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C++从零开始(七)——何谓函数 (2006-08-30 16:51:00)

摘要:本篇之前的内容都是基础中的基础,理论上只需前面所说的内容即可编写出几乎任何只操作内存的程序,也就是本篇以后说明的内容都可以使用之前的内容自己实现,只不过相对要麻烦和复杂许多罢了。
  本篇开始要比较深入地讨论C++提出的很有意义的功能,它们大多数和前面的switch语句一样,是一种技术的实现,但更为重要的是提供了语义的概念。所以,本篇开始将主要从它们提供的语义这方面来说明各自的用途,而不像之前通过实现原理来说明(不过还是会说明一下实现原理的)。为了能清楚说明这些功能,要求读者现在至少能使用VC来编译并生成一段程序,因为后续的许多例子都最好是能实际编译并观察执行结果以加深理解(尤其是声明和类型这两个概念)。为此,如果你现在还不会使用VC或其他编译器来进行编译代码,请先参看其他资料以了解如何使用VC进行编译。为了后续例子的说明,下面先说明一些预备知识。


预备知识

  写出了C++代码,要如何让编译器编译?在文本文件中书写C++代码,然后将文本文件的文件名作为编译器的输入参数传递给编译器,即叫编译器编译给定文件名所对应的文件。在VC中,这些由VC这个编程环境(也就是一个软件,提供诸多方便软件开发的功能)帮我们做了,其通过项目(Project)来统一管理书写有C/C++代码的源文件。为了让VC能了解到哪些文件是源文件(因为还可能有资源文件等其他类型文件),在用文本编辑器书写了C++代码后,将其保存为扩展名为.c或.cpp(C Plus Plus)的文本文件,前者表示是C代码,而后者表示C++代码,则缺省情况下,VC就能根据不同的源文件而使用不同的编译语法来编译源文件。
  前篇说过,C++中的每条语句都是从上朝下执行,每条语句都对应着一个地址,那么在源文件中的第一条语句对应的地址就是0吗?当然不是,和在栈上分配内存一样,只能得到相对偏移值,实际的物理地址由于不同的操作系统将会有各自不同的处理,如在Windows下,代码甚至可以没有物理地址,且代码对应的物理地址还能随时变化。
  当要编写一个稍微正常点的程序时,就会发现一个源文件一般是不够的,需要使用多个源文件来写代码。而各源文件之间要如何连接起来?对此C++规定,凡是生成代码的语句都要放在函数中,而不能直接写在文本文件中。关于函数......

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C++从零开始(六)——何谓语句 (2006-08-30 16:50:00)

摘要:前面已经说过程序就是方法的描述,而方法的描述无外乎就是动作加动作的宾语,而这里的动作在C++中就是通过语句来表现的,而动作的宾语,也就是能够被操作的资源,但非常可惜地C++语言本身只支持一种资源——内存。由于电脑实际可以操作不止内存这一种资源,导致C++语言实际并不能作为底层硬件程序的编写语言(即使是C语言也不能),不过各编译器厂商都提供了自己的嵌入式汇编语句功能(也可能没提供或提供其它的附加语法以使得可以操作硬件),对于VC,通过使用__asm语句即可实现在C++代码中加入汇编代码来操作其他类型的硬件资源。对于此语句,本系列不做说明。
语句就是动作,C++中共有两种语句:单句和复合语句。复合语句是用一对大括号括起来,以在需要的地方同时放入多条单句,如:{ long a = 10; a += 34; }。而单句都是以“;”结尾的,但也可能由于在末尾要插入单句的地方用复合语句代替了而用“}”结尾,如:if( a ) { a--; a++; }。应注意大括号后就不用再写“;”了,因为其不是单句。
方法就是怎么做,而怎么做就是在什么样的情况下以什么样的顺序做什么样的动作。因为C++中能操作的资源只有内存,故动作也就很简单的只是关于内存内容的运算和赋值取值等,也就是前面说过的表达式。而对于“什么样的顺序”,C++强行规定只能从上朝下,从左朝右来执行单句或复合语句(不要和前面关于表达式的计算顺序搞混了,那只是在一个单句中的规则)。而最后对于“什么样的情况”,即进行条件的判断。为了不同情况下能执行不同的代码,C++定义了跳转语句来实现,其是基于CPU的运行规则来实现的,下面先来看CPU是如何执行机器代码的。


