C++实例教学-------基础知识

    1.1 简单的C++程序

// program 1_1.cpp #include<iostream.h> void main() { cout<<"Let's learn to write a C++ Program."; cin.get(); }

    此程序由6行组成，
    1)第1行为注释，程序的每行如出现符号" // "，则其右的所有符号为注释。注释是帮助阅读程序的说明，与该程序运行没有关系。在程序被编译时，注释被当作空格处理。此行指出本程序以文件"program 1_1.cpp"存储。
    2)第二行#include是一条编译预处理指令，它告诉编译系统在编译本程序时把系统提供的头文件iostream.h的内容插入到第二行的位置，它在程序中的作用与第5行的输出语句有关。
    3)第3~6行是程序的主体，由一个主函数组成。其中main是主函数名，第一个void指出该函数无返回值。括号()表示函数，括号内为函数的参数表，但此函数无参数，故用void表示，它与空括号的效果相同。
    第4~6行称为函数体，用{ }括起来。函数体内可以包含任意多行语句。
    第5行是本程序中唯一要执行的任务：向屏幕输出(显示)一字符串。
    cout是一个标准输出文件名，这里表示屏幕。符号“<<”是运算符，它指示计算机把其右端用双引括起来的字符串输送到cout文件即屏幕。由于cout和<<的说明都在系统提供的头文件iostream.h中，因此，凡是程序中需要使用cout、<<等标准输入输出功能时，第二行包含的指令#include必须列出。
    4) cin.get()表示按任意键继续。
    5)此程序的执行结果为在屏幕上显示：
    Let's learn to write a C++ Program.

    1.1.2 求两个数的和
    程序如下：

// program 1_2.cpp #include<iostream.h> void main() { int a,b,sum; // 定义了三个整型变量 a=43; // 把整数常量赋给变量a b=37; sum=a+b; // a与b相加的和赋给变量sum cout<<"The sum is"<<sum; cout<<endl; // endl 是回车换行的作用 }

    程序运行结果如下：
    This sum is 80

    1.1.3 计算圆面积
    程序代码如下：

// program 1_3.cpp #include<iostream.h> void main() { const float pai=3.14; // 用const 说明了一个float型常量pai,m由于pai是常量，所以在 // 程序中这个值不会被改变 float radius; // 说明了一个float型变量radius，用于存放半径值 cout<<"Enter radius: "; cin>>radius; // cin 为iosream.h中说明的文件，作用为接收键盘输入。如此 // 时从键盘输入一个数2.5,就把输入的这个值送入变量radius. float area=pai*radius*radius; // 说明了一个float型常量area，用于存放计算后的面积 cout<<"\n The area of circle is : "; cout<<area<<endl; // 输出面积 }

    程序运行结果如下：
    Enter radius: 2.5
    The area of circle is 19.625
    说明：这个程序相对于progam 1_2有一个明显的优点，就是它的输入数据不必在编程时确定，而是在运行时由操作者直接从键盘输入。

    上面的程序称为简单程序。直观上看，它们都很短，进一步分析发现它们有两个特点：
    1)程序要做的事情是由程序员在编程时就安排好了的，是固定不变的。
    2)程序要做几个动作也是由程序员在编程时安排好的，程序实际上是一个简单的命令序列。

    下面的程序有了“判断”的能力。此程序用于温度值(攝氏与华氏温度)的换算，输入温度值并指出该值是攝氏(C)还是华氏(F)温度，然后程序根据不同的输入(攝氏或华氏)进行不同的换算。
    2.1 按条件进行判断

// program 2_1.cpp #include<iostream.h> void main() { float t,tc,tf; char corf; const float fac=1.8,inc=32; cout<<"Enter temperature: "; cin>>t; // 输入温度值 cin>>corf; // 指出是攝氏(C)或华氏(F) if(corf=='c'corf=='C') { tc=t; tf=t*fac+inc; } else if(corf=='F'corf=='f') { tf=t; tc=(t-inc)/fac; } else tc=tf=0.0; cout<<endl<<"The temperature is: "; cout<<tc<<"C="<<tf<<"F\n"; }

    程序运行结果如下：
    Enter temperature: 40.2C
    The temperature is 40.2C=104.36F

    下面是使用switch(开关)语句的程序。switch提供了多分支选择的方法。

    5.2 简单的计算器程序
    这个程序完成的功能是：输入两个数，然后输入运算符，在屏幕上显示运算结果。
    // program 2_2.cpp
    程序运行结果如下：

#include<iostream.h> void main() { int x,y; char op; cout<<"first integer: "; cin>>x; cout<<endl<<"Second integer: "; cin>>y; cout<<endl<<"operator(+,-,*,/,%): "; cin>>op; switch(op) // switch 开关分支语句从这里开始，根据表达式的值分支 { case '+': // 如果 op=='+' cout<<endl<<x<<"+"<<y<<"="<<x+y; break; // 执行完毕，退出switch分支。下面的break语句的作用相同 case '-': // 如果op=='-' cout<<endl<<x<<"-"<<y<<"="<<x-y; break; case '*': // 如果op=='*' cout<<endl<<x<<"*"<<y<<"="<<x*y; break; case '/': // 如果op=='/' cout<<endl<<x<<"/"<<y<<"="<<x/y; break; case '%': // 如果op=='%' cout<<endl<<x<<"%"<<y<<"="<<x%y; break; default: cout<<endl<<"Wrong!"; } }

