C++基础2:C++基本数据类型和控制结构

2024-03-06 02:20

本文主要是介绍C++基础2:C++基本数据类型和控制结构,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

此专栏为移动机器人知识体系下的编程语言中的 C {\rm C} C++从入门到深入的专栏,参考书籍:《深入浅出 C {\rm C} C++》(马晓锐)和《从 C {\rm C} C C {\rm C} C++精通面向对象编程》(曾凡锋等)。



2.C++基本数据类型和控制结构
2.1 C++基本数据类型
  • 程序是由算法和数据组成的,数据是算法的前提,数据以常量和变量的形式出现,每个常量和变量都有数据类型;

  • C {\rm C} C++的数据类型主要分为基本数据类型和自定义类型,基本数据类型是 C {\rm C} C++编译系统内置的,自定义类型是用户以基本类型为基础定义的符合自己要求的类型;

  • C {\rm C} C++基本数据类型:

    • 整型 ( i n t , s h o r t , l o n g ) ({\rm int,short,long}) (int,short,long)
    • 字符型包括单字符型 ( c h a r ) ({\rm char}) (char)和宽字符型 ( w c h a r _ t ) ({\rm wchar\_t}) (wchar_t)
    • 实型包括单精度型 ( f l o a t ) ({\rm float}) (float)和双精度型 ( d o u b l e ) ({\rm double}) (double)
  • 非基本数据类型:

    • 逻辑型 ( b o o l ) ({\rm bool}) (bool)
    • 数组 ( t y p e [ ] ) ({\rm type[]}) (type[])
    • 指针 ( t y p e ∗ ) ({\rm type\ *}) (type )
    • 空类型 ( v o i d ) ({\rm void}) (void)
    • 结构 ( s t r u c t ) ({\rm struct}) (struct)
    • 联合 ( u n i o n ) ({\rm union}) (union)
    • 枚举 ( e n u m ) ({\rm enum}) (enum)
    • ( c l a s s ) ({\rm class}) (class)
  • 整型类型:根据表示范围分为基本整型、短整型、长整型、超长整型,其表示范围根据编译系统和平台而定。

    // 1.基本整型:以int关键字定义;
    int score;// 2.短整型:用short int或short关键字定义;
    short int age;
    short age;// 3.长整型:用long int或long关键字定义;
    long int height;
    long height;// 4.超长整型:用long long int或long long关键字定义;
    long long int studentID;
    long long studentID;
    
    // example2_1.cpp
    /*** 作者:罗思维* 时间:2023/09/24* 描述:确定整型类型在内存中所占的字节数。*/
    #include <iostream>
    using namespace std;int main()
    {cout << "sizeof(short int) = " << sizeof(short int) << "字节" << endl;cout << "sizeof(int) = " << sizeof(int) << "字节" << endl;cout << "sizeof(long int) = " << sizeof(long int) << "字节" << endl;cout << "sizeof(long long int) = " << sizeof(long long int) << "字节" << endl;return 0;
    }
    
    // example2_1.cpp程序执行结果(编译系统为:Visual Studio Code编译系统)
    sizeof(short int) = 2字节
    sizeof(int) = 4字节
    sizeof(long int) = 4字节
    sizeof(long long int) = 8字节
    
    • 短整型: − 2 15 ~ 2 15 − 1 -2^{15}~2^{15}-1 2152151,即 − 32768 ~ 32767 -32768~32767 3276832767
    • 基本整型: − 2 31 ~ 2 31 − 1 -2^{31}~2^{31}-1 2312311,即 − 2147483648 ~ 2147483647 -2147483648~2147483647 21474836482147483647
    • 长整型: − 2 31 ~ 2 31 − 1 -2^{31}~2^{31}-1 2312311,即 − 2147483648 ~ 2147483647 -2147483648~2147483647 21474836482147483647
    • 超长整型: − 2 63 ~ 2 63 − 1 -2^{63}~2^{63}-1 2632631,即 − 9223372036854775808 ~ 9223372036854775807 -9223372036854775808~9223372036854775807 92233720368547758089223372036854775807
  • 实型类型:亦称为浮点数,表示形式分为十进制小数形式和指数形式,十进制小数形式由数字和小数点组成,且必须含有小数点,指数形式利用数学上的指数形式表示,形式为数字 + E {\rm +E} +E指数, E {\rm E} E可以为小写 e {\rm e} e,实型数据类型变量分为三种,如下:

    // 1.单精度:利用float关键字定义;
    float fNum;// 2.双精度:利用double关键字定义;
    double dNum;// 3.长双精度:利用long double定义;
    long double ldNum;
    
    // example2_2.cpp
    /*** 作者:罗思维* 时间:2023/09/24* 描述:确定实型类型在内存中所占的字节数。*/
    #include <iostream>
    using namespace std;int main()
    {cout << "sizeof(float) = " << sizeof(float) << "字节" << endl;cout << "sizeof(double) = " << sizeof(double) << "字节" << endl;cout << "sizeof(long double) = " << sizeof(long double) << "字节" << endl;return 0;
    }
    
    // example2_2.cpp程序结果
    sizeof(float) = 4字节
    sizeof(double) = 8字节
    sizeof(long double) = 16字节
    
    // example2_3.cpp
    /*** 作者:罗思维* 时间:2023/09/24* 描述:实型数据的运算存在一定的误差。*/
    #include <iostream>
    using namespace std;int main()
    {float fNumber1, fNumber2;fNumber1 = 123456789.0;fNumber2 = fNumber1 + 10;cout << "fNumber1 = " << fNumber1 << endl;cout << "fNumber2 = " << fNumber2 << endl;return 0;
    }
    
    // example2_3.cpp程序结果:
    fNumber1 = 1.23457e+08
    fNumber2 = 1.23457e+08
    
  • 字符类型

    • 字符在 C {\rm C} C++中用单引号(‘’)表示,字符类型数据就是存储字符的数据类型,字符类型变量用关键字 c h a r {\rm char} char定义;

    • 字符类型的变量在内存中占用 1 1 1个字节,即 8 8 8位,在存储时,字符变量存储的是一个 − 128 ~ 127 -128~127 128127的数值,存储的字符是字符的 A S C I I {\rm ASCII} ASCII码;

    • 用"\“表示的字符称为转义字符,用这个符号进行转义的字符一般是控制字符,控制字符不可打印,在程序中无法用一般形式表示,因此必须用”\"开头的字符序列表示;

    • 常用的转义字符及其含义:

      字符形式 字符形式 字符形式 含义 含义 含义 A S C I I {\rm ASCII} ASCII
      \ n {\rm n} n 换行,当前位置移动到下一行开头 换行,当前位置移动到下一行开头 换行,当前位置移动到下一行开头 10 10 10
      \ t {\rm t} t 水平制表符,当前位置移动到下一个 T a b 位置 水平制表符,当前位置移动到下一个{\rm Tab}位置 水平制表符,当前位置移动到下一个Tab位置 9 9 9
      \ b {\rm b} b 退格,当前位置移动到前一列位置 退格,当前位置移动到前一列位置 退格,当前位置移动到前一列位置 8 8 8
      \ r {\rm r} r 回车,当前位置移动到本行开头 回车,当前位置移动到本行开头 回车,当前位置移动到本行开头 13 13 13
      \ f {\rm f} f 换页,当前位置移动到下一页开头 换页,当前位置移动到下一页开头 换页,当前位置移动到下一页开头 12 12 12
      \\ 表示反斜杠 表示反斜杠 表示反斜杠"\" 92 92 92
      \’ 表示单引号 表示单引号 表示单引号“ ’ ” 39 39 39
      \" 表示双引号 表示双引号 表示双引号“ " ” 34 34 34
  • 逻辑类型:亦称布尔型,表示真和假的数据类型,逻辑类型变量用关键字 b o o l {\rm bool} bool定义,逻辑类型变量只有真和假两种情况,真用 t r u e {\rm true} true表示,假用 f a l s e {\rm false} false表示,在 C {\rm C} C++中,真用 1 1 1定义,假用 0 0 0定义;

