《C++ Primer》导学系列：第 1 章 - 开始

1.1 编写一个简单的C++程序

概述

本小节介绍了如何编写和运行一个简单的C++程序，帮助初学者了解C++程序的基本结构和编译运行过程。

编写第一个C++程序

我们从一个简单的C++程序开始，它的功能是在控制台输出 "Hello, World!"。这是学习任何编程语言的传统起点。

程序代码：

cpp 复制代码

#include <iostream>

int main() {
    std::cout << "Hello, World!" << std::endl;
    return 0;
}

代码解析

预处理指令：

cpp 复制代码

#include <iostream>

#include 是一个预处理指令，用于包含标准库头文件。
<iostream> 是输入输出流库，用于处理输入和输出操作。

主函数：

cpp 复制代码

int main() {
    // ...
    return 0;
}

int main() 是程序的入口点，每个C++程序都必须包含一个main函数。
函数返回类型为int，表示程序执行的状态，0 通常表示成功。

输出语句：

cpp 复制代码

std::cout << "Hello, World!" << std::endl;

std::cout 是标准输出流对象，用于输出数据到控制台。
<< 是插入运算符，将右侧的数据插入到输出流中。
"Hello, World!" 是要输出的字符串。
std::endl 是一个流操纵符，用于插入一个换行符并刷新输出缓冲区。

编译和运行

编写完第一个C++程序后，我们需要将其编译成可执行文件，然后运行它。

编译：

使用C++编译器将源代码编译成机器代码。
示例（使用g++编译器）：

bash 复制代码

g++ -o hello hello.cpp

-o 选项指定生成的可执行文件名称，这里是 hello。

运行：

运行生成的可执行文件。
示例：

bash 复制代码

./hello

运行结果：

diff 复制代码

Hello, World!

C++程序的基本结构

通过这个简单的程序，我们可以看到一个C++程序的基本结构：

预处理指令
主函数
输出语句

这些是每个C++程序的基础，后续章节将会详细介绍更多复杂的语法和功能。

重点与难点分析

重点：

预处理指令 ：了解#include的作用，知道如何包含标准库头文件。
主函数结构 ：掌握main函数的基本结构和作用。
输出语句 ：理解std::cout、插入运算符<<和std::endl的使用。

难点：

编译过程：初学者可能对编译和链接过程不熟悉，需要多练习。
标准库 ：<iostream> 是一个常用的标准库头文件，需要理解其基本功能。

练习题解析

练习1.1：编写并运行一个简单的C++程序，输出你的名字。

示例代码：

cpp 复制代码

#include <iostream>

int main() {
    std::cout << "Your Name" << std::endl;
    return 0;
}

练习1.2：修改第一个C++程序，使其输出两行文字。

示例代码：

cpp 复制代码

#include <iostream>

int main() {
    std::cout << "Hello, World!" << std::endl;
    std::cout << "Welcome to C++ Programming!" << std::endl;
    return 0;
}

练习1.3 ：尝试将std::cout替换为cout，观察编译错误，并修改代码以正确编译。

示例代码：

cpp 复制代码

#include <iostream>

using std::cout;
using std::endl;

int main() {
    cout << "Hello, World!" << endl;
    return 0;
}

总结与提高

本节总结：

了解了一个简单的C++程序的基本结构，包括预处理指令、主函数和输出语句。
学会了如何编写、编译和运行一个简单的C++程序。

提高建议：

多编写简单程序：通过不断练习，熟悉C++程序的基本结构和编写流程。
探索更多标准库 ：除了<iostream>，C++还有许多有用的标准库，可以逐步学习和使用。
了解编译器和开发环境：熟悉编译器的使用和常见选项，掌握IDE或命令行的开发环境，提高开发效率。

1.2 初识输入输出

概述

本小节介绍了C++中基本的输入输出操作，通过标准库中的cin和cout对象实现。这些对象是iostream库的一部分，用于处理控制台的输入输出。

使用`cin`进行输入

在C++中，cin对象用于从标准输入设备（通常是键盘）读取数据。cin是iostream库的一部分。

基本用法：

cpp 复制代码

#include <iostream>

int main() {
    int number;
    std::cout << "Please enter a number: ";
    std::cin >> number;
    std::cout << "You entered: " << number << std::endl;
    return 0;
}

