swap(int *m, int *n) { int temp; temp=*m; *m= *n; *n=temp; } main() { int a=5, b=10; cout<<'a='<<a<<' b='<<b<<endl; swap(&a, &b); cout<<'a='<<a<<' b='<<b<<endl; return 0; }
運(yùn)行結(jié)果: a=5 b=10 a=10 b=5
例1.18 采用“引用參數(shù)”傳遞函數(shù)參數(shù)#include <iostream.h> void swap(int& m, int& n) { int temp; temp=m; m=n; n=temp; } main() { int a=5, b=10; cout<<'a='<<a<<' b='<<b<<endl; swap(a, b); cout<<'a='<<a<<' b='<<b<<endl; return 0; }
運(yùn)行結(jié)果: a=5 b=10 a=10 b=5
(4) 用引用返回函數(shù)值函數(shù)可以返回一個(gè)引用,將函數(shù)說(shuō)明為返回一個(gè)引用的主要目的是:為了將函數(shù)用在賦值運(yùn)算符的左邊。 要以引用返回函數(shù)值,則函數(shù)定義時(shí)要按以下格式: 類型標(biāo)識(shí)符 &函數(shù)名(形參列表及類型說(shuō)明) {函數(shù)體}
說(shuō)明例1.19 返回引用的函數(shù)#include <iostream.h> int a[]={1, 3, 5, 7, 9}; int& index(int); // 聲明返回引用的函數(shù) void main() { cout<<index(2)<<endl; index(2)=25; // 將a[2]重新賦值為25 cout<<index(2)<<endl; } int& index(int i) { return a[i]; }
例1.20 用引用返回函數(shù)的值#include<iostream.h> int A[10]; int& array(int i); void main() { int i, number; A[0]=0; A[1]=1; cin>>number; for (i=2;i<number;i++) { array(i)=array(i-2)+array(i-1); cout<<'array('<<i<<')='<<array(i)<<endl; } } int& array(int i) { return A[i]; }
運(yùn)行結(jié)果: array(2)=1 array(3)=2 array(4)=3 array(5)=5 array(6)=8 array(7)=13 array(8)=21 array(9)=34
int& fun() { int a; //... return a; }
void swap(int *p1, int *p2) { int p; p=*p1; //必須用“*指針變量名”的形式操作目標(biāo)變量 p1=*p2; *p2=p; } main() { int a,b; cin>>a>>b; swap(&a,&b); //必須以變量a和b的地址作為實(shí)參 cout<<a<<b; }
如何使一個(gè)被調(diào)函數(shù)同時(shí)返回多個(gè)值由于函數(shù)的返回值是通過(guò)函數(shù)體中的return語(yǔ)句完成的,但一個(gè)return語(yǔ)句只能返回一個(gè)值,為此,我們可以采用以下方法: (1)利用全局變量的方法:在函數(shù)中把所需數(shù)據(jù)保存在全局變量中。當(dāng)被調(diào)函數(shù)執(zhí)行完畢后在主調(diào)函數(shù)中直接讀取全局變量的值即可。 (2)使用指針或數(shù)組的方法:指針作為函數(shù)參數(shù)的情況下,可將主調(diào)函數(shù)的某些變量的地址傳遞給被調(diào)函數(shù)。 (3)利用引用的方法:使用引用傳遞參數(shù),可以在被調(diào)函數(shù)中改變主調(diào)函數(shù)中目標(biāo)變量的值,這種方法實(shí)際上就是可以使被調(diào)函數(shù)返回多個(gè)值。
例 使用引用使函數(shù)返回多個(gè)值以下定義了可以同時(shí)返回10個(gè)數(shù)中的最大值和最小值的函數(shù)max_min。 #include <iostream.h> void max_min(int *p,int n,int &max,int &min); //聲明函數(shù)max_min void main() { int a[10]; int ma,mi; int i; for(i=0;i<10;i++) cin>>a[i]; max_min(a,10,ma,mi); //調(diào)用函數(shù)max_min cout<<ma<<mi; } void max_min(int *p,int n,int &max,int &min) //形參max 和min定義成引用 { int i=0; max=*(p+i); min=*(p+i); for(i=1;i<n;i++) { if(max<*(p+i)) max=*(p+i); //實(shí)質(zhì)上就是對(duì)實(shí)參變量ma賦值 if(min>*(p+i)) min=*(p+i); //實(shí)質(zhì)上就是對(duì)實(shí)參變量mi賦值 } }
