C++和C

428阅读 0评论2011-05-16 clzhana
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注明:以下及其后续内容部分摘自《Standard C++ Bible》,所有程序代码都在Visual Stdio 6.0中编译运行,操作系统为WinXP。本文不涉及VC6.0开发工具的使用,只讲解C++语法知识。
    C++C
的共同部分就不讲解了(如 常量和变量,循环语句和循环控制,数组和指针等,这里面的一些区别会在本节和下节介绍一下),具体可看精华区->新手上路->C语言入门,本文着重介绍C++的特点,如类、继承和多重继承、运算符重载、类模板、C++标准库、模板库、等等。

一、C++概述
    (
发展历史
    1980
年,Bjarne Stroustrup博士开始着手创建一种模拟语言,能够具有面向对象的程序设计特色。在当时,面向对象编程还是一个比较新的理念,Stroustrup博士并不是从头开始设计新语言,而是在C语言的基础上进行创建。这就是C++语言。
    1985
年,C++开始在外面慢慢流行。经过多年的发展,C++已经有了多个版本。为次,ANSIISO的联合委员会于1989年着手为C++制定标准。19942月,该委员会出版了第一份非正式草案,1998年正式推出了C++的国际标准。
    (
) CC++
    C++
C的超集,也可以说CC++的子集,因为C先出现。按常理说,C++编译器能够编译任何C程序,但是CC++还是有一些小差别。
    
例如C++增加了C不具有的关键字。这些关键字能作为函数和变量的标识符在C程序中使用,尽管C++包含了所有的C,但显然没有任何C++编译器能编译这样的C程序。
    C
程序员可以省略函数原型,而C++不可以,一个不带参数的C函数原型必须把void写出来。而C++可以使用空参数列表。
    C++
newdelete是对内存分配的运算符,取代了C中的mallocfree
    
标准C++中的字符串类取代了C标准C函数库头文件中的字符数组处理函数。
    C++
中用来做控制态输入输出的iostream类库替代了标准C中的stdio函数库。
    C++
中的try/catch/throw异常处理机制取代了标准C中的setjmp()longjmp()函数。

二、关键字和变量
    C++
相对与C增加了一些关键字,如下:

       typename     bool     dynamic_cast  mutable    namespace
       static_cast  using    catch         explicit   new
       virtual      operator false         private    template
       volatile     const    protected     this       wchar_t
       const_cast   public   throw         friend     true
       reinterpret_cast      try
       bitor        xor_e    and_eq        compl      or_eq
       not_eq       bitand

    
C++中还增加了bool型变量和wchar_t型变量:
    
布尔型变量是有两种逻辑状态的变量,它包含两个值:真和假。如果在表达式中使用了布尔型变量,那么将根据变量值的真假而赋予整型值10。要把一个整型变量转换成布尔型变量,如果整型值为0,则其布尔型值为假;反之如果整型值为非0,则其布尔型值为真。布儿型变量在运行时通常用做标志,比如进行逻辑测试以改变程序流程。

       #include iostream.h
       int main()
       {
           bool flag;
           flag=true;
           if(flag)  cout<           return 0;
       }

    C++
中还包括wchar_t数据类型,wchar_t也是字符类型,但是是那些宽度超过8位的数据类型。许多外文字符集所含的数目超过256个,char字符类型无法完全囊括。wchar_t数据类型一般为16位。
    
标准C++iostream类库中包括了可以支持宽字符的类和对象。用wout替代cout即可。

       #include iostream.h
       int main()
       {
           wchar_t wc;
           wc='b';
           wout<           wc='y';
           wout<           wc='e';
           wout<           return 0;
       }

    
说明一下:某些编译器无法编译该程序(不支持该数据类型)

三、强制类型转换
    
有时候,根据表达式的需要,某个数据需要被当成另外的数据类型来处理,这时,就需要强制编译器把变量或常数由声明时的类型转换成需要的类型。为此,就要使用强制类型转换说明,格式如下:

       int* iptr=(int*) &table;
    
表达式的前缀(int*)就是传统C风格的强制类型转换说明(typecast),又可称为强制转换说明(cast)。强制转换说明告诉编译器把表达式转换成指定的类型。有些情况下强制转换是禁用的,例如不能把一个结构类型转换成其他任何类型。数字类型和数字类型、指针和指针之间可以相互转换。当然,数字类型和指针类型也可以相互转换,但通常认为这样做是不安全而且也是没必要的。强制类型转换可以避免编译器的警告。

       long int el=123;
       short i=(int) el;

       float m=34.56;
       int i=(int) m;