代码解析

读取输入：

cpp 复制代码

std::cin >> number;

std::cin 是标准输入流对象。
>> 是提取运算符，用于从输入流中提取数据并存储到变量中。

输入提示：

cpp 复制代码

std::cout << "Please enter a number: ";

使用 std::cout 输出提示信息，引导用户输入。

输出结果：

diff 复制代码

Please enter a number: 100
You entered: 100

处理多个输入

我们可以使用cin一次读取多个输入，并将其存储在不同的变量中。

示例代码：

cpp 复制代码

#include <iostream>

int main() {
    int num1, num2;
    std::cout << "Please enter two numbers: ";
    std::cin >> num1 >> num2;
    std::cout << "You entered: " << num1 << " and " << num2 << std::endl;
    return 0;
}

代码解析

读取多个输入：

cpp 复制代码

std::cin >> num1 >> num2;

使用提取运算符 >> 连续读取两个整数输入，并存储在 num1 和 num2 中。

输出多个输入：

diff 复制代码

Please enter two numbers: 10 20
You entered: 10 and 20

输入和输出的类型匹配

在使用cin和cout时，需要注意类型匹配。如果输入的数据类型与变量类型不匹配，会导致意外行为或错误。

示例代码：

cpp 复制代码

#include <iostream>

int main() {
    int num;
    std::cout << "Please enter an integer: ";
    std::cin >> num;
    if (std::cin.fail()) {
        std::cout << "Input error! Please enter a valid integer." << std::endl;
    } else {
        std::cout << "You entered: " << num << std::endl;
    }
    return 0;
}

代码解析

检查输入是否失败：

cpp 复制代码

if (std::cin.fail()) {
    std::cout << "Input error! Please enter a valid integer." << std::endl;
}

std::cin.fail() 用于检测输入是否失败。如果输入的数据类型与变量类型不匹配，fail() 返回 true。

重置输入流：

cpp 复制代码

std::cin.clear();  // 重置输入流状态
std::cin.ignore(1000, '\n');  // 忽略输入缓冲区中的字符

std::cin.clear() 清除错误标志。
std::cin.ignore() 忽略输入缓冲区中的字符，避免影响后续输入操作。

重点与难点分析

重点：

使用 cin****进行输入 ：掌握cin对象和提取运算符>>的基本用法。
处理多个输入 ：学习使用cin一次读取多个输入。
输入输出的类型匹配：理解类型匹配的重要性，学习如何处理输入错误。

难点：

处理输入错误：初学者可能对输入错误处理不熟悉，需要多练习。
输入输出流状态管理：理解输入输出流的状态管理方法，如清除错误标志和忽略输入缓冲区。

练习题解析

练习1.4：编写一个程序，读取两个整数并输出它们的和。

示例代码：

cpp 复制代码

#include <iostream>

int main() {
    int num1, num2;
    std::cout << "Please enter two integers: ";
    std::cin >> num1 >> num2;
    int sum = num1 + num2;
    std::cout << "The sum is: " << sum << std::endl;
    return 0;
}

练习1.5：编写一个程序，读取三个浮点数并输出它们的平均值。

示例代码：

cpp 复制代码

#include <iostream>

int main() {
    float num1, num2, num3;
    std::cout << "Please enter three floating-point numbers: ";
    std::cin >> num1 >> num2 >> num3;
    float average = (num1 + num2 + num3) / 3;
    std::cout << "The average is: " << average << std::endl;
    return 0;
}

练习1.6：编写一个程序，读取一个整数并检查输入是否合法。如果输入不是整数，输出错误信息。

示例代码：

cpp 复制代码

#include <iostream>

int main() {
    int num;
    std::cout << "Please enter an integer: ";
    std::cin >> num;
    if (std::cin.fail()) {
        std::cout << "Input error! Please enter a valid integer." << std::endl;
        std::cin.clear();  // 重置输入流状态
        std::cin.ignore(1000, '\n');  // 忽略输入缓冲区中的字符
    } else {
        std::cout << "You entered: " << num << std::endl;
    }
    return 0;
}