    程序运行结果如下：
    first integer: 12
    second integer: 7
    operator(+,-,*,/,%): *
    12*7 = 84

    上面的这个程序可以由用户任意输入两个整数及运算符，完成指定的运算，但是它的不便之处是当有多次运算要进行时，每算完一次必须重新启动程序。下面的程序使用循环控制语句，使得程序可以进行多次运算。

// program 2_5.cpp #include<iostream.h> void main() { int x,y,quit=1; char op,cont; while(quit) // whiel 循环语句，括号里面是一个表达式，称为控制表达式。当这个表 { // 达式的值为1时继续循环体内的代码。从这个大括号开始，进入循环体。 cin>>x; cin>>y; cin>>op; switch(op) { case '+': cout<<endl<<x<<"+"<<y<<"="<<x+y; break; case '-': cout<<endl<<x<<"-"<<y<<"="<<x-y; break; case '*': cout<<endl<<x<<"*"<<y<<"="<<x*y; break; case '/': if(y==0) cout<<endl<<"Overflow!"; // 判断y是否为0，避免除0错误。 else cout<<endl<<x<<"/"<<y<<"="<<x/y; break; case '%': if(y==0) cout<<endl<<"Overflow!"; // 判断y是否为0，避免除0错误。 else cout<<endl<<x<<"%"<<y<<"="<<x%y; break; default: cout<<endl<<"Wrong!"; break; } cout<<endl<<"Do you want to continue?(y or n)"; cin>>cont; if(cont=='n') quit=0; // 当操作者输入字符'n'时，由于quit被赋值0。 // 当再次检测while表达式时，由于quit为0，所以退出while循环。 } }

    这个程序所做出的改进是很明显的，只要在每次完成一次计算后，用户回答是否继续时按下'y'键(或除'n'之外的任何字符)，就 可以连续运行，完成用户指定的四则运算，直到接收到字母'n'为止。在循环体内必须有改变while表达式值的语句，否则一旦进入死循环就无法跳出，这种情形称为“死循环”，编程中应注意避免。

    2.3 计算e的值和求素数
    e是自然对数的底，它和π一样是数学中最常用的无理数常量。其近似值的计算公式为：
    e=1+1/1!+1/2!+1/3!+...+1/(n-1)!+r
    当n充分大时，这个公式可以计算任意精度e的近似值。为了保证误差r<ε，只需1/(n-1)! ( > r) <ε
    程序代码如下：

// program 2_4.cpp #include<iostream.h> void main() { const double eps=0.1e-10; int n=1; float e=1.0,r=1.0; do // 开始do循环。循环条件由后面的while中的表达式值确定。 { e+=r; n++; r/=n; } while(r>eps); cout<<"The approximate Value of natural logarithm base is: "; cout<<e<<endl; }

    程序运行结果如下：
    The approximate Value of natural logarithm base is: 2.71828

    说明：
    上面这个程序中使用了do循环，它是循环控制中的一种。循环控制条件放在后面的while表达式中。

    下面的程序用来求出1000以内的全部素数。

// program 2_5.cpp #include<iostream.h> void main() { const int m=1000; int i,j,isprime; for(i=2;i<=m;i++) // 这里用到了for循环控制语句。for循环语句有三个表达式 { // 第一个表达式赋给变量初值，第二个表达式为循环控制条件， // 第三个表达式为循环变量改变其值 isprime=1; for(j=i-1;j>1;j--) if(i%j==0)isprime=0; if(isprime)cout<<i<<','; if(i%30==0)cout<<endl; } }

    说明：
    1)当m值比较大时，这个程序计算量是比较大的，事实上这是用来求出小于m的所有素数的最简单也是最笨的算法。
    一种办法是作下面的改进：
    把 for(j=i-1;j>1;j--)改为：
    int i1=int(sqrt(i));
    for(j=i1;j>1;j--)
    为了确定整数i是不是素数，不需要用2,3，。。。，i-1来除它，只需用2,3，。。。，sqrt(i)试除就可以了。
    这里sqrt(i)是标准函数，功能是计算平方根，而int()则是把浮点值围 化为整型值。
    另一种算法是埃拉脱散(Eratosthenes)筛法，将在以后介绍。

    3.1 统计学生成绩
    已知n个学生的注册号和成绩，计算他们的平均成绩，并列出成绩最好的前t名学生的注册号和分数。
    程序代码如下：

// program 3_1.cpp #include<iostream.h> void main() { const int n=3; const int t=n; int index[n]; // 存放注册号 float score[n]; // 存放成绩 for(int i=0;i<n;i++) cin>>index[i]>>score[i]; // 从键盘输入数据 float sum=0; for(i=0;i<n;i++) sum+=score[i]; // 计算分数总和 cout.precision(2); // 设置输出精度 cout<<endl<<"Average score:"<<sum/n; cout.width(28); // 输出精度 cout<<endl<<" register number score"; for(i=0;i<t;i++) // 选取前t名分数最高的学生，输出其注册号和成绩 { float s=score[i]; int j1=i; for(int j=i+1;j<n;j++) if(s<score[j]) { s=score[j]; j1=j; } if(j1>i) { score[j1]=score[i]; score[i]=s; j=index[j1]; index[j1]=index[i]; index[i]=j; } cout.width(4); // 输出序号，注册号和分数 cout<<endl<<i+1; cout.width(11); // 设置宽度 cout<<index[i]; cout.width(16); cout.precision(2); // 设置输出精度 cout<<score[i]; } cout<<endl; }

 

    程序运行结果如下：