机器代码的运行方式

前面已经说过,C++中的所有代码到最后都要变成CPU能够认识的机器代码,而机器代码由于是方法的描述也就包含了动作和动作的宾语(也可能不带宾语),即机器指令和内存地址或其他硬件资源的标识,并且全部都是用二进制数表示的。很正常,这些代表机器代码的二进制数出于效率的考虑在执行时要放到内存中(实际也可以放在硬盘或其他存储设备中),则很正常地每个机器指令都能有一个地址和其相对应。
CPU内带一种功能和内存一样的用于暂时记录二进制数的硬件,称作寄存器,其读取速度较内存要快很多,但大小就小许多了。为了加快读取速度,......

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C++从零开始(五)——何谓指针 (2006-08-30 16:49:00)

摘要:本篇说明C++中的重中又重的关键——指针类型,并说明两个很有意义的概念——静态和动态。


数组

前面说了在C++中是通过变量来对内存进行访问的,但根据前面的说明,C++中只能通过变量来操作内存,也就是说要操作某块内存,就必须先将这块内存的首地址和一个变量名绑定起来,这是很糟糕的。比如有100块内存用以记录100个工人的工资,现在要将每个工人的工资增加5%,为了知道各个工人增加了后的工资为多少,就定义一个变量float a1;,用其记录第1个工人的工资,然后执行语句a1 += a1 * 0.05f;,则a1里就是增加后的工资。由于是100个工人,所以就必须有100个变量,分别记录100个工资。因此上面的赋值语句就需要有100条,每条仅仅变量名不一样。
上面需要手工重复书写变量定义语句float a1;100遍(每次变一个变量名),无谓的工作。因此想到一次向操作系统申请100*4=400个字节的连续内存,那么要给第i个工人修改工资,只需从首地址开始加上4*i个字节就行了(因为float占用4个字节)。
为了提供这个功能,C++提出了一种类型——数组。数组即一组数字,其中的各个数字称作相应数组的元素,各元素的大小一定相等(因为数组中的元素是靠固定的偏移来标识的),即数组表示一组相同类型的数字,其在内存中一定是连续存放的。在定义变量时,要表示某个变量是数组类型时,在变量名的后面加上方括号,在方括号中指明欲申请的数组元素个数,以分号结束。因此上面的记录100个工资的变量,即可如下定义成数组类型的变量:
float a[100];
上面定义了一个变量a,分配了100*4=400个字节的连续内存(因为一个float元素占用4个字节),然后将其首地址和变量名a相绑定。而变量a的类型就被称作具有100个float类型元素的数组。即将如下解释变量a所对应内存中的内容(类型就是如何解释内存的内容):a所对应的地址标识的内存是一块连续内存的首地址,这块连续内存的大小刚好能容纳下100个float类型的数字。
因此可以将前面的float b;这种定义看成是定义了一个元素的float数组变量b。而为了能够访问数组中的某个元素,在变量名后接方括号,方括号中放一数字,数字必须是非浮点数,即使用二进制原码或补码进行表示的数字。如a[ 5......