总结与提高

本节总结：

学习了C++中基本的输入输出操作，包括cin和cout对象的使用。
掌握了使用cin进行输入，处理多个输入，以及输入输出的类型匹配。
了解了如何处理输入错误和管理输入输出流的状态。

提高建议：

多练习输入输出操作 ：通过不断练习，熟悉cin和cout的基本用法和常见操作。
探索更多输入输出流功能：C++标准库提供了丰富的输入输出流功能，可以逐步学习和使用。
了解输入输出流的高级特性：如格式化输出、自定义流操纵符等，提升程序的灵活性和可读性。

1.3 注释简介

概述

注释是程序员在代码中加入的说明性文本，用于解释代码的功能、逻辑或特殊用法。注释不会被编译器执行，它们仅供阅读代码的人使用。合理的注释可以提高代码的可读性和可维护性。

C++支持两种注释方式：单行注释和多行注释。

单行注释

单行注释以 // 开头，直到行尾的所有内容都被视为注释。

示例：

cpp 复制代码

#include <iostream>

int main() {
    // 输出 "Hello, World!"
    std::cout << "Hello, World!" << std::endl; // 单行注释
    return 0; // 返回 0
}

代码解析

单行注释的使用：

// 输出 "Hello, World!" 是一条单行注释，解释了下一行代码的功能。
// 返回 0 是一条单行注释，解释了 return 0 语句。

注释位置：

单行注释可以放在代码行的上方，也可以放在代码行的末尾。

多行注释

多行注释以 /* 开头，以 */ 结尾，之间的所有内容都被视为注释。

示例：

cpp 复制代码

#include <iostream>

int main() {
    /*
    这是一段多行注释
    解释了以下代码的功能：
    输出 "Hello, World!" 并返回 0
    */
    std::cout << "Hello, World!" << std::endl;
    return 0;
}

代码解析

多行注释的使用：

/* 和 */ 之间的所有内容都是注释，可以跨越多行。
多行注释通常用于解释复杂的代码段或提供详细的说明。

嵌套注释的注意事项：

多行注释不能嵌套，即在一个多行注释内不能再包含另一个多行注释。
嵌套会导致编译错误。

注释的最佳实践

合理的注释可以显著提高代码的可读性和可维护性。以下是一些编写注释的最佳实践：

解释意图，而非解释语法：

注释应解释代码的目的和逻辑，而不是解释语法。例如，不要注释显而易见的语法，而是解释为什么这样写。

保持简洁明了：

注释应简洁明了，避免冗长。清晰的注释有助于快速理解代码。

及时更新注释：

代码修改后，应及时更新相应的注释，以确保注释与代码一致。

使用TODO注释：

对于需要进一步完善或修复的代码，可以使用 TODO 注释标记，提醒以后回顾和处理。
示例：

cpp 复制代码

// TODO: 处理可能的错误情况

避免过度注释：

虽然注释很重要，但过多的注释可能会使代码显得杂乱无章。应在关键部分添加注释，而不是每行都注释。

练习题解析

练习1.7：编写一个简单的程序，使用单行注释解释每一行代码。

示例代码：

cpp 复制代码

#include <iostream>  // 包含输入输出流库

int main() {
    int num;  // 定义一个整数变量
    std::cout << "Please enter a number: ";  // 输出提示信息
    std::cin >> num;  // 从标准输入读取一个整数
    std::cout << "You entered: " << num << std::endl;  // 输出读取的整数
    return 0;  // 返回 0
}

练习1.8：编写一个程序，使用多行注释解释整个程序的功能。

示例代码：

cpp 复制代码

#include <iostream>

int main() {
    /*
    这是一个简单的C++程序
    它从用户那里读取一个整数
    然后输出该整数
    */
    int num;
    std::cout << "Please enter a number: ";
    std::cin >> num;
    std::cout << "You entered: " << num << std::endl;
    return 0;
}

练习1.9：编写一个复杂的代码段，使用注释解释每一步操作。

示例代码：

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    // 定义一个整数向量
    std::vector<int> numbers;

