《C++程序结构》课件

程序结构C++了解C++程序的基本结构和组成部分,包括头文件、命名空间、主函数等,为编写复杂的C++程序奠定基础课程目标全面掌握程序的基熟练应用基本编程1C++2C++本结构语句了解C++程序的组成元素,如关包括运算符、表达式、控制语键字、标识符、数据类型、变句以及循环语句等量等掌握函数的定义和使用了解程序的编译和34C++执行学习函数的声明、参数传递、返回值以及函数重载等概念熟悉C++程序的编译过程以及常见的调试技巧程序的基本结构C++程序入口变量声明每个C++程序都有一个main函数作在程序中需要声明变量以存储数据为程序的入口点这是程序执行的起变量类型、名称和初值都需要指定点函数调用流程控制程序可以调用库函数或自定义函数来通过使用选择语句和循环语句可以实执行特定的操作和计算现程序的条件执行和重复执行关键字和标识符关键字标识符C++中有一系列的保留字,如int、标识符是用来命名变量、函数、char、if等,它们具有特殊含义,不类等程序元素的名字,必须遵守一能被用作变量或函数名定的命名规则命名规则命名规范标识符只能由字母、数字和下划良好的命名可以提高代码的可读线组成,且不能以数字开头,区分大性和可维护性,通常采用有意义的小写单词或缩写注释单行注释多行注释文档注释单行注释以双斜杠//开头,在一行中使用,多行注释使用/*开始,*/结束,可以跨文档注释以///或/**/开头,包含函常用于解释代码段的功能越多行进行注释可以用于大段代码的解释数、变量、类的说明,可以自动生成代码文说明档数据类型基本数据类型复合数据类型自定义数据类型类型转换C++提供了几种基本的数据类除了基本类型,C++还支持数C++允许用户定义新的数据类C++提供了隐式和显式两种类型,包括整型、浮点型、字符组、结构体、联合体等复合数型,如类class、枚举enum型转换方式,允许在不同数据型等这些类型有固定的取值据类型这些类型能更好地组等,满足更加复杂的程序设计类型之间进行转换合理的类范围和存储空间,能满足绝大织和管理数据,提高程序的灵需求自定义类型增强了程序型转换可以提高代码的健壮性部分编程需求活性和复杂性的可读性和可维护性和效率变量声明声明变量初始化赋值作用域在使用变量之前，需要先对其进行声明声在声明变量时，可以同时为其赋予初始值变量的作用域决定了它可以在程序的哪些部明时需指定变量的数据类型和标识符这样可以确保变量在第一次使用时已经有了分被访问和修改不同作用域的变量不能重合理的值名整型变量整型基础整型种类整型变量是用来存储整数的数据C++提供了多种整型变量,如类型它们可以是有符号的正负char、short、int和long,各有不数或无符号的仅正数同的取值范围和存储大小合理选择溢出处理根据数值大小和内存需求,选择合当变量赋值超出取值范围时会发适的整型变量可以优化程序性能生溢出,要注意检查并处理这类错和内存使用误情况浮点型变量定义浮点数浮点数分类12浮点型变量用于表示具有小数C++中有两种主要的浮点数类部分的实数,可以表示更广泛的型:float和double,分别表示单值范围精度和双精度浮点数浮点数精度注意事项34单精度float在7位有效数字左浮点数存在舍入误差,不能用于右,双精度double在15位有效需要精确计算的场合,如货币计数字左右,double能提供更高算的精度字符型变量定义字符型变量给字符型变量赋值输出字符型变量字符型变量用于存储单个字符或一串文本字可以使用赋值运算符=给字符型变量赋值单可以使用标准输出语句cout将字符型变量符定义字符型变量需要使用关键字个字符或字符串的值输出到屏幕上char常量定义声明应用类型常量是在程序执行期间保持不使用关键字const来声明常常量通常用于表示程序中的重C++支持多种类型的常量，如变的值它们用于表示固定的量可以在定义时初始化或在要参数、配置信息、数学常数整型、浮点型、字