#《Essential C++》读书笔记# 第一章 C++ 编程基础

前言

Stanley B.Lippman 先生所著的《C++ Primer》是学习C++的一本非常优秀的教科书，但《C++ Primer》作为一本大部头书，显然不适合所有的初学者。所以Lippman先生又返璞归真地写了这本短小轻薄的《Essentia C++》。这本书以简短的章节篇幅，帮助初学者快速学习C++的语法，了解C++语言特性，理解C++的设计目的和基本原理。笔者阅读的是《Essential C++》中文版，其译者为侯捷老师，他也是《C++ Primer》中文版第三版的译者。

基础知识

第一个完整的C++程序：

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

int main()
{
    string user_name;
    cout << "Please enter your first name:";
    cin >> user_name;
    cout << '\n'
        << "Hello, "
        << user_name
        << "...and goodbye!\n";
    return 0;
}

关键字(keyword)，就是程序语言预先定义的一些具有特殊意义的名称。

函数(function)是一块独立的程序代码序列，能够执行一些运算。它包含四个部分，返回值类型(return type)，函数名称，参数列表(parameter list)，以及函数体(function body)。main并非是程序语言定义的关键字，但是，C++编译系统会假设程序中定义有main()函数。main()函数是程序执行的起点，如果我们没有定义，程序将无法执行。

类(class)，class机制赋予了我们“增加程序内之类型抽象化层次”的能力。class机制让我们得以将数据类型加入我们的程序中，并有能力识别它们。面向对象的类层次体系(class hierarchy)定义了整个家族体系的各个相关类型。class的定义一般来说分为两部分，分别写在不同的文件中。一个就是所谓的“头文件(header file)”，用来声明该class所提供的的各种操作行为(operation)。另一个文件，程序代码文件(program text)，则包含了这些行为的实现内容(implementation)。欲使用class，我们必须先在程序中包含其头文件，头文件可以让程序知道class的定义。

命名空间(namespace)，是一种将库名称封装起来的方法。通过这种方法，可以避免和应用程序发生命名冲突得到问题（所谓命名冲突是指在应用程序内两个不同的实体(entity)具有相同名称），导致程序无法区分两者。命名冲突发生时，程序必须等到该命名冲突获得解析(resolve)之后，才得以继续执行。命名空间像是在众多名称的可见围内竖起一道围墙。

为了定义对象，我们必须为它命名，并赋予它数据类型。对象名称可以是任何字母、数字、下画线的组合，并大小写敏感。对象名称不能以数字开头。当然任何命名不能和程序语言本身关键字完全一致。例如 delete 是语言关键字，所以 string class 采用 earse() 而非 delete() 来表示“删去一个字符”的原因。

template class 允许我们在“不必指明 data member 类型”的情况下定义class。template class 机制使程序员得以直到使用 template class 时才决定真正的数据类型。程序员可以先插入一个代名，稍后才绑定至实际的数据类型。

由于反斜线字符以用作转义字符的起头字符，因此连续两个反斜线即表示一个真正的反斜线字符。

被定义为 const 的对象，在获得初值之后，无法在有任何变动。如果你企图为 const 对象指定新值，会产生编译错误。

对于 OR 逻辑运算符( || )，左侧表达式会先被求值，如果其值为 true，剩下的表达式就不需要再被求值（此所谓短路求值法）。AND 逻辑运算符( && )，最左侧表达式会先被求值，其结果若为 false ,则 AND 运算符的求值结果即为 false，其余表达式不会再被求值。

一些运算符优先级简列于下，位置在上者的优先级高于位置在下者，同一行的各种运算符具有相同的优先级，其求值次序取决于它在该表达式中的位置（由左至右）。

逻辑运算符 NOT

算术运算符（*，/，%）

算术运算符（+，-）

关系运算符（<，>，<=，>=）

关系运算符（==，!=）

逻辑运算符 AND

逻辑运算符 OR

赋值运算符 (assignment = )

如果要访问一个由指针所指的对象，我们必须对该指针进行提领（dereference，也叫解引用）操作——也就是取得“位于该指针所指内存地址上”的对象。在指针之前使用“*”号，便可以达到这个目的。

我们可以使用 dot 成员选择运算符(member selection opereation)，用来选择我们想要的操作。如果要通过指针来选择操作，必须改用 arrow 成员选择运算符。如果要使用下标运算符(subscript operator)，我们必须先提领指针，由于下标运算符的优先级较高，因此指针提领操作的两旁必须加上小括号。

练习题答案

练习1.5 编写一个程序，能够询问用户的姓名，并读取用户所输入的内容。请确保用户输入的名称长度大于两个字符。如果用户的确输入了有效的名称，就响应一些信息。请以两种方式实现：第一种使用C-style字符串，第二种使用string对象。

#include <iostream>
#include <string>
#include <iomanip>
#include <cstring>

using namespace std;

