C++ PrimerPlus 复习 第五章 循环和关系表达式

第一章 命令编译链接文件 make文件

第二章 进入c++

第三章 处理数据

第四章 复合类型 （上）

第四章 复合类型 （下）

第五章 循环和关系表达式

解决问题
对于内置类型，使用递增/递减前缀和后缀是否会有性能差异，用户定义的类型呢？
什么是复合语句（语句块）？为什么它们有用？
逗号运算符的主要作用是什么？
typedef和#define之间的主要区别是什么？
cin的几个读取方法？
什么是EOF（文件尾条件）？
怎么用文件替换键盘输入?

for循环；

C++中的for循环是一种常用的控制流结构，用于重复执行一段代码块，通常用于遍历数组、集合或执行某个特定次数的操作。下面我将首先讲解for循环的基本语法，然后提出一些重要问题并给出答案。

基本语法

for循环的基本语法如下：

for (初始化; 条件; 更新) {
    // 循环体
}
1
2
3

• 初始化：在循环开始前执行一次，通常用于初始化计数器或声明迭代变量。
• 条件：在每次循环迭代前检查，如果条件为真，则继续执行循环，否则退出循环。
• 更新：在每次循环迭代后执行，通常用于递增或递减计数器。
• 循环体：包含需要重复执行的代码块。

重要问题和解答

1. for循环中的初始化、条件和更新可以省略吗？

   • 是的，它们都是可选的。你可以省略其中任何一部分，但必须保留分号（;）。例如，你可以创建一个无限循环，只包含循环体。

2. 如何在for循环中实现嵌套循环？

   • 你可以在for循环的循环体中包含另一个for循环，以实现嵌套循环。嵌套循环用于在二维数组等数据结构中进行多层迭代。

   for (int i = 0; i < 3; i++) {
       for (int j = 0; j < 3; j++) {
           cout << i << "," << j << " ";
       }
   }
   // 输出：0,0 0,1 0,2 1,0 1,1 1,2 2,0 2,1 2,2
   1
   2
   3
   4
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   6

3. 如何在for循环中提前退出或跳过当前迭代？

   • 你可以使用break语句来提前退出循环，而使用continue语句来跳过当前迭代，进入下一次迭代。

   for (int i = 1; i <= 5; i++) {
       if (i == 3) {
           continue; // 跳过迭代3
       }
       if (i == 4) {
           break; // 提前退出循环
       }
       cout << i << " ";
   }
   // 输出：1 2
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这些问题和答案涵盖了for循环的基本概念和用法。当你理解了这些概念后，你可以更有效地使用for循环来处理各种编程任务。

基于范围的for循环（C++11）

基于范围（range-based）的for循环。这简化了一种常见的循环任务：对数组（或容器类，如vector和array）的每个元素执行相同的操作，如下例所示：

double prices[5] = {4.99, 10.99, 6.87, 7.99, 8.49};
for (double x : prices)
    cout << x << std::endl;
1
2
3

要修改数组的元素，需要使用不同的循环变量语法：

for (double &x : prices)
    x = x * 0.80; //20% off sale
1
2

符号&表明x是一个引用变量

表达式和语句；

什么是表达式什么是语句：

1. C++中的表达式是值或值与运算符的组合，每个表达式都有一个值。
2. 表达式可以包含各种运算符，例如赋值运算符、关系运算符、算术运算符等。
3. 赋值表达式的值是左侧成员的值，例如 x = 20 的值为20。
4. 表达式可以用于构建语句，只需在表达式后面加上分号。
5. 一些表达式语句可能是有效的但没有实际意义，例如 rodents + 6;。
6. 在C++中，对任何表达式加上分号都可以成为语句，但并不是所有语句都可以转换为表达式。
7. 声明语句不是表达式，因此不能赋值给变量或用于某些表达式中。
8. 在C++中，for循环的句法允许在初始化部分声明和初始化变量，这种变量的作用域仅限于for循环内部。