符型、字符数字、字符或字符串声明后赋值等，提高代码的可读性和可维串型等护性运算符算术运算符关系运算符逻辑运算符位运算符包括加法、减法、乘法、除法用于比较两个操作数的大小关包括与、或、非等运算符，用用于对二进制数据的位级别进和取余等基本算术运算符，用系，如等于、不等于、大于、于执行布尔逻辑运算行操作，如按位与、或、非于执行数值计算小于等等表达式表达式的定义表达式的类型12表达式是由变量、常量、运算常见的表达式类型包括算术表符和函数组成的一个式子它达式、关系表达式和逻辑表达执行数学或逻辑运算并返回一式它们分别用于执行数学运个计算结果算、比较运算和逻辑运算表达式的规则表达式的应用34表达式遵循一定的运算优先级表达式是C++程序中最基本的和结合律规则合理使用括号构建块之一,广泛应用于赋值语可以控制运算顺序句、条件语句和循环语句等语句表达程序逻辑分类特点作用在C++中,语句是用来表达程序C++语句主要分为声明语句、C++语句具有严格的语法规则,语句是C++程序的基本构建块,逻辑和实现功能的基本单元表达式语句、控制语句和函数必须遵守才能被编译器正确识通过编写正确的语句可以定义通过构建不同类型的语句,可调用语句等这些语句配合使别并执行同时语句也可以根变量、赋值、进行运算、控制以控制程序的执行流程,完成用,共同构建了完整的C++程序据需求灵活组合,实现复杂的程序流程等,最终实现程序的各种程序任务结构程序逻辑预期目标控制语句条件语句循环语句C++提供if-else和switch语句,帮while、for和do-while循环能让助程序根据不同条件执行对应的程序重复执行某些操作,直到满足代码块特定条件为止跳转语句异常处理break、continue和return语句try-catch机制能捕获并处理程序可以控制程序流程,跳出当前循环在运行时出现的异常情况或返回函数语句if-else简单语句if-else1如果满足条件，执行if部分代码；否则执行else部分代码常用于实现基本的选择控制嵌套语句if-else2多个if-else语句可以嵌套使用，实现更复杂的逻辑判断用于处理多重条件的情况语句if-else-if3当有多个互斥条件时，可以使用if-else-if语句逐个判断并执行对应的代码块语句switch判断多个条件switch语句可以根据表达式的值匹配多个分支条件进行执行高效执行与多个if-else语句相比，switch语句的执行效率更高分支default若表达式的值无法匹配任何case条件，就会执行default分支穿透case可通过case穿透实现多个case分支共享同一段代码循环语句循环whilewhile循环在满足条件时重复执行，适用于不确定循环次数的情况循环forfor循环在循环次数已知时使用，可以更简洁地表达循环结构循环do-whiledo-while循环先执行一次循环体，再判断条件，适用于至少执行一次的情况循环while条件判断1循环体会不断执行，直到条件为假循环体2包含一系列需要重复执行的语句循环控制3通过变量的变化来改变条件while循环是一种经典的控制流结构,它通过重复执行一个或多个语句来实现循环循环的控制条件位于循环体的开头,在每次循环开始时都会进行判断只有当条件为真时,才会执行循环体内的语句通过对循环条件涉及的变量进行合理的修改,可以实现循环的终止循环for初始化表达式1在循环开始前执行条件表达式2每轮循环开始前判断是否满足条件循环体3在条件满足时执行的语句块迭代表达式4每轮循环结束后执行for循环是最常用的循环语句之一它包括四个主要部分:初始化表达式、条件表达式、循环体和迭代表达式这四个部分组合成一个完整的循环结构,可以高效地重复执行一段代码多次for循环适用于已知循环次数的情况,是C++编程中不可或缺的重要工具循环do-while初始化变量在do-while循环开始之前，先初始化相关的变量执行循环