第二章 开始学习C++
- 进入C++
-
- [main( )函数](#main( )函数)
-
- 作为接口的函数头
- [为什么main( )不能使用其他名称](#为什么main( )不能使用其他名称)
- C++注释
- C++预处理器和iostream文件
- 头文件名
- 名称空间
- 使用cout进行C++输出
- C++源代码的格式化
- C++语句
- 其他C++语句
- 函数
- 编程练习答案
本章对C++程序的基本结构做一概述，并预览后面将介绍的主题，如函数和类。
进入C++
cpp
// myfirst.cpp--displays a message
#include <iostream> // a PREPROCESSOR directive
int main() // function header
{ // start of function body
using namespace std; // make definitions visible
cout << "Come up and C++ me some time."; // message
cout << endl; // start a new line
cout << "You won't regret it!" << endl; // more output
// If the output window closes before you can read it,
// add the following code:
// cout << "Press any key to continue." <<endl;
// cin.get();
return 0; // terminate main()
} // end of function body示例代码包含下述元素
- 注释，由前缀//标识。
- 预处理器编译指令#include。
- 函数头：int main( )。
- 编译指令using namespace。
- 函数体，用{和}括起。
- 使用C++的cout工具显示消息的语句。
- 结束main( )函数的return语句。
main( )函数
- 第一行int main( )叫函数头（function heading），花括号({和})中包括的部分叫函数体。函数头对函数与程序其他部分之间的接口进行了总结；函数体是指出函数应做什么的计算机指令。
- 在C++中，每条完整的指令都称为语句。所有的语句都以分号结束，绝对不能省略。
- main( )中最后一条语句叫做返回语句（return statement），它结束该函数。
作为接口的函数头
-
C++函数可被其他函数激活或调用，函数头描述了函数与调用它的函数之间的接口。位于函数名前面的部分叫做函数返回类型，它描述的是从函数返回给调用它的函数的信息。函数名后括号中的部分叫做形参列表（argument list）或参数列表（parameter list）；它描述的是从调用函数传递给被调用的函数的信息。
-
通常，main( )被启动代码调用，而启动代码是由编译器添加到程序中的，是程序和操作系统（UNIX、Windows 7或其他操作系统）之间的桥梁。事实上，该函数头描述的是main( )和操作系统之间的接口。
-
如果编译器到达main( )函数末尾时没有遇到返回语句，则认为main( )函数以如下语句结尾：
cppreturn 0这条隐含的返回语句只适用于main( )函数，而不适用于其他函数。
为什么main( )不能使用其他名称
- C++程序必须包含一个名为main( )的函数（不是Main( )、MAIN( )或mane( )。记住，大小写和拼写都要正确）
- 在运行C++程序时，通常从main( )函数开始执行。因此，如果没有main( )，程序将不完整，编译器将指出未定义main( )函数。
- 例外的情况：Windows编程中动态链接库（DLL）模块、专用环境的程序---如机器人中的控制器芯片
C++注释
- C++注释以双斜杠（//）打头。
- C++注释以//打头，到行尾结束。注释可以位于单独的一行上，也可以和代码位于同一行。
- C++也能够识别C注释/* */
C++预处理器和iostream文件
- C++和C一样，也使用一个预处理器，它处理名称以#开头的编译指令，该程序在进行主编译之前对源文件进行处理，不必执行任何特殊的操作来调用该预处理器，它会在编译程序时自动运行。
#include <iostream>该编译指令导致预处理器将iostream文件的内容添加到程序中。- iostream文件的内容将取代程序中的代码行
#include。原始文件没有被修改，而是将源代码文件和iostream组合成一个复合文件，编译的下一阶段将使用该文件。 - C++的输入/输出方案涉及iostream文件中的多个定义。为了使用cout来显示消息，第一个程序需要这些定义。
头文件名
- 像iostream这样的文件叫做包含文件（include file）---由于它们被包含在其他文件中；也叫头文件（header file）---由于它们被包含在文件起始处。
- C++编译器自带了很多头文件，每个头文件都支持一组特定的工具。
- 对老式C的头文件保留了扩展名h（C++程序仍可以使用这种文件），而C++头文件则没有扩展名。
- 有些C头文件被转换为C++头文件，这些文件被重新命名，去掉了扩展名h（使之成为C++风格的名称），并在文件名称前面加上前缀c（表明来自C语言）。
名称空间