    // example2_4.cpp
    /*** 作者:罗思维* 时间:2023/09/25* 描述:利用逻辑类型变量的逻辑运算判断学生成绩是否及格。*/
    #include <iostream>
    using namespace std;int main()
    {bool bIsPassed;int nScore1 = 80, nScore2 = 70;bIsPassed = nScore1 >= 60 && nScore2 >= 60;cout << "bIsPassed值为:" << bIsPassed << endl;if (bIsPassed){cout << "成绩及格,请及时打印成绩." << endl;}else{cout << "成绩不及格,请重新考试." << endl;}return 0;
    }
    
  • 变量存储限定符:存储类型用在变量前加存储限定符表示,可以对变量在内存中的存储进行控制,常用的变量限定符如下:

    • a u t o {\rm auto} auto:采用堆栈方式分配内存空间,是暂时性的存储,其存储空间可以被其他变量多次覆盖使用,即不是独占的;
    • r e g i s t e r {\rm register} register:变量存储在通用寄存器;
    • e x t e r n {\rm extern} extern:此存储类型变量在程序中的所有函数和程序段中都可以被使用;
    • s t a t i c {\rm static} static:以固定的地址存放变量,在整个程序运行期间都有效;
  • 强制类型转换:开发者自行进行的转换。

    // 1.强制类型转换格式
    类型名(表达式) 或 (类型名)表达式	// 类型名是表达式转换后的数据类型;// 2.将long类型值转换为int类型值
    long lNumber = 100.0;
    int nNumber = (int)lNumber;// 3.Tips:
    // 3.1 强制类型转换是一种不安全的转换,从高类型数据向低类型数据转换时可能有精度的损失;
    // 3.2 强制类型转换是暂时性的,不会改变原来数据的数据类型;
    
    // example2_5.cpp
    /*** 作者:罗思维* 时间:2023/09/25* 描述:强制类型转换实例。*/
    #include <iostream>
    using namespace std;int main()
    {double lNumber = 0.0;int nNumber = 0;nNumber = 32767;lNumber = (double)nNumber; // 将int类型转换为double类型值(低->高);cout << "nNumber = " << nNumber << endl;cout << "lNumber = " << lNumber << endl;lNumber = 3.14;nNumber = (int)lNumber; // 将double类型转换为int类型值(高->低);cout << "lNumber = " << lNumber << endl;cout << "nNumber = " << nNumber << endl;return 0;
    }
    
2.2 实战1

项目需求:提示用户输入三角形的 3 3 3条边长,计算出三角形的面积并取整,将结果输出到输出设备上。

需求分析

  • 输入信息;
  • 判断 3 3 3条边是否能组成一个三角形;
  • 可以组成三角形的情况下计算三角形的面积;
  • 输出信息;

处理步骤

3

程序实现 ( p r o j e c t 2 _ 1. c p p ) ({\rm project2\_1.cpp}) (project2_1.cpp)

/*** 作者:罗思维* 时间:2023/09/25* 描述:计算三角形面积。*/
#include <iostream>
#include <math.h>
using namespace std;int main()
{/*** 参数说明:* dLine1,dLine2,dLine3:    三角形三边边长;* dArea:                   三角形实际面积;* dP:                      三角形边长之和的一半;* nArea:                   三角形取整面积;* bIsTriangle:             三角形的组成条件;*/double dLine1, dLine2, dLine3;double dArea, dP;long nArea;bool bIsTriangle;cout << "请输入边长1:";cin >> dLine1;cout << "请输入边长2:";cin >> dLine2;cout << "请输入边长3:";cin >> dLine3;bIsTriangle = ((dLine1 + dLine2) <= dLine3) || ((dLine2 + dLine3) <= dLine1) || ((dLine3 + dLine1) <= dLine2);if (bIsTriangle){cout << "不是一个有效的三角形." << endl;exit(1);};dP = (dLine1 + dLine2 + dLine3) / 2;dArea = sqrt(dP * (dP - dLine1) * (dP - dLine2) * (dP - dLine3));nArea = (long)dArea;cout << "三角形面积:" << dArea << endl;cout << "三角形取整面积:" << nArea << endl;return 0;
}
2.3 C++语句与控制结构
  • 表达式:指用运算符连接各个运算对象,合乎语法规则的式子,表达式后面加上分号构成了表达式语句;