    // 向向量中添加数字
    for (int i = 1; i <= 5; ++i) {
        numbers.push_back(i);  // 添加数字 i 到向量末尾
    }

    // 计算向量中数字的总和
    int sum = 0;
    for (int num : numbers) {
        sum += num;  // 将每个数字累加到 sum
    }

    // 输出结果
    std::cout << "The sum is: " << sum << std::endl;  // 输出总和
    return 0;
}

总结与提高

本节总结：

学习了C++中的两种注释方式：单行注释和多行注释。
了解了如何在代码中添加注释，以提高代码的可读性和可维护性。
通过示例代码，掌握了注释的基本用法和最佳实践。

提高建议：

多练习编写注释：在编写代码时，养成良好的注释习惯，解释代码的功能和逻辑。
阅读他人的代码：通过阅读他人代码中的注释，学习如何编写清晰有效的注释。
及时更新注释：在修改代码时，确保相应的注释也得到更新，以保持代码和注释的一致性。

1.4 控制结构

概述

控制结构是编程语言中用于控制代码执行流程的语法元素。C++提供了多种控制结构，包括条件语句、循环语句和跳转语句。本小节将介绍C++中的基本控制结构，帮助初学者理解如何控制程序的执行流程。

条件语句

条件语句用于根据某个条件的真假来决定执行哪个代码块。C++中的条件语句主要包括if语句、if-else语句。

if语句

if语句根据条件表达式的真假来决定是否执行相应的代码块。

语法：

cpp 复制代码

if (condition) {
    // 如果 condition 为真，执行这里的代码
}

示例：

cpp 复制代码

#include <iostream>

int main() {
    int value = 42;
    if (value > 0) {
        std::cout << "Value is positive" << std::endl;
    }
    return 0;
}

if-else语句

if-else语句在条件为真时执行一个代码块，为假时执行另一个代码块。

语法：

cpp 复制代码

if (condition) {
    // 如果 condition 为真，执行这里的代码
} else {
    // 否则，执行这里的代码
}

示例：

cpp 复制代码

#include <iostream>

int main() {
    int value = -10;
    if (value > 0) {
        std::cout << "Value is positive" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Value is not positive" << std::endl;
    }
    return 0;
}

if-else if-else语句

if-else if-else语句用于检查多个条件，依次判断每个条件表达式。

语法：

cpp 复制代码

if (condition1) {
    // 如果 condition1 为真，执行这里的代码
} else if (condition2) {
    // 如果 condition2 为真，执行这里的代码
} else {
    // 如果前面的条件都不为真，执行这里的代码
}

示例：

cpp 复制代码

#include <iostream>

int main() {
    int value = 0;
    if (value > 0) {
        std::cout << "Value is positive" << std::endl;
    } else if (value < 0) {
        std::cout << "Value is negative" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Value is zero" << std::endl;
    }
    return 0;
}

循环语句

循环语句用于重复执行某段代码，直到满足某个条件。C++中的循环语句主要包括while循环、do-while循环和for循环。

while循环

while循环在每次迭代之前检查条件，如果条件为真，则执行循环体。

语法：

cpp 复制代码

while (condition) {
    // 如果 condition 为真，执行这里的代码
}

示例：

cpp 复制代码

#include <iostream>

int main() {
    int count = 0;
    while (count < 5) {
        std::cout << "Count is: " << count << std::endl;
        ++count;
    }
    return 0;
}

do-while循环

do-while循环先执行循环体，然后检查条件，如果条件为真，则继续执行循环体。

语法：

cpp 复制代码

do {
    // 先执行这里的代码
} while (condition);

示例：

cpp 复制代码

#include <iostream>

int main() {
    int count = 0;
    do {
        std::cout << "Count is: " << count << std::endl;
        ++count;
    } while (count < 5);
    return 0;
}

for循环

for循环在循环开始前初始化变量，在每次迭代前检查条件，并在每次迭代后更新变量。

语法：

cpp 复制代码

for (initialization; condition; increment) {
    // 如果 condition 为真，执行这里的代码
}

示例：

cpp 复制代码

#include <iostream>

int main() {
    for (int count = 0; count < 5; ++count) {
        std::cout << "Count is: " << count << std::endl;
    }
    return 0;
}