体执行循环内部的语句块至少一次判断条件检查循环条件是否满足，如果满足则继续执行循环更新变量在每次循环结束时更新相关变量的值函数概述功能模块化代码复用函数将程序划分为更小的模块,提函数可以被多次调用,避免重复编高可理解性和可维护性每个函写相同的代码,提高编程效率数都有特定的功能和任务参数传递返回值函数可以通过参数将信息传递给函数可以将计算结果返回给调用其他函数,实现数据交互和功能复者,实现功能的封装和抽象用函数声明和定义函数声明函数定义12函数声明指定了函数的名称、函数定义包含了函数声明以及返回类型和参数列表它为编函数体内的具体实现代码函译器提供了足够的信息来确保数定义给出了函数的完整实函数的正确调用现形参和实参返回值34形参是在函数定义中指定的参函数可以通过return语句返数，而实参是在函数调用时传回一个值返回值的类型必须递给形参的具体值与函数声明中指定的返回类型匹配函数参数传递按值传递引用传递指针传递函数调用时，实参的值被复制到形参中对形参是实参的别名通过形参可以直接操作将实参的地址传递给形参指针通过指针可形参的任何改变都不会影响实参的值这种实参这种传递方式适用于复杂数据类型，以间接操作实参这种传递方式也适用于复传递方式适用于简单数据类型可以减少内存开销杂数据类型，灵活性强返回值函数的返回值返回值的作用返回类型声明多个返回值函数可以通过return语句返返回值使函数能够将计算结果在函数声明时，必须指定返回C++中可以使用引用参数或结回一个值这个值可以是基本传递给调用函数这样函数就值的数据类型如果函数没有构体来实现函数返回多个值数据类型、复杂数据类型或可以作为表达式的一部分被使返回值，则返回类型声明为这样可以提高函数的灵活性和void无返回值用void功能函数重载参数个数参数类型参数顺序同名函数可以拥有不同的参数个数编译器同名函数可以拥有不同的参数类型编译器同名函数可以拥有不同的参数顺序编译器会根据实参的个数来选择合适的函数版本会根据实参的类型来选择合适的函数版本会根据实参的顺序来选择合适的函数版本内联函数性能优化代码可读性内联函数通过在编译时将函数调内联函数使用简单,便于理解函数用展开为函数体代码,避免了函数的功能,增强了代码的可读性和可调用的开销,从而提高程序的运行维护性效率空间和时间效率内联函数可以减少函数调用的开销,节省了程序的执行时间和内存空间递归函数什么是递归函数？递归函数的特点递归函数的优势递归函数的缺陷递归函数是一种通过重复调用递归函数具有自我调用的特递归函数可以简化复杂的问过度使用递归可能会导致栈溢自身来解决问题的编程方式点每次调用时都会生成新的题,提高代码的可读性和可维出错误因此在编写递归函数它通过分而治之的方式将问题局部变量和返回地址，直到满护性它在解决一些数学问时需要格外谨慎,确保有明确分解成更小的子问题来解决足递归终止条件题、字符串处理等场景中特别的终止条件有用程序的编译和执行C++编译过程程序执行构建工具C++程序需经过预处理、编译、链接等步骤可执行文件被加载到内存中执行,系统调用现代C++开发通常使用构建工具如Make、才能生成可执行文件编译器将源代码转换硬件资源完成指令的运行,最终产生程序的CMake等,自动管理编译、链接等过程,提高为机器语言代码输出结果开发效率调试技巧问题查找逐步调试输出日志数据分析仔细检查代码中可能出现的使用单步执行功能,仔细观察变在关键位置添加输出语句,记录仔细分析程序运行过程中的输bug,系统地定位并修复问题量值的变化,找出异常情况程序运行状态,有助于问题定入数据和输出结果,发现异常情位况编程规范命名规范代码格式12使用能够准确反映变量或函数保持代码格式一致性，使用恰用途的名称，遵循驼峰式命名当的缩进、空格和注释法模块化设计错误处理34将代码划分为独立、可重用的妥善处理各种异常情况,确保程模块,提高可维护性和可扩展序在出现错误时能够优雅地退性出。