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C++从零开始(四)——赋值操作符 (2006-08-30 16:48:00)

摘要:本篇是《C++从零开始(二)》的延续,说明《C++从零开始(二)》中遗留下来的关于表达式的内容,并为下篇指针的运用做一点铺垫。虽然上篇已经说明了变量是什么,但对于变量最关键的东西却由于篇幅限制而没有说明,下面先说明如何访问内存。


赋值语句

前面已经说明,要访问内存,就需要相应的地址以表明访问哪块内存,而变量是一个映射,因此变量名就相当于一个地址。对于内存的操作,在一般情况下就只有读取内存中的数值和将数值写入内存(不考虑分配和释放内存),在C++中,为了将一数值写入某变量对应的地址所标识的内存中(出于简便,以后称变量a对应的地址为变量a的地址,而直接称变量a的地址所标识的内存为变量a),只需先书写变量名,后接“=”,再接欲写入的数字(关于数字,请参考《C++从零开始(二)》)以及分号。如下:
a = 10.0f; b = 34;
由于接的是数字,因此就可以接表达式并由编译器生成计算相应表达式所需的代码,也就可如下:
c = a / b * 120.4f;
上句编译器将会生成进行除法和乘法计算的CPU指令,在计算完毕后(也就是求得表达式a / b * 120.4f的值了后),也会同时生成将计算结果放到变量c中去的CPU指令,这就是语句的基本作用(对于语句,在《C++从零开始(六)》中会详细说明)。
上面在书写赋值语句时,应该确保此语句之前已经将使用到的变量定义过,这样编译器才能在生成赋值用的CPU指令时查找到相应变量的地址,进而完成CPU指令的生成。如上面的a和b,就需要在书写上面语句前先书写类似下面的变量定义:
float a; long b;
直接书写变量名也是一条语句,其导致编译器生成一条读取相应变量的内容的语句。即可以如下书写:
a;
上面将生成一条读取内存的语句,即使从内存中读出来的数字没有任何应用(当然,如果编译器开了优化选项,则上面的语句将不会生成任何代码)。从这一点以及上面的c = a / b * 120.4f;语句中,都可以看出一点——变量是可以返回数字的。而变量返回的数字就是按照变量的类型来解释变量对应内存中的内容所得到的数字。这句话也许不是那么容易理解,在看过后面的类型转换一节后应该就可以理解了。
因此为了将数据写入一块内存,使用赋值语句(即等号);要读......

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C++从零开始(三)——何谓变量(2006-08-30 16:47:00)

摘要:本篇说明内容是C++中的关键,基本大部分人对于这些内容都是昏的,但这些内容又是编程的基础中的基础,必须详细说明。
数字表示 数学中,数只有数值大小的不同,绝不会有数值占用空间的区别,即数学中的数是逻辑上的一个概念,但电脑不是。考虑算盘,每个算盘上有很多列算子,每列都分成上下两排算子。上排算子有2个,每个代表5,下排算子有4个,每个代表1(这并不重要)。因此算盘上的每列共有6个算子,每列共可以表示0到14这15个数字(因为上排算子的可能状态有0到2个算子有效,而下排算子则可能有0到4个算子有效,故为3×5=15种组合方式)。
上面的重点就是算盘的每列并没有表示0到14这15个数字,而是每列有15种状态,因此被人利用来表示数字而已(这很重要)。由于算盘的每列有15个状态,因此用两列算子就可以有15×15=225个状态,因此可以表示0到224。阿拉伯数字的每一位有0到9这10个图形符号,用两个阿拉伯数字图形符号时就能有10×10=100个状态,因此可以表示0到99这100个数。
这里的算盘其实就是一个基于15进制的记数器(可以通过维持一列算子的状态来记录一位数字),它的一列算子就相当于一位阿拉伯数字,每列有15种状态,故能表示从0到14这15个数字,超出14后就必须通过进位来要求另一列算子的加入以表示数字。电脑与此一样,其并不是数字计算机,而是电子计算机,电脑中通过一根线的电位高低来表示数字。一根线中的电位规定只有两种状态——高电位和低电位,因此电脑的数字表示形式是二进制的。
和上面的算盘一样,一根电线只有两个状态,当要表示超出1的数字时,就必须进位来要求另一根线的加入以表示数字。所谓的32位电脑就是提供了32根线(被称作数据总线)来表示数据,因此就有2的32次方那么多种状态。而16根线就能表示2的16次方那么多种状态。
所以,电脑并不是基于二进制数,而是基于状态的变化,只不过这个状态可以使用二进制数表示出来而已。即电脑并不认识二进制数,这是下面“类型”一节的基础。
内存 内存就是电脑中能记录数字的硬件,但其存储速度很快(与硬盘等低速存储设备比较),又不能较长时间保存数据,所以经常被用做草稿纸,记录一些临时信息。
前面已经说过,32位计算机的数字是通过32根线上的电位状态的组合来表示的,因此内存能记录数字,也就是能维持32根线上各......

