今天开始正式步入C++的学习中，作为学习笔记，我决定采用先定义再程序再讲解讲解的方式记录，即首先我会讲解一些概念性的问题，然后用一个程序作为实力，在对程序进行讲解。

1.概念与定义

我们在今天的学习开始要提及一个规定：

对于一个算法，可以没有输入但是不能没有输出。

有些童靴可能会觉得奇怪，为什么可以没有输入但是必须有输出？原因如下，可以没有输入的原因是，我们可以在编写程序时，初始化并给某个变量赋值，并不一定要依赖于外部设备的输入；而如果我们不能知道这个程序算法运行结果如何，这个算法对我们就没有意义，所以必须要有输出，不过需要注意的是输出并不一定是显示于屏幕的字符，可以是一段声音，一个图形的移动，甚至于在单片机中某个引脚的高低变换。但是作为初学者常用的输出方式，就是在终端中显示字符。因此我们今天将提及C++中用于输入输出的函数。

下面阐述一个重要定义

变量的声明和定义，很多同学都容易把这两个概念弄混,注意是两个概念，两个呦。这个两个概念的区别在于一种是需要建立存储空间的，这个叫做“定义性声明（defining declaration）”或者称为“定义（definition）”，如int a；在声明时就已经建立了存储空间，另一种是不需要建立存储空间的，如extern int a;其中变量a是在别的程序中定义的，这个叫做“引用性声明（referncing declaration）”，当然广义来讲，声明是包括定义的，但是并非所有声明都是定义，上面的例子已经很好的说明了这个问题。

那么声明和定义的作用是什么？声明是为了在定义之前能够使用，这个是由编译器的特性决定的，比如说我们编写一个函数，作用是把两个变量相加，但是这个函数位于main函数之后。如果我们不提前声明的话，编译器将无法识别这个函数名导致程序无法通过编译。举个例子，某导演要拍一个电影，他可以说某几段我要做特效（声明），然后后期再把特效组的人请过来（定义），但是如果不提前告知大家这里要做特效（声明），可能剪辑组的人在不知情的情况下，就会将整个影片错误剪辑（不能正常运行）。因此，同一个变量或者函数，可以声明多次，但是只可以定义一次（毕竟只能请一个特效组）。

整型：C++中用于存储整数的变量类型，C++中整型包括long、unsigned long、int、unsigned int、short、unsigned short、char、unsigned char和bool。C++11中又新增了两个整型分别是long long和unsigned long long。 有趣的是C++对于这个变量类型的长度规定十分灵活，其中short必须保证两字节，即16位；int至少于short一样长；long至少四个字节，即32位且至少与int一样长；long long至少八个字节，即64位且至少与long一样长。这意味着在不同的编译器中，整型的长度可能不同，有兴趣的同学可以多装几个编译器做个实验。

这里需要注意的整形的取值范围，以16位int为例，其取值范围为-32768到+32767，正数比负数小1是因为其中有个0，那么16位unsigned int取值范围就是0到65535。

浮点型：用存储带小数部分数字的变量类型，注意这里的带小数部分数字包括指数。C++中内置的浮点数包括float、double和long double。其中float至少32位，double至少48位，且不能少于float,long double至少跟double一样多，这表明这三个类型可以相同长度，但是，通常float为32位，double为64位，long double为80、96或128位。

2.程序实例

编写一个程序，要求输入地区人口数（整型）和地区面积，求单位面积人口数，分别以一下方式显示 （1）用编译器默认方式显示。 （2）取小数点后3位显示。 （3）用指数方式显示。 C++程序如下：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24

//01.cpp-Caculate the population density
#include <iostream>
#include <iomanip>

int main()
{
  using namespace std;
  
  int population;
  float area,density;
  
  cout << "Please input the population" <<endl;
  cin >> population;
  cout << "Please input the proportion " <<endl;
  cin >> area;
  
  density = (float) population / area;
  
  cout << "The population density is " << density << endl;
  cout << "The population density is " << setprecision(3) << density << endl;
  cout << "The population density is " << scientific<<density << endl;
  
  return 0;
  }

程序结果如下：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

Please input the population
12345
Please input the proportion 
423
The population density is 29.1844
The population density is 29.2
The population density is 2.918e+01