重要问题：

1. 什么是C++中的表达式？

   答：在C++中，表达式是值或值与运算符的组合，每个表达式都有一个值。

2. 什么是赋值表达式的值？

   答：赋值表达式的值是左侧成员的值。例如，x = 20 的值是20。

3. 什么是表达式语句？

   答：表达式语句是一种将表达式用作语句的形式，只需在表达式后面加上分号。例如，age = 100; 是一个表达式语句。

4. 为什么一些表达式语句可能是有效的但没有实际意义？

   答：一些表达式语句可能有效，但它们不会完成任何有用的工作，因为它们不使用得到的结果。例如，rodents + 6; 计算和但没有用到结果。

5. 什么是副作用？

   答：副作用是指表达式执行时改变了内存中的数据值。例如，判定赋值表达式会有副作用，因为它修改了被赋值者的值。

递增运算符和递减运算符—— ++和−−；

递增运算符（++）和递减运算符（–）是C++中的重要运算符，它们用于增加或减少变量的值。以下是它们的一些关键特点和问题：

特点：

1. 前缀和后缀版本：递增和递减运算符都有前缀版本和后缀版本。前缀版本（++x、–x）在增加或减少变量之前就会对变量进行操作，而后缀版本（x++、x–）会在操作完成后才增加或减少变量。

2. 影响时间差异：前缀版本会在表达式计算之前增加或减少变量的值，而后缀版本会在表达式计算之后增加或减少变量的值。

常见问题和答案：

1. 什么是前缀和后缀递增/递减运算符？

   • 前缀版本在操作前增加或减少变量的值，例如++x和–x。
   • 后缀版本在操作后增加或减少变量的值，例如x++和x–。

2. 递增运算符和递减运算符的主要用途是什么？

   • 主要用途是在循环中管理计数器或执行增量或减量操作。

3. 为什么应该避免在同一表达式中多次使用相同的变量进行递增或递减？

   • 这可能导致不明确的行为，因为C++没有定义这种情况的行为，不同编译器和系统可能产生不同的结果。
   • 下面这条语句在不同的系统上将生成不同的结果：

x = 2 * x++ * (3 - ++x); // don’t do it except as an experiment
1

对这种语句，C++没有定义正确的行为。

4. 有没有建议的最佳实践来使用递增和递减运算符？
   • 建议在简单的情况下使用它们，以提高代码的可读性和简洁性。避免在复杂表达式中使用它们，以减少错误和混淆的可能性。

前和后的区别

总结：

1. 前缀格式和后缀格式是递增和递减运算符的两种不同用法。
2. 前缀格式是在变量前面使用运算符，如++x或–x，它先对变量进行递增或递减操作，然后返回修改后的值。
3. 后缀格式是在变量后面使用运算符，如x++或x–，它先返回原始值，然后再对变量进行递增或递减操作。
4. 如果递增表达式的值未被使用，前缀格式和后缀格式在逻辑上没有区别，因为它们只存在副作用。
5. 对于内置类型，选择使用前缀格式还是后缀格式通常不会影响程序的行为。
6. 对于用户定义的类型，前缀格式的效率通常比后缀格式高，因为前缀格式可以直接对对象进行修改，而后缀格式需要创建对象的副本。

重要问题：

1. 什么是前缀格式和后缀格式的递增和递减运算符？

   答：前缀格式是在变量前面使用运算符（如++x或–x），它先对变量进行递增或递减操作，然后返回修改后的值。后缀格式是在变量后面使用运算符（如x++或x–），它先返回原始值，然后再对变量进行递增或递减操作。

2. 在逻辑上，前缀格式和后缀格式有什么区别？

   答：在逻辑上，如果递增表达式的值未被使用，前缀格式和后缀格式没有区别，因为它们只存在副作用。副作用是指变量的值被递增或递减。

3. 对于内置类型，使用前缀格式和后缀格式是否会有性能差异？

   答：对于内置类型，通常不会有性能差异，因为现代编译器通常能够进行优化，使前缀和后缀格式的性能相近。

4. 为什么对于用户定义的类型，前缀格式通常比后缀格式效率更高？

   答：对于用户定义的类型，前缀格式通常效率更高，因为它可以直接对对象进行修改，而后缀格式需要创建对象的副本，然后对副本进行递增或递减操作。这导致前缀格式在性能上更有效。

