西工大《C++程序設計》——（一）

第1講：C++語言概述

1.1 計算機系統組成及計算機指令

1. 計算機系統組成：
   
2. 馮諾依曼結構：
   
3. 指令：
   
4. 程序：計算機程序是指完成一定功能的指令的有序集合。編程即編寫計算機程序，作者可爲人或計算機。
5. 軟件：軟件是指程序、程序運行所需的數據以及開發、使用和維護這些程序所需的文檔的集合。

1.2 程序設計語言的發展

1. 程序設計語言是用來編寫計算機程序的工具，其發展里程大致可分爲機器語言（一條語句即一條指令）、彙編語言（助記符）和高級語言（接近人類自然語言和數學式子），但只有機器語言編寫的程序才能被計算機直接執行，其他語言的程序要執行必須翻譯成機器語言程序。
2. 1972年C語言誕生，1979年C++被開發設計。
3. C++是C的超集，增加了面向對象機制。
4. 【概念】C++字符集、C++關鍵字（保留字）、C++標識符。
5. 【舉例】：

#include <iostream>
using namespace std;	// 使用標準命名空間
int main(){	// 主函數
	cout << "hello,world" << endl;	// 輸出流
	return 0;	// 主函數正常結束返回0給操作系統
}

6. 本賈尼說：C++的目標是——在保證效率與C語言相當的情況下，加強程序的組織性，保證同樣功能的程序，C++更短小。

第2講：信息的表示與存儲

2.1 進位計數制及轉換

1. 【二進制】：信息寫入計算機前均須轉換爲二進制形式，因爲二進制數：物理上易實現；運算簡單通用性強；便於表示並進行邏輯運算。
2. 【進位計數制特點】：採用進位的方式計數（如十進制的逢十進一）；採用位置表示法（如十進制的個位、十位）。
3. 【計算機系統常用數字進制】：二進制、八進制、十進制、十六進制。
4. 【進制轉換】：乘r取整，除r取餘。

2.2 數據在計算機中的表示：數值型與非數值型

1. 【原碼】：試考慮-1+1的原碼運算結果。
2. 【反碼】：試考慮-1+1的原碼運算結果（正負零）。
3. 【補碼】：試考慮-1+1的原碼運算結果（消去了正負零並存的情況）。
4. 浮點數的表示：規格化後表示$(-1)^s\times 2^E\times 1.f,e=E+127$，計算機存儲浮點數的位數組成爲$s+e+f.$
5. 【ASCII碼】：ALT+ASCII碼值可代替字符鍵入

第3講：程序中數據的表示

3.1 數據類型

1. C++數據類型
   
2. 【整型數據溢出】不同類型的數據規定了不同的機器數的長度，由此規定了其取值範圍。整型數據超出取值範圍則進行整型數據的溢出處理，使其轉換爲取值範圍內的一個數。觀察32767+1和-32768-1。
3. 【浮點數的有效位數】：該例體現浮點數有效位數對其加法的影響。

#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;
// 單精度：7位有效；雙精度：16位有效
int main(){
    float a=0.00000678f;
    double b=0.00000378;
    a += 111111.111f;
    b += 111111.111;
    cout << setiosflags(ios::fixed) << setprecision(16);
    cout << "a=" << a << endl << "b=" << b << endl;

	return 0;
}

3.2 常量和變量

1. 【常量】：值不可改變的數據，分字面常量和符號常量。
2. 【整型常量】：三種進制。
3. 【浮點型常量】：小數（默認爲double型）和指數形式。
4. 【字符型常量】：單引號擴起一個字符。
5. 【通用轉義字符】：八進制轉義\ooo（ooo可爲一到三位八進制數），十六進制轉義\xhh（hh可爲一到二位十六進制數）。轉義數值範圍爲0~225。
6. 【字符串常量】：雙引號內的字符集可爲ASCII字符集或多字節字符集。
7. 【符號常量】：#define 標識符 常量
8. 【變量】：程序運行期間值可變的量，對應一個內存單元，C++規定變量有其名，即用變量名代表內存單元。
9. C++變量必須先定義後使用，變量定義時的賦值稱初始化，且初值不能是表達式。
10. 【常變量】：用const修飾，必須初始化。在現代軟件開發中，常用const把對象限定在最低訪問權限。

第4講：運算符與表達式

4.1 常用的運算符

1. 求解問題的基本操作是運算，通過C++豐富的運算符及其表達式構成實現算法的基本步驟，在不同的程序結構控制下有機地組織在一起形成程序。
2. 【視角】：運算符的操作數數目、優先級和結合性。
3. 【運算符種類】：算術，自增自減，關係，邏輯，賦值，條件，逗號。
4. 邏輯表達式求值時，不一定所有的運算均被執行。

4.2 表達式和類型轉換

1. 【表達式】：表達式由運算符和運算對象（常量、變量、函數調用等）構成，其運算是有步驟的，運算時檢查運算符與運算對象的匹配合法性，其運算結果也有數據類型。
2. 【類型轉換】：分隱式和顯式。'a'+'b'運算時兩個字符均提升爲int型，12f+34f運算時兩個單精度浮點數均提升爲雙精度浮點數。