例 以下程序中定義了一個(gè)普通的函數(shù)fn1(它用返回值的方法返回函數(shù)值),另外一個(gè)函數(shù)fn2,它以引用的方法返回函數(shù)值。#include <iostream.h> float temp; //定義全局變量temp float fn1(float r); //聲明函數(shù)fn1 float &fn2(float r); //聲明函數(shù)fn2 float fn1(float r) //定義函數(shù)fn1,它以返回值的方法返回函數(shù)值 { temp=(float)(r*r*3.14); return temp; } float &fn2(float r) //定義函數(shù)fn2,它以引用方式返回函數(shù)值 { temp=(float)(r*r*3.14); return temp; } void main() //主函數(shù) { float a=fn1(10.0);//第1種情況,系統(tǒng)生成要返回值的副本(即臨時(shí)變量) float &b=fn1(10.0);//第2種情況,可能會(huì)出錯(cuò)(不同C++系統(tǒng)有不同規(guī)定) //不能從被調(diào)函數(shù)中返回一個(gè)臨時(shí)變量或局部變量的引用 float c=fn2(10.0); //第3種情況,系統(tǒng)不生成返回值的副本 //可以從被調(diào)函數(shù)中返回一個(gè)全局變量的引用 float &d=fn2(10.0); //第4種情況,系統(tǒng)不生成返回值的副本 //可以從被調(diào)函數(shù)中返回一個(gè)全局變量的引用 cout<<a<<c<<d; }
一個(gè)返回引用的函數(shù)值作為賦值表達(dá)式的左值 一般情況下,賦值表達(dá)式的左邊只能是變量名,即被賦 值的對(duì)象必須是變量,只有變量才能被賦值,常量或表達(dá)式不能被賦值,但如果一個(gè)函數(shù)的返回值是引用時(shí),賦值號(hào)的左邊可以是該函數(shù)的調(diào)用。
例2-26 測(cè)試用返回引用的函數(shù)值作為賦值表達(dá)式的左值。#include <iostream.h> int &put(int n); int vals[10]; int error=-1; void main() { put(0)=10; //以put(0)函數(shù)值作為左值, 等價(jià)于vals[0]=10; put(9)=20; //以put(9)函數(shù)值作為左值, 等價(jià)于 vals[9]=10; cout<<vals[0]; cout<<vals[9]; } int &put(int n) { if (n>=0 && n<=9 ) return vals[n]; else{ cout<<”subscript error”; return error; } }
用const限定引用聲明方式:const 類型標(biāo)識(shí)符 &引用名=目標(biāo)變量名; 用這種方式聲明的引用,不能通過(guò)引用對(duì)目標(biāo)變量的值進(jìn)行修改,從而使引用的目標(biāo)成為const,達(dá)到了引用的安全性。 例2-27#include “iostream.h” double &fn(const double &pd) { static double ad=32; ad+=pd; cout<<pd<<endl; return ad; } void main() { double a=100.0; double &pa=fn(a); cout<<pa<<endl; a=200.0; pa=fn(a); cout<<pa<<endl; }
程序運(yùn)行的結(jié)果 100 132 200 332
引用總結(jié)(1)在引用的使用中,單純給某個(gè)變量取個(gè)別名是毫無(wú)意義的,引用的目的主要用于在函數(shù)參數(shù)傳遞中,解決大對(duì)象的傳遞效率和空間不如意的問(wèn)題。 (2)用引用傳遞函數(shù)的參數(shù),能保證參數(shù)傳遞中不產(chǎn)生副本,提高傳遞的效率,且通過(guò)const的使用,保證了引用傳遞的安全性。 (3)引用與指針的區(qū)別是,指針通過(guò)某個(gè)指針變量指向一個(gè)對(duì)象后,對(duì)它所指向的變量間接操作,程序中使用指針,程序的可讀性差;而引用本身就是目標(biāo)變量的別名,對(duì)引用的操作就是對(duì)目標(biāo)變量的操作。
課后練習(xí)題目#include<iostream.h> int &max(int &num1,int &num2); // 返回一個(gè)較大值 int &min(int &num1,int &num2); // 返回一個(gè)較小值 main() { int num1, num2; cout<<'Enter the first number: '; cin>>num1; cout<<'Enter the second number: '; cin>>num2; max(num1,num2)=0; cout<<'\nAfter putting zero in largest, the numbers are'; cout<<'\n'<<num1<<' and '<<num2<<'\n'; cout<<'\nNow, please enter two more numbers.\n'; cout<<'Enter the first number :'; cin>>num1; cout<<'Enter the second number:'; cin>>num2; min(num1, num2)=0; cout<<'\nAfter putting zero in smallest the numbers are'; cout<<'\n'<<num1<<' and '<<num2<<'\n'; return 0; } int &max(int &num1,int &num2) { return (num1>num2)?num1:num2; } int &min(int &num1,int &num2) { return (num1<num2)?num1:num2; }
來(lái)源:https://www.cnblogs.com/whale90830/p/10488595.html
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