组合赋值运算符；

以下是组合赋值运算符的表格：

这些组合赋值运算符用于将右操作数和左操作数结合，并将结果赋值给左操作数。
+=运算符将左操作数加上右操作数，并将结果赋值给左操作数。

复合语句（语句块）；

总结：

复合语句（或语句块）是由一对花括号 {} 包围的一组语句。
它们被视为一个单独的语句，因此可以在需要单一语句的任何地方使用。

在复合语句中，可以包含多个语句，这对于需要在一起执行的多个操作非常有用。
复合语句中定义的变量只在该语句块中可见，并在块结束时被销毁。这可以用于创建局部作用域，以避免变量名冲突。

重要问题：

1. 什么是复合语句（语句块）？为什么它们有用？

   答案： 复合语句是由一对花括号 {} 包围的一组语句，它们被视为一个单独的语句。它们有助于在一起执行多个操作，并且可以创建局部作用域。

2. 在复合语句中声明的变量的作用域是什么？

   答案： 在复合语句中声明的变量只在该语句块中可见，称为局部变量，它们在块结束时被销毁。

3. 如果在一个语句块中声明一个与外部语句块中的变量同名的变量会发生什么？

   答案： 新变量将隐藏旧变量，即在声明位置到内部语句块结束的范围之内，新变量将覆盖外部同名变量。一旦块结束，旧变量再次可见。

4. 复合语句在编写 C++ 程序时有什么实际应用？

   答案： 复合语句可用于组织和控制代码的执行流程，以及创建局部作用域来避免命名冲突。它们通常在条件语句、循环和函数体中用于组织多个语句。

5. 如何使用复合语句来包装多个语句以形成单一语句？

   答案： 只需将这些语句放置在一对花括号 {} 中，这样它们就被视为一个复合语句。

逗号运算符；

总结：

逗号运算符（,）允许将两个或多个表达式组合成一个，并按顺序依次执行这些表达式。
逗号运算符最常用于for循环的控制部分，以便同时执行多个操作。

逗号运算符确保首先计算第一个表达式，然后计算第二个表达式，并且逗号表达式的值是第二部分的值。

逗号运算符的优先级最低，因此在使用时需要注意其作用范围。

重要问题：

1. 逗号运算符的主要作用是什么？

   答案： 逗号运算符允许将多个表达式组合成一个，并按照顺序依次执行这些表达式。它通常用于for循环的控制部分，以便同时执行多个操作。

2. 逗号运算符的执行顺序如何？

   答案： 逗号运算符确保首先计算第一个表达式，然后计算第二个表达式，并且逗号表达式的值是第二部分的值。

3. 逗号运算符的优先级如何？

   答案： 逗号运算符的优先级是最低的，在表达式中使用时需要注意其作用范围。

4. 逗号运算符的实际用途可以举例说明吗？

   答案： 逗号运算符常用于for循环的初始化和更新部分，以便在一个语句中执行多个操作。例如，i = 0, j = 1 可以同时初始化多个变量。

关系运算符——>、>=、= =、<=、<和!=；

总结：

请注意，关系运算符用于比较两个值，并返回一个布尔值（True或False），表示它们之间的关系。
关系运算符的优先级比算术运算符低。
这意味着在表达式中使用关系运算符时，需要注意它们的运算顺序，可以使用括号来明确优先级。

重要问题：

Q1: 关系表达式的结果是什么类型？
A1: 关系表达式的结果是布尔类型，即true或false。

Q2: 关系运算符的优先级如何？
A2: 关系运算符的优先级低于算术运算符，因此在表达式中使用时需要注意运算顺序。

赋值、比较和可能犯的错误总结：

1. 赋值运算符（=）用于将一个值赋给变量，而等于运算符（==）用于比较两个值是否相等。

2. 在条件测试中使用等于运算符（==），而不是赋值运算符（=）。错误地在条件中使用赋值运算符可能导致不正确的逻辑和无限循环。

3. 赋值运算符的结果是被赋的值，而等于运算符的结果是true或false。

4. 逗号运算符可以用于将多个表达式组合成一个表达式，按顺序执行，并返回最后一个表达式的值。

问题：

1. 什么是赋值运算符和等于运算符？它们的作用是什么？

2. 为什么在条件测试中使用等于运算符（==）而不是赋值运算符（=）？

3. 在使用逗号运算符时，表达式的计算顺序是什么？

C风格字符串和string 类字符串怎么比较

总结

在C++中，比较C风格字符串时，不能像使用关系运算符那样简单地使用 == 或 != 进行比较，因为C风格字符串是字符数组，而关系运算符将比较它们的地址而不是内容。相反，你应该使用C标准库函数 strcmp 来比较C风格字符串。