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C++从零开始(二)——何谓表达式(2006-08-30 16:46:00)

摘要:本篇是此系列的开头,在学英语时,第一时间学的是字母,其是英语的基础。同样,在C++中,所有的代码都是通过标识符(Identifier)、表达式(Expression)和语句(Statement)及一些必要的符号(如大括号等)组成,在此先说明何谓标识符。
标识符 标识符是一个字母序列,由大小写英文字母、下划线及数字组成,用于标识。标识就是标出并识别,也就是名字。其可以作为后面将提到的变量或者函数或者类等的名字,也就是说用来标识某个特定的变量或者函数或者类等C++中的元素。
比如:abc就是一个合法的标识符,即abc可以作为变量、函数等元素的名字,但并不代表abc就是某个变量或函数的名字,而所谓的合法就是任何一个标识符都必须不能以数字开头,只能包括大小写英文字母、下划线及数字,不能有其它符号,如,!^等,并且不能与C++关键字相同。也就是我们在给一个变量或函数起名字的时候,必须将起的名字看作是一个标识符,并进而必须满足上面提出的要求。如12ab_C就不是一个合法的标识符,因此我们不能给某个变量或函数起12ab_C这样的名字;ab_12C就是合法的标识符,因此可以被用作变量或函数的名字。
前面提到关键字,在后续的语句及一些声明修饰符的介绍中将发现,C++提供了一些特殊的标识符作为语句的名字,用以标识某一特定语句,如if、while等;或者提供一些修饰符用以修饰变量、函数等元素以实现语义或给编译器及连接器提供一些特定信息以进行优化、查错等操作,如extern、static等。因此在命名变量或函数或其他元素时,不能使用if、extern等这种C++关键字作为名字,否则将导致编译器无法确认是一个变量(或函数或其它C++元素)还是一条语句,进而无法编译。
如果要让某个标识符是特定变量或函数或类的名字,就需要使用声明,在后续的文章中再具体说明。
数字

C++作为电脑编程语言,电脑是处理数字的,因此C++中的基础东西就是数字。C++中提供两种数字:整型数和浮点数,也就是整数和小数。但由于电脑实际并不是想象中的数字化的(详情参见《C++从零开始(三)》中的类型一节),所以整型数又分成了有符号和无符号整型数,而浮点数则由精度的区别而分成单精度和双精度浮点数,同样的整型数也根据长度分成长整型和短整型。
要在C++代码中表示一个数字,直接书写......

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C++从零开始(一)——何谓编程 (2006-08-30 16:45:00)