重点与难点分析

重点：

条件语句 ：掌握if、if-else、if-else if-else语句的使用。
循环语句 ：理解while、do-while和for循环的用法。

难点：

条件和循环逻辑：初学者可能会对复杂的条件和循环逻辑感到困惑，需要通过实践加深理解。
避免滥用 goto：尽量避免使用goto，并学习更清晰的控制流程方法。

练习题解析

练习1.10 ：编写一个程序，使用while循环输出10到1的数字。

示例代码：

cpp 复制代码

#include <iostream>

int main() {
    int count = 10;
    while (count > 0) {
        std::cout << "Count is: " << count << std::endl;
        --count;
    }
    return 0
}

练习1.11 ：编写一个程序，使用for循环输出1到10的数字。

示例代码：

cpp 复制代码

#include <iostream>

int main() {
    for (int count = 1; count <= 10; ++count) {
        std::cout << "Count is: " << count << std::endl;
    }
    return 0;
}

练习1.12 ：编写一个程序，使用if-else语句检查输入的整数是正数、负数还是零。

示例代码：

cpp 复制代码

#include <iostream>

int main() {
    int number;
    std::cout << "Please enter an integer: ";
    std::cin >> number;
    if (number > 0) {
        std::cout << "The number is positive." << std::endl;
    } else if (number < 0) {
        std::cout << "The number is negative." << std::endl;
    } else {
        std::cout << "The number is zero." << std::endl;
    }
    return 0;
}

总结与提高

本节总结：

学习了C++中的基本控制结构，包括条件语句、循环语句和跳转语句。
掌握了if、if-else语句的用法。
了解了while、do-while、for循环的不同用法。

提高建议：

多练习控制结构的使用：通过编写各种示例程序，熟悉控制结构的用法和逻辑。
理解和优化循环逻辑：在实际编程中，理解和优化循环逻辑，编写高效的代码。

1.5 类简介

概述

类是C++中的一种用户定义类型，它将数据和操作数据的方法封装在一起，是面向对象编程（OOP）的基础。类定义了一组对象的共同属性和行为，通过实例化类，可以创建具体的对象。

定义和使用类

一个类由成员变量（数据成员）和成员函数（方法）组成。成员变量用于存储对象的状态，成员函数用于定义对象的行为。

定义类

语法：

cpp 复制代码

class ClassName {
public:
    // 公有成员
    // 成员变量
    // 成员函数
private:
    // 私有成员
    // 成员变量
    // 成员函数
};

示例：

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <string>

class SalesItem {
public:
    // 成员函数，声明和定义分离
    std::string isbn() const { return bookNo; }
    double avg_price() const;

    // 成员变量
    std::string bookNo;
    unsigned units_sold = 0;
    double revenue = 0.0;
};

// 成员函数的定义
double SalesItem::avg_price() const {
    if (units_sold) {
        return revenue / units_sold;
    } else {
        return 0;
    }
}

int main() {
    SalesItem item;
    item.bookNo = "12345";
    item.units_sold = 100;
    item.revenue = 1000.0;

    std::cout << "ISBN: " << item.isbn() << std::endl;
    std::cout << "Average Price: " << item.avg_price() << std::endl;

    return 0;
}

注意，编译上面的代码采用如下的命令：

bash 复制代码

// 假如你将文件存储为test.cpp
// 需要加上参数 -std=c++11 表示使用C++11标准
g++ -std=c++11 test.cpp -o test

代码解析

类的定义：

类通过关键字class定义，后跟类名和类体。类体包含成员变量和成员函数。
public和private访问说明符用于控制成员的访问权限。

成员变量：

成员变量在类中声明，用于存储对象的状态。例如：std::string bookNo;。

成员函数：

成员函数定义了操作成员变量的方法。可以在类内声明，在类外定义。例如：

cpp 复制代码

std::string isbn() const { return bookNo; }
double avg_price() const;

成员函数的定义：

成员函数可以在类外定义，使用ClassName::FunctionName语法。例如：

cpp 复制代码

double SalesItem::avg_price() const {
    if (units_sold) {
        return revenue / units_sold;
    } else {
        return 0;
    }
}