string 类字符串进行比较要比使用C风格字符串更加简单，因为 string 类重载了关系运算符，使得可以直接使用这些运算符来比较字符串的内容。
使用关系运算符（如 ==、!=、<、<=、>、>=）来比较 string 类字符串的内容非常简单。
要检查两个 string 类字符串是否相等，可以使用 == 运算符，== 运算符在比较两个 string 对象时会比较它们的内容而不是地址。
使用 <、<=、>、>= 运算符来比较 string 对象的大小。这些运算符会按照字典顺序比较字符串的内容。

使用 string 类字符串进行比较更加直观和安全，因为它们重载了关系运算符，使得字符串之间的比较更加方便。

问题

1. 为什么不能使用 == 来比较C风格字符串？

   关系运算符 == 用于比较两个变量的值是否相等。对于C风格字符串，这将比较它们的地址，而不是字符串的内容。因此，== 不会正确比较字符串内容。

2. strcmp 函数的作用是什么？

   strcmp 函数用于比较两个C风格字符串的内容。它接受两个字符串作为参数，如果这两个字符串相等，返回值为0；如果第一个字符串小于第二个字符串，返回值为负数；如果第一个字符串大于第二个字符串，返回值为正数。

总之，要正确比较C风格字符串的内容，请使用 strcmp 函数，而不是关系运算符。
使用 string 类字符串进行比较更加直观和安全，因为它们重载了关系运算符，使得字符串之间的比较更加方便。

while循环；

在这段C++ Primer Plus第6版中文版的内容中，作者介绍了while循环的基本结构和用法，并通过一个示例程序清单5.13展示了如何使用while循环逐字符遍历字符串并显示字符及其ASCII码。

重要概念和知识点：

1. while循环结构：while循环是一种入口条件循环，它只有一个测试条件和一个循环体。只要测试条件为true，循环体将一直执行，直到测试条件为false才停止。

2. 循环体：循环体是在测试条件为true时执行的一组语句，可以是单个语句或由花括号包围的语句块。
   

typedef工具；

重要的地方：

1. 使用预处理器#define创建别名： 使用#define指令可以在预处理阶段将一个标识符替换为另一个标识符，从而创建别名。这种方法在简单情况下很有用，但在复杂的类型别名上可能会导致问题。

2. 使用typedef创建别名： 使用typedef关键字可以更灵活地为类型创建别名，包括复杂的类型。这是更常见、更可控且更安全的方式。

3. typedef不创建新类型： 别名不会创建新的数据类型，而只是为现有类型提供一个新的名称，这意味着类型检查仍然会考虑原始类型。

4. typedef vs. #define： typedef通常比#define更安全和可维护，特别是在处理复杂类型别名时。使用#define时，需要格外小心以避免潜在的问题。

5. 问题：

   a. typedef和#define之间的主要区别是什么？

   主要区别在于typedef创建更具类型安全性和可维护性的别名，而#define在预处理阶段简单地进行文本替换，可能导致潜在的问题。

   b. 为什么使用typedef时更容易处理复杂类型别名？

   使用typedef时，可以轻松地为复杂的类型创建别名，包括指向函数、数组和结构等类型的指针。这使得代码更易读和理解。

   c. 什么时候应该使用#define创建别名？

   #define通常在需要进行简单的文本替换时使用，例如，为常量值创建别名，而不是为类型创建别名。然而，应尽量避免在C++中使用#define来创建类型别名，特别是在复杂的情况下。

   d. typedef是否会创建新类型？

   不会，typedef只是为现有类型提供一个新的名称，不会创建新的数据类型。这意味着类型检查仍然会考虑原始类型。

   e. 什么是类型安全性？为什么它很重要？

   类型安全性是指编程语言的特性，它确保在运行时不会出现不合法的类型操作。在C++中，类型安全性可以帮助避免潜在的编程错误和运行时错误，提高代码的可维护性和可靠性。

   f. 可以为不同的指针类型创建别名吗？

   是的，可以使用typedef为不同的指针类型创建别名，以简化代码并提高可读性。例如，可以为char指针、int指针等各种指针类型创建别名。

do while循环；

循环和文本输入，字符输入方法get()；

在这段C++ Primer Plus第6版中文版的内容中，作者介绍了使用cin.get(char)函数来逐个字符读取输入，并解决了前一个示例程序中的空格和制表符被忽略的问题。以下是重要的概念和知识点：