------------------
(program exited with code: 0)
Press return to continue

C语言程序如下：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28

//01.cpp-Caculate the population density
#include <stdio.h>

int main()
{ 
  
  int population;
  float area,density;
  
  printf( "Please input the population\n" );
  scanf("%d",&population);
  printf( "Please input the proportion \n" );
  scanf("%f",&area);
  
  density = population / area;
  
  printf( "The population density is " );
    printf( "%f\n",density );
    
    printf( "The population density is " );
    printf( "%.3f\n",density );
    
    printf( "The population density is " );
    printf( "%e\n",density );

  
  return 0;
  }

输出结果如下：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

Please input the population
12345
Please input the proportion 
423
The population density is 29.1844
The population density is 29.2
The population density is 2.918e+01


------------------
(program exited with code: 0)
Press return to continue
    

3.程序分析

作为第一天的学习笔记我会省略一些东西留作日后再讲，例如using namespace std；，首先说C跟C++共同点，都必须有main函数，main函数的作用是连接操作系统与程序，编译器会将启动代码放入main函数中，以便系统调用，启动代码就是连接系统与程序的桥梁。注意两点，其一，不管是在C还是C++中main函数必须不接受任何参数，即main（void）。其二，C++中规定main函数格式必须为int main()在程序的最后return 0，。

C++中格式化输出要调用I/O流控制头文件iomanip.h，以下是一些常用的格式化输出:

|dec |置基数为10 相当于”%d”| |hex |置基数为16 相当于”%X”| |oct |置基数为8 相当于”%o”| |setfill© |设填充字符为c| |setprecision(n) | 设显示小数精度为n位| |setw(n) |设域宽为n个字符| |setioflags(ios::fixed) | 固定的浮点显示| |setioflags(ios::scientific) |指数表示| |setiosflags(ios::left)| 左对齐| |setiosflags(ios::right) |右对齐| |setiosflags(ios::skipws) |忽略前导空白| |setiosflags(ios::uppercase) |16进制数大写输出| |setiosflags(ios::lowercase) |16进制小写输出| |setiosflags(ios::showpoint) |强制显示小数点| |setiosflags(ios::showpos) |强制显示符号|

C语言中的格式化输出如下：

C中格式字符串的一般形式为： printf(“%[标志][输出最小宽度][.精度][长度]类型”，变量);其中方括号[]中的项为可选项。 表示输出类型的格式字符 　　　　　 格式字符意义 a　　　　　　　　　　　　　　　　 浮点数、十六进制数字和p-计数法(C99) A 　　　　　　　　　　　　　　　　浮点数、十六进制数字和p-计数法(C99) c 　　　　　　　　　　　　　　　　输出单个字符 d 　　　　　　　　　　　　　　　　以十进制形式输出带符号整数 e 　　　　　　　　　　　　　　　　以指数形式输出单、双精度实数 E 　　　　　　　　　　　　　　　　以指数形式输出单、双精度实数 f 　　　　　　　　　　　　　　　　以小数形式输出单、双精度实数 g 　　　　　　　　　　　　　　　　以%f%e中较短的输出宽度输出 G 　　　　　　　　　　　　　　　　以%f%e中较短的输出宽度输出 i 　　　　　　　　　　　　　　　　有符号十进制整数(与%d相同) o 　　　　　　　　　　　　　　　　以八进制形式输出无符号整数 p 　　　　　　　　　　　　　　　　指针 s 　　　　　　　　　　　　　　　　输出字符串 x 　　　　　　　　　　　　　　　　以十六进制形式输出无符号整数 X　　　　　　　　　　　　　　　　 以十六进制形式输出无符号整数 u 　　　　　　　　　　　　　　　　以十进制形式输出无符号整数

另外需要注意一点，在C和C++中，做除法运算时，两个整型量相除，出来的结果依旧是整型，例如3/4=0，若想保证输出结果为浮点需强制转换，格式为（转换类型）变量。

今天由于练车晚上回来有点晚，笔记做的有点水希望Miss.Yang原谅，另以上纯属个人观点，欢迎大家指正，如果有什么地方令您不满，请尽快告知，鄙人会酌情判断进行修改。若修改后鄙人观点还是令您不悦——你咬我啊。(╯°Д°)╯︵ ┻━┻

作业： 1.C中格式化输出的[标志]都有哪些？分别有什么用. 2.编写一个程序，要求输入汽车行驶里数（整型）和耗油量（整型），输出平均油耗，分别以以下方式显示。

（1）保留后2位小数。
（2）保留后8位不足的用0填补（建议输入12,5）
（3）（C语言）左对齐输出长度5位，小数点后2位的指数并带正负号。