    
上面两个都是C风格的强制类型转换,C++还增加了一种转换方式,比较一下上面和下面这个书写方式的不同:

       long int el=123;
       short i=int (el);

       float m=34.56;
       int i=int (m); 

    
使用强制类型转换的最大好处就是:禁止编译器对你故意去做的事发出警告。但是,利用强制类型转换说明使得编译器的类型检查机制失效,这不是明智的选择。通常,是不提倡进行强制类型转换的。除非不可避免,如要调用malloc()函数时要用的void型指针转换成指定类型指针。

四、标准输入输出流
    
C语言中,输入输出是使用语句scanf()printf()来实现的,而C++中是使用类来实现的。

       #include iostream.h
       main()    //C++
main()函数默认为int型,而C语言中默认为void型。
       {
           int a;
           cout<           cin>>a;             /*
输入一个数值*/
           cout<
输出并回车换行
           return 0;
       }

    cin,cout,endl
对象,他们本身并不是C++语言的组成部分。虽然他们已经是ANSI标准C++中被定义,但是他们不是语言的内在组成部分。在C++中不提供内在的输入输出运算符,这与其他语言是不同的。输入和输出是通过C++类来实现的,cincout是这些类的实例,他们是在C++语言的外部实现。
    
C++语言中,有了一种新的注释方法,就是‘//’,在该行//后的所有说明都被编译器认为是注释,这种注释不能换行。C++中仍然保留了传统C语言的注释风格/*……*/
    C++
也可采用格式化输出的方法:

       #include iostream.h
       int main()
       {
           int a;
           cout<           cin>>a;
           cout<
输出十进制数
               <
输出八进制数
               <
输出十六进制数
           return 0;
       }
    
从上面也可以看出,dec,oct,hex也不可作为变量的标识符在程序中出现。

五、函数参数问题
    (
无名的函数形参
    
声明函数时可以包含一个或多个用不到的形式参数。这种情况多出现在用一个通用的函数指针调用多个函数的场合,其中有些函数不需要函数指针声明中的所有参数。看下面的例子:

       int fun(int x,int y)
       {
           return x*2;
       }

    
尽管这样的用法是正确的,但大多数CC++的编译器都会给出一个警告,说参数y在程序中没有被用到。为了避免这样的警告,C++允许声明一个无名形参,以告诉编译器存在该参数,且调用者需要为其传递一个实际参数,但是函数不会用到这个参数。下面给出使用了无名参数的C++函数代码:

       int fun(int x,int)         //
注意不同点
       {
           return x*2;
       }
    (
函数的默认参数
    C++
函数的原型中可以声明一个或多个带有默认值的参数。如果调用函数时,省略了相应的实际参数,那么编译器就会把默认值作为实际参数。可以这样来声明具有默认参数的C++函数原型:

       #include iostream.h
       void show(int=1,float=2.3,long=6);

       int main()
       {
           show();
           show(2);
           show(4,5.6);
           show(8,12.34,50L);
           return 0;
       }

       void show(int first,float second,long third)
       {
           cout<               <               <       }

    
上面例子中,第一次调用show()函数时,让编译器自动提供函数原型中指定的所有默认参数,第二次调用提供了第一个参数,而让编译器提供剩下的两个,第三次调用则提供了前面两个参数,编译器只需提供最后一个,最后一个调用则给出了所有三个参数,没有用到默认参数。

六、函数重载
    
C++中,允许有相同的函数名,不过它们的参数类型不能完全相同,这样这些函数就可以相互区别开来。而这在C语言中是不允许的。
    1.
参数个数不同

        #include iostream.h
        void a(int,int);
        void a(int);

        int main()
        {
            a(5);
            a(6,7);
            return 0;
        }

        void a(int i)
        {
            cout<
输出5
        } 

        void a(int i,int j)
        {
            cout<
输出67
        }

    2.
参数格式不同

        #include iostream.h
        void a(int,int);
        void a(int,float);

        int main()
        {
            a(5,6);
            a(6,7.0);
            return 0;
        }

        void a(int i,int j)
        {
            cout<
输出56
        } 

        void a(int i,float j)
        {
            cout<
输出67.0
        }

七、变量作用域
        C++
语言中,允许变量定义语句在程序中的任何地方,只要在是使用它之前就可以;而C语言中,必须要在函数开头部分。而且C++允许重复定义变量,C语言也是做不到这一点的。看下面的程序:

        #include iostream.h
        
        int a;

        int main()
        {
            cin>>a;
            for(int i=1;i<=10;i++)        //C
语言中,不允许在这里定义变量
            {
                static int a=0;           //C
语言中,同一函数块,不允许有同名变量
                a+=i;
                cout<<::a<<   <            }
            return 0;
        }