重要概念和知识点：

1. cin.get(char)：cin.get(char)是istream类的成员函数，用于从标准输入逐个字符读取输入，并将字符存储在变量中。这个函数不会忽略空格和制表符，因此可以用于逐个字符读取包括空格在内的输入。

2. 引用类型：在C++中，函数参数可以声明为引用类型，这允许函数修改参数的值。在示例程序中，cin.get(char)函数可以修改ch变量的值，因为参数被声明为引用类型。

3. 计数字符：示例程序使用一个变量count来计数读取的字符数量，这有助于报告处理的总字符数。

一些重要问题和答案：

1. 为什么要使用cin.get(char)而不是cin >> ch？
   答：cin >> ch通常会忽略空格和制表符，而cin.get(char)适用于需要逐个字符读取输入并包括空格的情况。

2. 为什么示例程序中的cin.get(char)可以修改ch的值？
   答：cin.get(char)函数的参数被声明为引用类型，允许它修改传递给函数的变量的值。在C++中，引用类型允许函数修改变量的值，而不需要传递指针。

3. 为什么示例程序中的输入仍然被缓冲？
   答：C++默认情况下会对输入进行缓冲，这意味着用户输入的字符不会立即被发送给程序，而是在用户按下回车键后才被发送。

4. 为什么在C++中使用cin.get(char)时不需要传递变量地址？
   答：在C++中，函数参数可以声明为引用类型，这允许函数直接修改参数的值，而不需要传递变量地址。这是C++引入的一个重要特性。

这些问题和答案涵盖了这段内容中的关键概念和技术。了解如何使用cin.get(char)来逐个字符读取输入以及引用类型的使用对于字符输入处理非常重要。如果您有进一步的问题，请随时提出。

文件尾条件；

在这段C++ Primer Plus第6版中文版的内容中，作者介绍了如何使用文件尾条件（EOF）来结束输入循环，以及如何检测EOF条件。以下是重要的概念和知识点：

重要概念和知识点：

1. EOF（文件尾条件）：EOF是一种表示输入流结束的条件。在C++中，EOF通常由cin.fail()或cin.eof()来检测。

2. 重定向：操作系统允许将文件用于替代键盘输入，这称为重定向。可以使用重定向来测试文件输入，而不必手动输入数据。

3. cin.clear()：cin.clear()是一个函数，用于清除cin对象中的EOF标记，以便继续读取输入。

4. cin.get()：cin.get()是用于读取字符的函数，可以用于检测EOF条件并逐个字符读取输入。

5. cin.fail()：cin.fail()是一个成员函数，用于检测输入失败条件，通常与EOF一起使用。

6. cin.eof()：cin.eof()是一个成员函数，用于检测EOF条件，通常与cin.fail()一起使用。

一些重要问题和答案：

1. 什么是EOF（文件尾条件）？
   答：EOF表示输入流结束的条件，通常用于标志输入的结束。在C++中，EOF通常由cin.fail()或cin.eof()来检测。

2. 如何使用EOF来结束输入循环？
   答：可以使用cin.fail()或cin.eof()来检测EOF条件，然后在输入达到EOF时退出循环。

3. 什么是重定向？
   答：重定向是一种操作系统功能，允许将文件用于替代键盘输入，以便测试文件输入而无需手动输入数据。

4. 为什么需要使用cin.clear()来清除EOF标记？
   答：cin.clear()函数用于清除cin对象中的EOF标记，以便继续读取输入。否则，cin对象将保持在EOF状态，不会再次接受输入。

5. 如何使用cin.get()函数来读取字符并检测EOF？
   答：可以使用cin.get(ch)函数来逐个字符读取输入，并使用cin.fail()或cin.eof()来检测EOF条件。