创建对象：

通过类名创建对象，访问对象的成员。例如：

cpp 复制代码

SalesItem item;
item.bookNo = "12345";
item.units_sold = 100;
item.revenue = 1000.0;

重点与难点分析

重点：

类的定义和使用：理解类的基本结构，包括成员变量和成员函数的定义和使用。

难点：

成员函数的定义和调用：初学者需要熟悉成员函数在类外定义和调用的语法。

练习题解析

练习1.13 ：定义一个类Book，包含成员变量title、author和price，以及相应的构造函数和成员函数。

示例代码：

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <string>

class Book {
public:
    // 默认构造函数
    Book() = default;
    // 带参数的构造函数
    Book(const std::string &t, const std::string &a, double p) 
        : title(t), author(a), price(p) {}

    // 成员函数
    std::string getTitle() const { return title; }
    std::string getAuthor() const { return author; }
    double getPrice() const { return price; }

private:
    // 成员变量
    std::string title;
    std::string author;
    double price = 0.0;
};

int main() {
    Book book1;
    Book book2("C++ Primer", "Stanley B. Lippman", 59.99);

    std::cout << "Book1 Title: " << book1.getTitle() << std::endl;
    std::cout << "Book2 Title: " << book2.getTitle() << std::endl;

    return 0;
}

练习1.14 ：修改SalesItem类，添加一个计算总销售额的成员函数。

示例代码：

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <string>

class SalesItem {
public:
    SalesItem() = default;
    SalesItem(const std::string &book, unsigned sold, double rev) 
        : bookNo(book), units_sold(sold), revenue(rev) {}

    std::string isbn() const { return bookNo; }
    double avg_price() const;
    double total_revenue() const { return revenue; }

private:
    std::string bookNo;
    unsigned units_sold = 0;
    double revenue = 0.0;
};

double SalesItem::avg_price() const {
    if (units_sold) {
        return revenue / units_sold;
    } else {
        return 0;
    }
}

int main() {
    SalesItem item("12345", 100, 1000.0);
    std::cout << "ISBN: " << item.isbn() << std::endl;
    std::cout << "Total Revenue: " << item.total_revenue() << std::endl;
    return 0;
}

练习1.15 ：为Book类添加析构函数，输出书籍对象销毁时的信息。

示例代码：

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <string>

class Book {
public:
    Book() = default;
    Book(const std::string &t, const std::string &a, double p) 
        : title(t), author(a), price(p) {}

    std::string getTitle() const { return title; }
    std::string getAuthor() const { return author; }
    double getPrice() const { return price; }

    ~Book() {
        std::cout << "Book object for " << title << " is being destroyed" << std::endl;
    }

private:
    std::string title;
    std::string author;
    double price = 0.0;
};

int main() {
    Book book1("C++ Primer", "Stanley B. Lippman", 59.99);
    return 0;
}

总结与提高

本节总结：

了解了类的基本概念和定义，包括成员变量和成员函数。
通过示例代码，掌握了类的基本用法和常见操作。

提高建议：

多练习定义和使用类：通过编写各种类，熟悉类的定义、构造函数和析构函数的使用。
理解面向对象编程的基本概念：学习封装、继承和多态等面向对象编程的基本概念，编写更复杂的类。

1.6 书店程序

概述

在本小节中，我们将使用之前学到的C++基础知识，编写一个简单的书店程序。这个程序的目标是处理书籍销售记录，通过对销售数据进行统计，计算销售的总额。

需求描述

书店程序需要完成以下功能：

读取一系列书籍的销售记录。
统计每种书籍的总销售量和总销售额。
输出每种书籍的ISBN、销售总量和总销售额。

数据结构

为了处理书籍销售记录，我们需要定义一个类来表示每一本书的销售数据。该类应该包括以下成员：

ISBN（书籍编号）
销售量
总销售额

我们可以重用之前定义的SalesItem类或定义一个新的类Sales_data。

定义`Sales_data`类

类定义：

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <string>

class Sales_data {
public:
    // 成员变量
    std::string bookNo;
    unsigned units_sold = 0;
    double revenue = 0.0;