- 名称空间可以用来区分不同厂商产品的同名函数。
using namespace std;这个using编译指令使得std名称空间中的所有名称都可用。- 最好是只使所需的名称可用，如
using std::cout。
使用cout进行C++输出
- cout是一个预定义对象，用来显示字符串、数字和单个字符等。
- cout的对象属性包括一个插入运算符（<<），它可以将其右侧的信息插入到流中。
控制符endl
- endl是一个特殊的C++符号，表示一个重要的概念：重起一行。
换行符
- C++还提供了另一种在输出中指示换行的旧式方法：C语言符号\n。
- endl确保程序继续运行前刷新输出（将其立即显示在屏幕上）；而使用"\n"不能提供这样的保证，这意味着在有些系统中，有时可能在您输入信息后才会出现提示。
- 换行符是一种被称为"转义序列"的按键组合。
C++源代码的格式化
- 在C++中，分号标示了语句的结尾。
- 在C++中，回车的作用就和空格或制表符相同。
- 在C++中，通常可以在能够使用回车的地方使用空格，反之亦然。
源代码中的标记和空白
- 一行代码中不可分割的元素叫做标记（token）。
- 必须用空格、制表符或回车将两个标记分开。
- 空格、制表符和回车统称为空白（white space）。
- 括号和逗号是不需要用空白分开的标记。
C++源代码风格
- 每条语句占一行。
- 每个函数都有一个开始花括号和一个结束花括号，这两个花括号各占一行。
- 函数中的语句都相对于花括号进行缩进。
- 与函数名称相关的圆括号周围没有空白。
C++语句
cpp
// carrots.cpp -- food processing program
// uses and displays a variable
#include <iostream>
int main()
{
using namespace std;
int carrots; // declare an integer variable
carrots = 25; // assign a value to the variable
cout << "I have ";
cout << carrots; // display the value of the variable
cout << " carrots.";
cout << endl;
carrots = carrots - 1; // modify the variable
cout << "Crunch, crunch. Now I have " << carrots << " carrots." << endl;
// cin.get();
return 0;
}- C++程序是一组函数，而每个函数又是一组语句。
- 声明语句创建变量，赋值语句给该变量提供一个值。
声明语句和变量
- 声明语句指出信息的存储位置和所需的内存空间。
- 所有变量都必须声明。
- 程序中的声明语句叫做定义声明（defining declaration）语句，简称为定义（definition）。
- 在首次使用变量前声明它。
赋值语句
- 赋值语句将值赋给存储单元。
- 符号=叫做赋值运算符。
- 可以连续使用赋值运算符。
cout的新花样
- cout可用于数字和字符串，把值转换为合适的输出字符。
- cout的智能行为源自C++的面向对象特性。C++插入运算符（<<）将根据其后的数据类型相应地调整其行为。
其他C++语句
cpp
// getinfo.cpp -- input and output
#include <iostream>
int main()
{
using namespace std;
int carrots;
cout << "How many carrots do you have?" << endl;
cin >> carrots; // C++ input
cout << "Here are two more. ";
carrots = carrots + 2;
// the next line concatenates output
cout << "Now you have " << carrots << " carrots." << endl;
// cin.get();
// cin.get();
return 0;
}使用cin
- 与cout一样，cin也是一个智能对象。它可以将通过键盘输入的一系列字符（即输入）转换为接收信息的变量能够接受的形式。
使用cout进行拼接
-
iostream文件定义了<<运算符，以便可以像下面这样合并（拼接）输出：
cppcout << "Now you have " << carrots << " carrots." << endl;
类简介
- 类是用户定义的一种数据类型。
- 类定义描述的是数据格式及其用法，而对象则是根据数据格式规范创建的实体。
- 函数可以来自函数库，类也可以来自类库。ostream和istream类就属于这种情况。
- C++提供了两种发送消息的方式：一种方式是使用类方法（本质上就是稍后将介绍的函数调用）；另一种方式是重新定义运算符，cin和cout采用的就是这种方式。
函数
cpp
// sqrt.cpp -- using the sqrt() function
#include <iostream>
#include <cmath> // or math.h
int main()
{
using namespace std;
double area;