    // 1.空语句:指只有一个分号没有表达式的语句;
    // 空语句不做任何运算,是作为一种形式上的语句填充在控制结构中;
    // 语法格式:
    ;// 2.赋值语句:由赋值表达式加分号构成的语句;
    // 语法格式:
    变量  赋值运算符  表达式;
    age = 18;// 3.函数调用语句:调用函数语句的表达式;
    
  • 流程图:程序流程图是人们对解决问题的方法、思路或算法的一种描述,流程图用一些专用符号绘制,如:长方形、菱形、椭圆和小圆,这些符号用箭头连接,称为流程;程序中一般有三种控制结构,分别为:顺序结构、选择结构、循环结构,常见流程图图例如下:

    4

    • 顺序结构:指按照语句在程序中的先后次序一条一条地顺序执行的过程;

    • 选择结构:主要由 i f {\rm if} if s w i t c h {\rm switch} switch控制, i f {\rm if} if为单项选择结构, s w i t c h {\rm switch} switch为多项选择结构。

      // 1.if语句的基本形式
      if (条件表达式)
      {语句序列;
      }// 2.if-else语句形式
      if (条件表达式)
      {语句序列1;
      }
      else
      {语句序列2;
      }// 3.if-else if-else语句形式
      if (条件表达式1)
      {语句序列1;
      }
      else if	(条件表达式2)
      {语句序列2;
      }
      ...
      else
      {语句序列n;
      }// 4.switch语句形式
      switch (变量表达式)	// 变量表达式只能是整型、字符型或枚举型表达式;
      {case 常量表达式1:<语句序列1>;break;case 常量表达式2:<语句序列2>;break;...case 常量表达式n:<语句序列n>;break;default:<语句序列n+1>;
      }
      
    • 循环结构:在给定条件成立时,反复执行某程序段,直到条件不成立为止,给定条件称为循环条件,反复执行的程序段称为循环体。

      // 1.while结构:通过判断条件是否成立来决定循环的继续和结束;
      while(表达式)		// 表达式是循环条件;
      {语句序列;		// 语句序列为循环体;
      }// 2.do-while结构:
      do
      {语句序列;
      }while(条件表达式);// 3.for结构:
      /**
      * 表达式1:循环初始值;
      * 表达式2:循环结束值;
      * 表达式3:循环的增量;
      */
      for(表达式1;表达式2;表达式3)
      {语句序列;
      }// 4.基于范围的for语句,遍历序列中的每一个元素,并对每个元素进行某种操作;
      for(数据类型 变量:序列)		// 序列是一个对象,可以是数组名、对象名、容器名等; 
      {语句序列;			// 对每个元素进行的操作;
      }
      
  • 控制结构实例:

    • i f {\rm if} if语句实例: e x a m p l e 2 _ 6. c p p {\rm example2\_6.cpp} example2_6.cpp

      /*** 作者:罗思维* 时间:2023/09/26* 描述:if语句实例。*/
      #include <iostream>
      using namespace std;int main()
      {int nNumber;cout << "请输入一个整数:";cin >> nNumber;if (nNumber > 0){cout << "输入的整数是正数." << endl;}return 0;
      }
      
    • i f − e l s e {\rm if-else} ifelse语句实例: e x a m p l e 2 _ 7. c p p {\rm example2\_7.cpp} example2_7.cpp

      /*** 作者:罗思维* 时间:2023/09/26* 描述:if-else语句实例。*/
      #include <iostream>
      using namespace std;int main()
      {int nNumber;cout << "请输入一个整数:";cin >> nNumber;if (nNumber > 0){cout << "输入的整数是正数." << endl;}else{cout << "输入的整数不是正数." << endl;}return 0;
      }
      