#define MAX 50
#define MIN 2

int main()
{
    //C-style 字符串
/*
    const int nm_size = 128;    //分配一个固定大小
    char user_name[nm_size];
    cout << "Please enter your name:";
    cin >> setw(nm_size) >> user_name;    //保证读入不超过127个字符，最后一个空间保存null
    size_t len = strlen(user_name);
    if (len <= 3)
    {
        cout << "Please enter a longer name!" << endl;
        return 0;
    }
    cout << "Hello," << user_name << endl;
*/

    //string对象
    string user_name;
    cout << "Please enter your name:";
    cin >> user_name;
    size_t len = user_name.size();    //获取的即为字符串长度，无null
    if (len <= 2)
    {
        cout << "Please enter a longer name!" << endl;
        return 0;
    }
    cout << "Hello," << user_name << endl;
    return 0;
}

练习1.6 编写一个程序，从标准输入设备读取一串整数，并将读入的整数依次放到 array 和 vector，然后遍历这两种容器，求取值总和。将总和及平均值输出至标准输出设备。

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

#define MAX 10

int main()
{
/*
    //存放到vector
    vector<double> v;
    double temp=0;
    double sum = 0;
    double ave = 0.0;
    while (cin >> temp)
    {
        v.push_back(temp);
    }
    for (int i = 0;i < v.size();i++)
    {
        sum += v[i];
    }
    ave = sum / v.size();
    cout << "Sum=" << sum << endl;
    cout << "Average=" << ave << endl;
*/
    //存放到array
    double arr[MAX];
    int count = 0;
    int count2 = 0;
    double temp;
    double sum = 0.0;
    double ave = 0.0;
    while (count<10 && cin >> temp)
    {
        arr[count] = temp;
        count++;
    }
    count2 = count;
    count--;
    while (count >= 0)
    {
        sum += arr[count];
        count--;
    }
    ave = sum / count2;
    cout << "Sum=" << sum << endl;
    cout << "Average=" << ave << endl;
    return 0;
}

练习1.7 使用你最称手的编辑工具，输入两行（或更多）文字存盘。然后编写一个程序，打开该文本文件，将其中的每个字都读取到一个 vector<string> 对象中。遍历该 vector，将内容显示到 cout。然后利用泛型算法 sort()，对所有文字排序。

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <algorithm>
#include <string>
#include <vector>

using namespace std;

int main()
{
    ifstream in_file("1.txt");
    if (!in_file)
    {
        cerr << "opps! unable to open input file\n";
        return -1;
    }
    ofstream out_file("2.txt");
    if (!out_file)
    {
        cerr << "opps! unable to open output file\n";
        return -1;
    }
    string word;
    vector<string> text;
    while (in_file >> word)
        text.push_back(word);
    size_t ix;
    cout << "unsorted text:\n";
    for (ix = 0;ix < text.size();++ix)
    {
        cout << text[ix] << ' ';
    }
    cout << endl;
    sort(text.begin(), text.end());
    cout << "sorted text:\n";
    for (ix = 0;ix < text.size();++ix)
    {
        cout << text[ix] << ' ';
        out_file << text[ix] << ' ';
    }
    cout << endl;
    out_file << endl;
    return 0;
}

练习1.8 1.4节的 switch 语句让我们得以根据用户答错的次数提供不同的安慰语句。请以 array 储存四种不同的字符串信息，并以用户答错的次数作为 array 的索引值，以此方式来显示安慰语句。

#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <ctime>

using namespace std;

const char* msg_to_usr(int num_tries);

int main()
{
    int count=0;
    srand(time(0));
    int answer = rand() % 3;
    int myAnswer;
    char isContinue = 'y';
    while (isContinue=='y')
    {
        cout << "Please input your answer(0-2): ";
        cin >> myAnswer;
        if (myAnswer == answer)
        {
            cout << "Congratulations!" << endl;
            break;
        }
        else
        {
            count++;
            cout << msg_to_usr(count) << endl;
            cout << "Continue? input y or n: ";
            cin >> isContinue;
        }
    }
    return 0;
}

const char* msg_to_usr(int num_tries)
{
    const int rsp_cnt = 5;
    static const char* usr_msgs[rsp_cnt] =
    {
        "Go on, make a guess. ",
        "Oops! Nice guess but not quite it. ",
        "Hmm. Sorry. Wrong a second time. ",
        "Ah, this is harder than it looks, no? ",
        "It must be getting pretty frustrating by now! "
    };
    if (num_tries < 0)
    {
        num_tries = 0;
    }
    else if (num_tries >= rsp_cnt)
        num_tries = rsp_cnt - 1;
    return usr_msgs[num_tries];
}

end。

“取乎其上，得乎其中；取乎其中，得乎其下；取乎其下，则无所得矣。”