C++语言的发展简史

C++是由贝尔实验室1979年在C语言的基础上开发成功的。C++兼容C语言，用C语言写的程序基本上可以不加修改地用于C++

C++对C的“增强”表现在两个方面：

（1）在原来面向过程的机制基础上，增强了C语言对类型的处理。

（2）增加了面向对象的机制。

C++语言是一种编译式的、通用的、大小写敏感的编程语言，完全支持面向对象的开发模式。

C++语言的特点

一、基本的输入/输出

在C语言中，标准的键盘输入和屏幕输出功能分别使用scanf()和printf()两个函数实现。

在C++语言中，类库中提供了输入流类istream和输出流类ostream。cin和cout分别是istream类和ostream类的对象，用来实现基本的键盘输入和屏幕输出。

说明：

①标准输入：cin>>变量1>>变量2>>…>>变量n；

②标准输出：cout<<表达式1<<表达式2<<…<<表达式n；

③使用标准输入cin及标准输出cout前，要在程序的最前

面包含：

#include <iostream> //包含头文件：输入输出流

using namespace std；//使用命名空间

④换行操作：用语句cout<<endl；或cout<< “\n”；

⑤当连续从键盘读取想要的数据时，以空格、制表符〈Tab〉键或〈Enter〉键作为分隔符。如果第一个字符是空格、〈Tab〉键或〈Enter〉键，则cin会将其忽略并清除掉，继续读取下一个字符。

⑥用户自己定义的类型的数据，不能直接用“>>”和“<<”进入输入/输出，必须对“>>”和“<<”进行运算符重载后才可以使用。

二、头文件和命名空间

头文件

前面例题中#include <iostream>

每个C++程序由头文件和定义文件组成。头文件作为一种包含功能函数、数据接口声明的载体文件，主要用于保存程序的声明，而定义文件用于保存程序的实现。

头文件是用户应用程序和函数库之间的桥梁和纽带。编译时，编译器通过头文件找到对应的函数库，进而把已引用函数的实际内容导出来代替原有函数，然后再进行翻译。

  常用的头文件：
          标准输入输出流：<iostream>
          标准文件流：<fstream>
          标准字符串处理函数：<string>

标准数学函数：<cmath>

除了可以使用系统提供的头文件外，程序员还可以定义自己的头文件。

命名空间

一个大型的程序不同模块中出现的标识符之间有可能发生重名现象，这就会引发错误。C++中为了避免名字定义
冲突，特别引入了“命名空间”的定义，即namespace。命名空间的作用是为了消除同名引起的歧义。

在程序中使用标准程序库中的标识符时，要写语句 using namespace std."

三、强制类型转换运算符

当不同类型的量进行混合算术运算时，系统自动进行合理的类型转换，也可以强制转换类型。

1.将一种数据类型转换成另一种数据类型
stati_cast<类型名>（表达式）
说明： stati_cast----可以省略不写

oneint2=static_cast<int>(oneDouble);

oneint2=int(oneDouble);

oneint2= (int) oneDouble；//圆括号

                      one int22=oneDouble //自动类型转换
      2. const_cast<类型名>(表达式)
          功能：将常量指针转化成非常量的指针，并且仍然指问原来的对象；或是将常量引用转换成非常量的引用，并且仍然指向原来的对象。

      例：int a=10，*q； const int ca=30；

                 const int*p=&a； //不能使用常量指针p修改a的值

q=const_cast<int *>（p）//不能q=p

*q=20 //变量a的值变为20，不能形成*p=20

p=&ca；//ca的值不能修改

q=const_cast<int *>(p) //不能q=p

*q=40 //*q的值为40，*p的值变成40

//变量ca的仍然是30

四、函数参数的默认值

C++语言规定，定义函数时，只能为函数最后面的连续若干个参数设置默认值，且在调用处也只能缺省后面的连续若干个实参。

例：判断以下函数声明正确与否 //注意不是定义

void df1（inta=2， double=3.0）；//正确

void df2（inta， double=3.0）；//正确

void df3(int a=2, double b);
void1（inta，intb=2，intc=3）；//正确

void f2(int a=1, int b, int c=3):

void f3(int a=1, int b=2, int c):

C++语言规定，在函数调用处只能缺省后面的连续若干个实参，而且所有缺省的实参必须已经有默认值。

例：函数调用示例

函数声明： void func（int a，int b=2，int c=3）

函数调用： func（1，22，33）
func；//错误

func(10,20)；

func（5，，9）：//错误

C++语言规定，指定默认值时不仅可以用常数，还可以用任何有定义的表达式作为参数的默认值。

例：假设给出如下的函数及变量声明：

int Max(int m, int n)

int a, b:
void func2(int x, int y=Max(a, b), int z=a-b)