    • i f − e l s e i f − e l s e {\rm if-else\ if-else} ifelse ifelse语句实例: e x a m p l e 2 _ 8. c p p {\rm example2\_8.cpp} example2_8.cpp

      /*** 作者:罗思维* 时间:2023/09/26* 描述:if-else if-else语句实例。*/
      #include <iostream>
      using namespace std;int main()
      {int nScore;cout << "请输入你的分数:";cin >> nScore;if (nScore >= 0 && nScore <= 100){if (nScore >= 90){cout << "分数等级:A." << endl;}else if (nScore >= 80 && nScore < 90){cout << "分数等级:B." << endl;}else if (nScore >= 70 && nScore < 80){cout << "分数等级:C." << endl;}else if (nScore >= 60 && nScore < 70){cout << "分数等级:D." << endl;}else{cout << "分数等级:E." << endl;}}else{cout << "输入的分数不正确." << endl;}return 0;
      }
      
    • s w i t c h {\rm switch} switch语句实例: e x a m p l e 2 _ 9. c p p {\rm example2\_9.cpp} example2_9.cpp

      /*** 作者:罗思维* 时间:2023/09/26* 描述:switch语句实例,判断四季。*/
      #include <iostream>
      using namespace std;int main()
      {int nSeason;cout << "请输入你要查询的月份:";cin >> nSeason;switch (nSeason){case 12:case 1:case 2:cout << nSeason << "月份所处季节为冬季." << endl;break;case 3:case 4:case 5:cout << nSeason << "月份所处季节为春季." << endl;break;case 6:case 7:case 8:cout << nSeason << "月份所处季节为夏季." << endl;break;case 9:case 10:case 11:cout << nSeason << "月份所处季节为秋季." << endl;break;default:cout << "Error." << endl;break;}return 0;
      }
      
    • w h i l e {\rm while} while语句实例: e x a m p l e 2 _ 10. c p p {\rm example2\_10.cpp} example2_10.cpp

      /*** 作者:罗思维* 时间:2023/09/27* 描述:while语句实例,计算1+2+3+...+100的值。*/
      #include <iostream>
      using namespace std;int main()
      {int num = 1, sum = 0;while (num <= 100){sum = sum + num;num++;}cout << "1+2+...+100 = " << sum << endl;return 0;
      }
      
    • d o − w h i l e {\rm do-while} dowhile语句实例: e x a m p l e 2 _ 11. c p p {\rm example2\_11.cpp} example2_11.cpp

      /*** 作者:罗思维* 时间:2023/09/27* 描述:do-while语句实例,计算1+2+3+...+100的值。*/
      #include <iostream>
      using namespace std;int main()
      {int num = 1, sum = 0;do{sum = sum + num;num++;} while (num <= 100);cout << "1+2+...+100 = " << sum << endl;return 0;
      }
      
    • f o r {\rm for} for语句实例: e x a m p l e 2 _ 12. c p p {\rm example2\_12.cpp} example2_12.cpp

      /*** 作者:罗思维* 时间:2023/09/27* 描述:for语句实例,计算1+2+3+...+100的值。*/
      #include <iostream>
      using namespace std;int main()
      {int sum = 0;for (int num = 1; num <= 100; num++){sum = sum + num;}cout << "1+2+...+100 = " << sum << endl;return 0;
      }
      
    • f o r {\rm for} for语句遍历数组中的元素: e x a m p l e 2 _ 13. c p p {\rm example2\_13.cpp} example2_13.cpp

      /*** 作者:罗思维* 时间:2023/09/27* 描述:for语句实例,遍历数组中的元素。*/
      #include <iostream>
      using namespace std;int main()
      {char c[] = {'W', 'i', 'l', 'l', 'a', 'r', 'd'};for (char word : c){cout << word;}cout << endl;return 0;
      }
      
  • b r e a k {\rm break} break语句: b r e a k {\rm break} break语句在 w h i l e 、 f o r 、 d o − w h i l e 、 s w i t c h {\rm while、for、do-while、switch} whilefordowhileswitch结构中执行时,使程序立即退出这些结构,从而执行该结构后面的第一条语句。