6. 为什么要使用cin.fail()或cin.eof()来检测EOF？
   答：这些函数用于检测输入失败条件和EOF条件，通常与文件输入相关。

问答区

对于内置类型，使用递增/递减前缀和后缀是否会有性能差异，用户定义的类型呢？

答：
对于内置类型，通常不会有性能差异，因为现代编译器通常能够进行优化，使前缀和后缀格式的性能相近。

对于用户定义的类型，前缀格式通常效率更高，因为它可以直接对对象进行修改，而后缀格式需要创建对象的副本，然后对副本进行递增或递减操作。这导致前缀格式在性能上更有效。
用户这样定义前缀函数：将值加1，然后返回结果；但后缀版本首先复制一个副本，将其加1，然后将复制的副本返回。因此，对于类而言，前缀版本的效率比后缀版本高。

什么是复合语句（语句块）？为什么它们有用？

答案： 复合语句是由一对花括号 {} 包围的一组语句，它们被视为一个单独的语句。它们有助于在一起执行多个操作，并且可以创建局部作用域。

逗号运算符的主要作用是什么？

答案： 逗号运算符允许将多个表达式组合成一个，并按照顺序依次执行这些表达式,并返回最后一个表达式的值。它通常用于for循环的控制部分，以便同时执行多个操作。

typedef和#define之间的主要区别是什么？

主要区别在于typedef创建更具类型安全性和可维护性的别名，而#define在预处理阶段简单地进行文本替换，可能导致潜在的问题。
用#define，不过声明一系列变量时，这种方法不适用。
例如，请看下面的代码：

#define FLOAT_POINTER float *
FLOAT_POINTER pa, pb;
1
2

预处理器置换将该声明转换为这样：

float * pa, pb; // pa a pointer to float, pb just a float
1

typedef方法不会有这样的问题。它能够处理更复杂的类型别名，这使得与使用#define相比，使用typedef是一种更佳的选择——有时候，这也是唯一的选择。

cin的几个读取方法？

C++中使用cin对象进行标准输入时，有以下几种常见的读取方法，不包括具体示例：

1. >> 运算符：用于从输入流中读取并分配给相应的变量，可用于读取整数、浮点数、字符等。

2. getline() 函数：用于读取一行文本，包括空格，将整行文本存储到字符串中。

3. get() 函数：用于逐个字符地读取输入流，可以用于处理字符级输入。

4. ignore() 函数：用于忽略指定数量的字符或特定字符，通常用于清除输入流中的多余字符。

5. cin.getline() 函数：类似于 getline() 函数，但直接使用 cin，并指定字符数限制。

这些方法可以根据需要灵活组合，以实现对不同类型和格式的输入数据进行处理。

什么是EOF（文件尾条件）？

什么是EOF（文件尾条件）？
答：EOF表示输入流结束的条件，通常用于标志输入的结束。在C++中，EOF通常由cin.fail()或cin.eof()来检测。

如何使用EOF来结束输入循环？
答：可以使用cin.fail()或cin.eof()来检测EOF条件，然后在输入达到EOF时退出循环。

什么是重定向？
答：重定向是一种操作系统功能，允许将文件用于替代键盘输入，以便测试文件输入而无需手动输入数据。
假设在Windows中有一个名为gofish.exe的可执行程序和一个名为fishtale的文本文件，则可以在命令提示符模式下输入下面的命令：

gofish <fishtale
1

这样，程序将从fishtale文件（而不是键盘）获取输入。<符号是Unix和Windows命令提示符模式的重定向运算符。

为什么需要使用cin.clear()来清除EOF标记？
答：cin.clear()函数用于清除cin对象中的EOF标记，以便继续读取输入。否则，cin对象将保持在EOF状态，不会再次接受输入。

如何使用cin.get()函数来读取字符并检测EOF？
答：可以使用cin.get(ch)函数来逐个字符读取输入，并使用cin.fail()或cin.eof()来检测EOF条件。

为什么要使用cin.fail()或cin.eof()来检测EOF？
答：这些函数用于检测输入失败条件和EOF条件，通常与文件输入相关。

怎么用文件替换键盘输入?

假设在Windows中有一个名为gofish.exe的可执行程序和一个名为fishtale的文本文件，则可以在命令提示符模式下输入下面的命令：

gofish 这样，程序将从fishtale文件（而不是键盘）获取输入。<符号是Unix和Windows命令提示符模式的重定向运算符。