    // 成员函数
    std::string isbn() const { return bookNo; }
    Sales_data& combine(const Sales_data&);
    double avg_price() const;
};

// 成员函数定义
Sales_data& Sales_data::combine(const Sales_data& rhs) {
    units_sold += rhs.units_sold;
    revenue += rhs.revenue;
    return *this;
}

double Sales_data::avg_price() const {
    if (units_sold) {
        return revenue / units_sold;
    } else {
        return 0;
    }
}

代码解析

成员变量：

std::string bookNo：书籍的ISBN编号。
unsigned units_sold：销售量。
double revenue：总销售额。

成员函数：

std::string isbn() const：返回书籍的ISBN编号。
Sales_data& combine(const Sales_data&)：将另一条销售记录的数据合并到当前对象。
double avg_price() const：计算平均售价。

成员函数定义：

combine函数：将传入的Sales_data对象的销售量和总销售额累加到当前对象。
avg_price函数：计算平均售价，如果销售量为零，则返回零。

实现书店程序

我们将编写一个主函数，用于读取销售记录、统计每种书籍的总销售量和总销售额，并输出结果。

主函数实现：

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <string>
#include "Sales_data.h"  // 包含Sales_data类定义

int main() {
    Sales_data total;  // 保存当前书籍的销售总记录
    // 读取第一条销售记录
    if (std::cin >> total.bookNo >> total.units_sold >> total.revenue) {
        Sales_data trans;  // 保存每次读取的新销售记录
        // 读取并处理剩余的销售记录
        while (std::cin >> trans.bookNo >> trans.units_sold >> trans.revenue) {
            if (total.isbn() == trans.isbn()) {
                total.combine(trans);  // 更新当前书籍的总销售记录
            } else {
                // 输出结果
                std::cout << total.isbn() << " "
                          << total.units_sold << " "
                          << total.revenue << " "
                          << total.avg_price() << std::endl;
                total = trans;  // 处理下一本书的销售记录
            }
        }
        // 输出最后一本书的销售记录
        std::cout << total.isbn() << " "
                  << total.units_sold << " "
                  << total.revenue << " "
                  << total.avg_price() << std::endl;
    } else {
        std::cerr << "No data?!" << std::endl;
        return -1;  // 表示失败
    }
    return 0;
}

代码解析

变量定义：

Sales_data total：保存当前书籍的销售总记录。
Sales_data trans：保存每次读取的新销售记录。

读取第一条销售记录：

使用std::cin读取第一条销售记录，并存储到total对象中。

处理剩余销售记录：

使用while循环读取剩余的销售记录，并存储到trans对象中。
如果当前记录的ISBN与total对象的ISBN相同，则调用combine函数更新总记录。
如果ISBN不同，则输出total对象的累计结果，并更新total对象为当前记录。

输出最后一本书的销售记录：

循环结束后，输出total对象的最终累计结果。

错误处理：

如果没有读取到任何数据，输出错误信息，并返回失败状态。

重点与难点分析

重点：

类的定义和使用 ：复习和应用之前定义的Sales_data类，包括成员变量和成员函数。
输入输出操作 ：熟练使用std::cin和std::cout进行数据读取和输出。
条件判断和循环控制 ：使用if语句和while循环控制程序流程。

难点：

数据合并逻辑 ：正确理解和实现combine函数的逻辑，确保销售记录的准确累计。
输入数据处理：处理标准输入中的数据，并根据ISBN判断是否需要合并或输出结果。

练习题解析

练习1.16：编写一个程序，从标准输入读取多条销售记录，并计算每条记录的总和。

示例代码：

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    Sales_data total;
    while (std::cin >> total.bookNo >> total.units_sold >> total.revenue) {
        std::cout << "ISBN: " << total.isbn() << ", "
                  << "Units Sold: " << total.units_sold << ", "
                  << "Revenue: " << total.revenue << ", "
                  << "Average Price: " << total.avg_price() << std::endl;
    }
    return 0;
}