{••••••}

调用 func2（4）；等价于func2（4，MAX(a，b），a-b);
func2（4，9）；等价于func2（4，9，a-b）;

func2（4，，10）；错误

注意：函数参数的默认值可以写在声明函数的地方，也可以写在定义函数的地方，但不能在两个地方都写。

函数声明表示有这么个函数了，函数定义就是具体实现了。

函数声明：
int fun(int a, int b):
函数定义：
int fun(int a, int b)
{ int c:
c=a+b:
return c:}

五、引用和函数参数的传递

1.引用：相当于给变量起了一个别名。别名的地址与引用变量的地址是一样的。程序中使用哪个名字都是允许的。

“引用”的定义格式：
类型名&引用名=同类型的变量名

例： int x=10；
int &a=x； //a就是x的一个引用，可以有多个引用

注意：①对象在引用前必须先初始化；
②声明中符号“&”的位置无关紧要。
如int& a=x；int & a=x；int &a=x；等效

常引用的格式：
const 类型名 &引用名=同类型的变量名；

例：int x=10；
int &a=x；//a就是x的一个普通引用
const int &b=x；//b就是x的一个常引用

a=20；//则x=20，b=20

x=30；//则a=30，b=30

b=40；//错误
注意：不能通过常引用去修改其引用的变量的值（带常字的不能动）

constT&和T&是不同的类型。当声明变量并进行初始化时，同类型之间进行初始化是允许的，不同类型之间进行初始化，有些情况下也是允许的。

2.引用在函数中使用

引用作为函数的参数
在C++中，函数调用时参数的传递有两种方式：传值和传引用。传引用是传递对象的首地址值，形参的改变就意味着实参的改变。

引用作为函数返回值
返回引用的函数原型的格式如下：
数据类型&函数名（参数列表）；

六、const与指针共同使用

当 const与指针共同使用时，其书写的位置不同，语句含义也不同。

1）如果唯一的const位于符号*的左侧，表示指针所指数据是常量，数据不能通过本指针改变，但可以通过其他方式进行修改；指针本身是变量，可以指向其他的内存单元。

例：int a1=10，a2=20，*pa1=&a1；

*pa1=30； //正确，a1变成10

const int *pa2=&a2；//pa2所指的是常量，pa2是变量

*pa2=40; //错误
pa2=&a1；//正确

2）如果唯一的const位于符号*的右侧，表示指针本身是常量，不能让该指针指向其他内存地址；指针所指的数据可以通过本指针进行修改。

例：int a1=10，a2=20；

int * const pa2=&a2；//指针变量pa2是常量

pa2=&a1; //错误

*pa2=40； //正确

3）在符号*的左右各有一个const时，表示指针和指针所指数据都是常量，既不能让指针指向其他地址，也不能通过指针修改所指向的内容。

例：int a1=10，a2=20；

const int * const pa1=&a1；//数据和指针都是常量

pa1=&a2； //错误

*pa1=30；//错误
int const * const pa2=&a2；//数据和指针都是常量

pa2=&a1；//错误

*pa2=40；//错误

记住 const的修饰规则： const修饰其左侧的内容；如果 const是本行的第一个标识符，则它修饰其右侧的内容。

const int *pa2=&a2；//pa2所指的是常量

int * const pa2=&a2；//指针变量pa2是常量
const int * const pa1=&a1；//数据和指针都是常量

int const * const pa2=&a2；//数据和指针都是常量

七、内联函数

对于需要频繁调用，且代码量少的函数，可以将其定义为内联函数。编译时，编译程序将整个函数体的代码复制到调用该函数的位置。

定义内联函数的格式如下：
inl ine返回值类型函数名（形参表）

{ 函数体 }

如果函数体中有循环语句和 switch语句则通常不定义为内联函数。

八、函数的重载

函数重载：C++允许为同一个函数定义几个版本，从而使一个函数名具有多种功能，这称为函数重载。只要分别为不同参数编制相应的函数体，就可以实现各自的功能。

例：函数重载的例子1

#include <iostream>
using namespace std;
int max（int，int); //声明2个整型参数的函数原型
int max(int, int, int); //声明3个整型参数的函数原型