    • b r e a k {\rm break} break语句实例: e x a m p l e 2 _ 14. c p p {\rm example2\_14.cpp} example2_14.cpp

      /*** 作者:罗思维* 时间:2023/09/28* 描述:break语句实例,计算1+2+...+100;*/
      #include <iostream>
      using namespace std;int main()
      {int sum = 0;for (int i = 1;; i++){sum += i;if (i == 100){break;}}cout << "1+2+...+100 = " << sum << endl;return 0;
      }
      
  • c o n t i n u e {\rm continue} continue语句: c o n t i n u e {\rm continue} continue语句在 w h i l e 、 f o r 、 d o − w h i l e {\rm while、for、do-while} whilefordowhile结构中执行时,跳过当前循环的其余语句,直接进入下一轮循环。

    • c o n t i n u e {\rm continue} continue语句实例: e x a m p l e 2 _ 15. c p p {\rm example2\_15.cpp} example2_15.cpp

      /*** 作者:罗思维* 时间:2023/09/29* 描述:continue语句实例,计算1-100内偶数和;*/
      #include <iostream>
      using namespace std;int main()
      {int sum = 0;for (int i = 1; i <= 100; i++){if (i % 2 == 0){sum = sum + i;}}cout << "1-100内偶数和为:" << sum << endl;return 0;
      }
      
2.4 实战2

项目需求:求某整数段区间中素数并输出。

需求分析

  • 提示用户输入整数段区间;
  • 判断素数规则:对于数字 n { n} n,如果其无法被任何从 2 2 2 n \sqrt{n} n 的数整除,则为素数。

代码实现 ( p r o j e c t 2 _ 2. c p p ) ({\rm project2\_2.cpp}) (project2_2.cpp):

/*** 作者:罗思维* 时间:2023/09/29* 描述:求某整数区间段的素数。*/
#include <iostream>
#include <math.h>
using namespace std;int main()
{/*** 参数说明:* nStart:      整数区间最小值;* nEnd:        整数区间最大值;* nCnt1,nCnt2: 循环计数器;* nSqrt:       存储平方根值;* nNum:        计算素数个数;*/int nStart = 0, nEnd = 0;int nCnt1 = 0, nCnt2 = 0;int nSqrt;int nNum = 0;cout << "请输入区间下限:";cin >> nStart;cout << "请输入区间上限:";cin >> nEnd;if (nStart <= 1){cout << "区间下限应该大于1." << endl;return 1;}for (nCnt1 = nStart; nCnt1 <= nEnd; nCnt1 += 1){nSqrt = sqrt(nCnt1);for (nCnt2 = 2; nCnt2 <= nSqrt; nCnt2++) // 判断nCnt1是否能被2到nSqrt的数整除;{if (nCnt1 % nCnt2 == 0){break;}}if (nCnt2 >= nSqrt + 1) // 如果nCnt2>=nSqrt+1,说明nCnt1不能被2到nSqrt的数整除;{cout << nCnt1 << "\t";nNum = nNum + 1;if (nNum % 10 == 0){cout << endl;}}}cout << endl;return 0;
}
2.5 实战3

项目需求:根据用户输入的年份判断年份是否为闰年。

需求分析

  • 用户输入年份;
  • 判断闰年的规则:年份可以被 4 4 4整除且不能被 100 100 100整除或能被 400 400 400整除的为闰年。

代码实现 ( p r o j e c t 2 _ 3. c p p ) ({\rm project2\_3.cpp}) (project2_3.cpp)

/*** 作者:罗思维* 时间:2023/09/29* 描述:提示用户输入年份,判断是否为闰年。*/
#include <iostream>
using namespace std;int main()
{int year = 0;cout << "请输入你需要查询的年份:";cin >> year;while (year <= 0){cout << "输入的年份应该大于0,请重新正确输入年份:";cin >> year;}if (year % 400 == 0 || (year % 4 == 0 && year % 100 != 0)){cout << year << " is leap year." << endl;}else{cout << year << "is not leap year." << endl;}return 0;
}

这篇关于C++基础2:C++基本数据类型和控制结构的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/778574

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