八、newdelete运算符
    
C++语言中,仍然支持malloc()free()来分配和释放内存,同时增加了newdelete来管理内存。
    1.
为固定大小的数组分配内存

        #include iostream.h

        int main()
        {
            int *birthday=new int[3];
            birthday[0]=6;
            birthday[1]=24;
            birthday[2]=1940;
            cout<                <            delete [] birthday;      //
注意这儿
            return 0;
        }

     
在删除数组时,delete运算符后要有一对方括号。
     2.
为动态数组分配内存

         #include iostream.h
         #include stdlib.h

         int main()
         {
             int size;
             cin>>size;
             int *array=new int[size];
             for(int i=0;i                 array[i]=rand();
             for(i=0;i                 cout<<'\n'<             delete [] array;
             return 0;
         }

九、引用型变量
    
C++中,引用是一个经常使用的概念。引用型变量是其他变量的一个别名,我们可以认为他们只是名字不相同,其他都是相同的。
    1.
引用是一个别名
        C++
中的引用是其他变量的别名。声明一个引用型变量,需要给他一个初始化值,在变量的生存周期内,该值不会改变。运算符定义了一个引用型变量:

            int a;
            int& b=a;

        
先声明一个名为a的变量,它还有一个别名b。我们可以认为是一个人,有一个真名,一个外号,以后不管是喊他a还是b,都是叫他这个人。同样,作为变量,以后对这两个标识符操作都会产生相同的效果。

            #include iostream.h

            int main()
            {
                int a=123;
                int& b=a;
                cout<
输出123,123
                a++;
                cout<
输出124,124
                b++;
                cout<
输出125,125
                return 0;
            }

    2.
引用的初始化
        
和指针不同,引用变量的值不可改变。引用作为真实对象的别名,必须进行初始化,除非满足下列条件之一:
        (1) 
引用变量被声明为外部的,它可以在任何地方初始化
        (2) 
引用变量作为类的成员,在构造函数里对它进行初始化
        (3) 
引用变量作为函数声明的形参,在函数调用时,用调用者的实参来进行初始化
    3.
作为函数形参的引用
        
引用常常被用作函数的形参。以引用代替拷贝作为形参的优点:
            
引用避免了传递大型数据结构带来的额外开销
            
引用无须象指针那样需要使用*->等运算符

            #include iostream.h

            void func1(s p);
            void func2(s& p);

            struct s
            {
                int n;
                char text[10];
            };

            int main()
            {
                static s str={123,China};
                func1(str);
                func2(str);
                return 0;
            }

            void func1(s p)
            {
                cout<                cout<            }

            void func2(s& p)
            {
                cout<                cout<            }

        
从表面上看,这两个函数没有明显区别,不过他们所花的时间却有很大差异,func2()函数所用的时间开销会比func2()函数少很多。它们还有一个差别,如果程序递归func1(),随着递归的深入,会因为栈的耗尽而崩溃,但func2()没有这样的担忧。
    4.
以引用方式调用
        
当函数把引用作为参数传递给另一个函数时,被调用函数将直接对参数在调用者中的拷贝进行操作,而不是产生一个局部的拷贝(传递变量本身是这样的)。这就称为以引用方式调用。把参数的值传递到被调用函数内部的拷贝中则称为以传值方式调用。

            #include iostream.h

            void display(const Date&,const char*);
            void swapper(Date&,Date&);

            struct Date
            {
                int month,day,year;
            };

            int main()
            {
                static Date now={2,23,90};
                static Date then={9,10,60};
                display(now,Now: );
                display(then,Then: );
                swapper(now,then);
                display(now,Now: );
                display(then,Then: );
                return 0;
            }

            void swapper(Date& dt1,Date& dt2)
            {
                Date save;
                save=dt1;
                dt1=dt2;
                dt2=save;
            }

            void display(const Date& dt,const char *s)
            {
                cout<                cout<            }

    5.
以引用作为返回值

        #include iostream.h

        struct Date
        {
            int month,day,year;
        };
        Date birthdays[]=
        {
            {12,12,60};
            {10,25,85};
            {5,20,73};
        };

        const Date& getdate(int n)
        {
            return birthdays[n-1];
        }

        int main()
        {
            int dt=1;
            while(dt!=0)
            {
                cout<                cin>>dt;
                if(dt>0 && dt<4)
                {
                    const Date& bd=getdate(dt);
                    cout<                }
            }
            return 0;
        }
    
程序都很简单,就不讲解了。