cout << "Enter the floor area, in square feet, of your home: ";
cin >> area;
double side;
side = sqrt(area);
cout << "That's the equivalent of a square " << side
<< " feet to the side." << endl;
cout << "How fascinating!" << endl;
// cin.get();
// cin.get();
return 0;
}- C++函数分两种：有返回值的和没有返回值的。
使用有返回值的函数
- 有返回值的函数将生成一个值，而这个值可赋给变量或在其他表达式中使用。
- 被调用的函数叫做被调用函数（calledfunction），包含函数调用的函数叫做调用函数（calling function）。
- 圆括号中的值是发送给函数的信息，这被称为传递给函数。该值叫做参数。
- 发送回去的值叫做函数的返回值（return value）。
- C++程序应当为程序中使用的每个函数提供原型。函数原型之于函数就像变量声明之于变量---指出涉及的类型。如
double sqrt(double); - 原型结尾的分号表明它是一条语句，这使得它是一个原型，而不是函数头。
- 可以用两种方法来实现: 在源代码文件中输入函数原型；包含头文件如cmath，其中定义了原型。
- 原型只描述函数接口，它描述的是发送给函数的信息和返回的信息。而函数定义包含了函数的代码。
- 应在首次使用函数之前提供其原型。通常的做法是把原型放到main( )函数定义的前面。
函数变体
- 有些函数需要多个参数，参数间用逗号分开，
double pow(double, double);。 - 有些函数不接受任何参数，
int rand(void);。 - 有些函数没有返回值，
void bucks(double);。
用户定义的函数
cpp
// ourfunc.cpp -- defining your own function
#include <iostream>
void simon(int); // function prototype for simon()
int main()
{
using namespace std;
simon(3); // call the simon() function
cout << "Pick an integer: ";
int count;
cin >> count;
simon(count); // call it again
cout << "Done!" << endl;
// cin.get();
// cin.get();
return 0;
}
void simon(int n) // define the simon() function
{
using namespace std;
cout << "Simon says touch your toes " << n << " times." << endl;
} // void functions don't need return statements- 标准C库提供了140多个预定义的函数。如果其中的函数能满足要求，则应使用它们。
- 自己定义函数通常把原型放到main()定义之前，代码放在main()的后面。
函数格式
- 函数定义采用统一格式，有一个函数头；然后是花括号中的函数体。
- C++不允许将函数定义嵌套在另一个函数定义中。每个函数定义都是独立的，所有函数的创建都是平等的。
函数头
- main( )的返回值并不是返回给程序的其他部分，而是返回给操作系统。
用户定义的有返回值的函数
cpp
// convert.cpp -- converts stone to pounds
#include <iostream>
int stonetolb(int); // function prototype
int main()
{
using namespace std;
int stone;
cout << "Enter the weight in stone: ";
cin >> stone;
int pounds = stonetolb(stone);
cout << stone << " stone = ";
cout << pounds << " pounds." << endl;
// cin.get();
// cin.get();
return 0;
}
int stonetolb(int sts)
{
return 14 * sts;
}
函数特性：
- 有函数头和函数体；
- 接受一个参数；
- 返回一个值；
- 需要一个原型。
在多函数程序中使用using编译指令
当前通行的理念是，只让需要访问名称空间std的函数访问它是更好的选择。
让程序能够访问名称空间std的方法有多种：
- 将using namespace std；放在函数定义之前，让文件中所有的函数都能够使用名称空间std中所有的元素。
- 将using namespace std；放在特定的函数定义中，让该函数能够使用名称空间std中的所有元素。
- 在特定的函数中使用类似using std::cout;这样的编译指令，而不是using namespace std;，让该函数能够使用指定的元素，如cout。
- 完全不使用编译指令using，而在需要使用名称空间std中的元素时，使用前缀std::。