实现函数的重载必须满足下列条件之一：

参数表中对应的参数类型不同；

参数表中参数个数不同；
参数表中不同类型参数的次序不同。

注意：

1）两个函数的名字和参数表都是一样的，仅仅是返回值类型不同，则这两个函数不是重载的。

例：错误的重载函数

float add(int, float);
int add(int，float); //错误！
2）函数的参数采用引用的，不能区分函数，则这两个函数不是重载的。

例：错误的重载函数

void print(double);

void print(double &); //错误！

3）函数调用可能会引发二义性，不能采用函数重载。

例：若定义了重载函数Sum()，如下所示：

int Sum(int a, int b, int c =0);

int Sum(int a, int b);

则函数调用语句：Sum(1,2)；//调用会产生二义性

4）调用语句中的实参与函数形参的类型不完全匹配，但存在赋值兼容的情况。此时，编译器也可以确定要调用的函数。

例：调用函数时进行必要的类型提升

double bigger(double x, double y)

{if(x>y) return x;

else return;}

int xl=10,yl=20;

float xF=30;yF=40;

double xD=50,yD=60;
cout<<bigger（xl,yF）<<endl；//int与float与自动转换为 double

九、指针和动态内存分配

1.指针：即指针变量，该变量储存的是一个地址，是该指针所指对象的首地址。

int a=100, *pa=&a;
int s[10],ps=s；//指针ps指向数组s的首地址

2.动态内存分配
动态分配内存一般格式为：
指针名=new类型名; //分配

delete 指针名； //释放

当不再使用这个空间时，必须使用 delete释放空间。若使用new运算符动态分配了一个数组，那么释放该数组时，语句如下： delete[]指针。

【例】演示使用nw wdelete和的例子

#include <iostream>

using namespace std;

int main()

{ double *p; //声 double明型指针
p= new double[3]; //分配3个double型数据的存储空间

for(int i=0; i<3; i++); //定义对象i的初值为0

cin >> *(p+i); //将输入数据存入指定地址

for(int j=0; j<3; j++)

cout<<*(p+j)<<" "; //将地址里的内容输出

delete[]p: //释放空间

}

十、用string对象处理字符串

C语言用字符数组来处理字符串，C++提供string数据类型来处理字符串。

1.声明 string对象

例： string str; //声明string对象strl，值为空
string city=Beijing; //声明string对象并初始化

string str22=city; //使用字符串变量进行初始化

char name="C++程序”;
string str3=name; //使用字符数组对string变量进行初始化

string citysf[]={"Beijing", "Shanghai", "Tianjing"}; //声明 string对象数组，每个数组元素都是字符串

cout<<sitys[1]<<endl; //输出Shanghai,数组下标从0开始

cout<<sizeof(citys)/sizeof(string)<<endl; //输出数组元素个数

说明：1）使用 string对象，必须#include<string>;
2）string对象储存的是字符串的首地址，非字符串本身； sizeof(string）在32位的Dev C++中是4,在64位的Dev C++中是8。

2.string对象的操作

  string对象可以使用cin和cout进行输入和输出
  例： string si,s2;
          cin>>s1>>s2;
          cout<<sl<<","H<<s2<<endl;

  string对象之间可以互相赋值，也可以用字符串常量和字符数组的名字对 string对象进行赋值。

  例： string sl,s2="OK”；
          sl=China”;
          s2=s1；//赋值后s2的内容和si相同

     string对象之间可以用">" , ">=" , "==" , "<=" , "<" , "!=" 运算符进行比较。大小的判定标准是按字典序进行的，而且是大小写相关的。

  例： bool b；//c++新增了bool类型，该类型只有两个取值1或0，1表示“真”，0表示“假”。

             string s1="China", s2="OK";

b=s1>s2; //变量b的值为0

使用运算符"+"对字符串进行连接

例： string sl="China"，s2="OK"，s3=" ";
s1=s1+s3+s2; //连接后s1的内容 "China OK"

3.string类中的常用成员函数

函数	功能
const char *c_str() const;	返回一个指向字符串的指针，字符串内容与本 string串相同，用于将 string转换为 const char*
int size() const:	返回当前字符串的大小
int length()const;	返回当前字符串的长度
bool empty()const;	判定当前字符串是否为空
size_type find( const char *str, size type index):	返回str在字符串中第一次出现的位置（从index开始查找），如果没找到则返回-1
size_type find( char ch, size type index);	返回字符ch在字符串中第一次出现的位置（从index 开始查找），如果没找到则返回-1
string &insert(int p,const string &s);	在p位置插入字符串S
string &append(const char *s);	将字符串s连接到当前字符串的结尾处
string substr(int pos=0,int n=npos)onst;	返回从pos开始的n个字符组成的字符串