练习1.17：修改主程序，增加输入错误处理逻辑，当输入数据格式不正确时，输出错误信息。

示例代码：

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    Sales_data total;
    while (true) {
        std::cout << "Enter bookNo, units_sold, and revenue: ";
        if (!(std::cin >> total.bookNo >> total.units_sold >> total.revenue)) {
            std::cerr << "Input error! Please enter valid data." << std::endl;
            std::cin.clear();
            std::cin.ignore(std::numeric_limits<std::streamsize>::max(), '\n');
        } else {
            std::cout << "ISBN: " << total.isbn() << ", "
                      << "Units Sold: " << total.units_sold << ", "
                      << "Revenue: " << total.revenue << ", "
                      << "Average Price: " << total.avg_price() << std::endl;
        }
    }
    return 0;
}

练习1.18：扩展程序，允许用户输入多组数据，每组数据包含多个销售记录，并计算每组数据的总和。

示例代码：

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    Sales_data total;
    while (true) {
        std::cout << "Enter bookNo, units_sold, and revenue (enter 'end' to finish): ";
        std::string bookNo;
        if (!(std::cin >> bookNo)) break;
        if (bookNo == "end") break;
        total.bookNo = bookNo;
        if (!(std::cin >> total.units_sold >> total.revenue)) {
            std::cerr << "Input error! Please enter valid data." << std::endl;
            std::cin.clear();
            std::cin.ignore(std::numeric_limits<std::streamsize>::max(), '\n');
            continue;
        }
        Sales_data trans;
        while (true) {
            std::cout << "Enter another record for the same book (enter 'done' to finish this book): ";
            std::string transBookNo;
            if (!(std::cin >> transBookNo)) break;
            if (transBookNo == "done") break;
            trans.bookNo = transBookNo;
            if (!(std::cin >> trans.units_sold >> trans.revenue)) {
                std::cerr << "Input error! Please enter valid data." << std::endl;
                std::cin.clear();
                std::cin.ignore(std::numeric_limits<std::streamsize>::max(), '\n');
                continue;
            }
            if (total.isbn() == trans.isbn()) {
                total.combine(trans);
            } else {
                std::cerr << "ISBN mismatch! Please enter the correct record." << std::endl;
            }
        }
        std::cout << "Total for book " << total.isbn() << ": "
                  << "Units Sold: " << total.units_sold << ", "
                  << "Revenue: " << total.revenue << ", "
                  << "Average Price: " << total.avg_price() << std::endl;
    }
    return 0;
}

总结与提高

本节总结：

通过实现书店程序，综合应用了类、输入输出、条件判断和循环控制等C++基础知识。
学习了如何定义和使用一个类来处理实际问题中的数据。
掌握了如何从标准输入读取数据，处理和统计这些数据，并输出结果。

提高建议：

多练习实际应用场景：通过更多实际应用场景的练习，巩固和加深对C++基础知识的理解和应用。
优化程序逻辑：在编写程序时，注重代码的结构和逻辑，提高代码的可读性和可维护性。
处理输入错误和异常情况：在实际应用中，输入数据可能会有错误，需要学习如何处理这些错误和异常情况，编写健壮的程序。

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《C++ Primer》导学系列：第 1 章 - 开始

1.1 编写一个简单的C++程序

概述

编写第一个C++程序

代码解析

编译和运行

C++程序的基本结构

重点与难点分析

练习题解析

总结与提高

1.2 初识输入输出

概述

使用cin进行输入

代码解析

处理多个输入

代码解析

输入和输出的类型匹配

代码解析

重点与难点分析

练习题解析

总结与提高

1.3 注释简介

概述

单行注释

代码解析

多行注释

代码解析

注释的最佳实践

练习题解析

总结与提高

1.4 控制结构

概述

条件语句

if语句

if-else语句

if-else if-else语句

循环语句

while循环

do-while循环

for循环

重点与难点分析

练习题解析

总结与提高

1.5 类简介

概述

定义和使用类

定义类

代码解析

重点与难点分析

练习题解析

总结与提高

1.6 书店程序

概述

需求描述

数据结构

定义Sales_data类

代码解析

实现书店程序

代码解析

重点与难点分析

练习题解析

总结与提高

使用`cin`进行输入

定义`Sales_data`类