摘要:引言

曾经有些人问我问题,问得都是一些很基础的问题,但这些人却已经能使用VC编一个对话框界面来进行必要的操作或者是文档/视界面来实时接收端口数据并动态显示曲线(还使用了多线程技术),却连那些基础的问题都不清楚,并且最严重的后果就是导致编写出拙劣的代码(虽然是多线程,但真不敢恭维),不清楚类的含义,混杂使用各种可用的技术来达到目的(连用异常代替选择语句都弄出来了),代码逻辑混乱,感觉就和金山快译的翻译效果一样。
我认为任何事情,基础都是最重要的,并且在做完我自定的最后一个项目后我就不再做编程的工作,守着这些经验也没什么意义,在此就用本系列说说我对编程的理解,帮助对电脑编程感兴趣的人快速入门(不过也许并不会想象地那么快)。由于我从没正经看完过一本C++的书(都是零碎偶尔翻翻的),并且本系列并不是教条式地将那些该死的名词及其解释罗列一遍,而是希望读者能够理解编程,而不是学会一门语言(即不止会英翻汉,还会汉翻英)。整个系列全用我自己的理解来写的,并无参考其他教材(在一些基础概念上还是参考了MSDN),所以本系列中的内容可能有和经典教材不一致的地方,但它们的本质应该还是一样的,只是角度不同而已。本系列不会仔细讲解C++的每个关键字(有些并不重要),毕竟目的不是C++语言参考,而是编程入门。如果本系列文章中有未提及的内容,还请参考MSDN中的C++语言参考(看完本系列文章后应该有能力做这件事了),而本系列给出的内容均是以VC编译器为基础,基于32位Windows操作系统的。
下面罗列一下各文章的标题和主要内容,红色修饰的文章标题表示我认为的重点。
C++从零开始(一)——何谓编程(说明编程的真正含义及两个重要却容易被忽略的基础概念)
C++从零开始(二)——何谓表达式(说明各操作符的用处,但不是全部,剩余的会在其它文章提到)
C++从零开始(三)——何谓变量(说明电脑的工作方式,阐述内存、地址等极其重要的概念)
C++从零开始(四)——赋值操作符(《C++从零开始(二)》的延续,并为指针的解释打一点基础)
C++从零开始(五)——何谓指针(阐述指针、数组等重要的概念)
C++从零开始(六)——何谓语句(讲解C++提供的各个语句,说明各自存在的理由)
C++从零开始(七)——何谓函数(说明函数及其存在的理由)<......

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C常规错误(2006-08-30 16:37:00)

摘要:C语言的最大特点是:功能强,使用方便灵活.C编译的程序对语法 检查并不象其它高级语言那么严格,这就给编程人员留下"灵活的 余地",但还是由于这个灵活给程序的调试带来了许多不便,尤其 对初学C语言的人来说,经常会出一些连自己都不知道错在哪里的 错误.看着有错的程序,不知该如何改起,本人通过对C的学习, 积累了一些C编程时常犯的错误,写给各位学员以供参考.      1.书写标识符时,忽略了大小写字母的区别. main()
{
 int a=5;
 printf("%d",A);
}    编译程序把a和A认为是两个不同的变量名,而显示出错信息. C认为大写字母和小写字母是两个不同的字符.习惯上,符号常量 名用大写,变量名用小写表示,以增加可读性.   2.忽略了变量的类型,进行了不合法的运算. main()
{
 float a,b;
 printf("%d",a%b);
}    %是求余运算,得到a/b的整余数.整型变量a和b可以进行求余 运算,而实型变量则不允许进行"求余"运算.   3.将字符常量与字符串常量混淆. char c;
c="a";    在这里就混淆了字符常量与字符串常量,字符常量是由一对单 引号括起来的单个字符,字符串常量是一对双引号括起来的字符序 列.C规定以"\"作字符串结束标志,它是由系统自动加上的,所 以字符串"a"实际上包含两个字符:'a'和'\',而把它赋给一 个字符变量是不行的.   4.忽略了"="与"=="的区别.   在许多高级语言中,用"="符号作为关系运算符"等于". 如在BASIC程序中可以写 if (a=3) then …    但C语言中,"="是赋值运算符,"=="是关系运算符.如: if (a==3) a=b;    前者是进行比较,a是否和3相等,后者表示如果a和3相等,把 b值赋给a.由于习惯问题,初学者往往会犯这......

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程序员的10种级别(2006-08-30 16:30:00)

摘要:第一级:神人,天资过人而又是技术狂热者同时还拥有过人的商业头脑,高瞻远瞩,技术过人,大器也。如丁磊,求伯君。

第二级:高人,有天赋,技术过人但没有过人的商业头脑,通常此类人不是顶尖黑客就是技术总监之流。

第三级:牛人,技术精湛,熟悉行业知识,敢于创新,有自己的公司和软件产品。

第四级:工头,技术精湛,有领导团队的能力,此类人大公司项目经理居多。

第五级:技术工人,技术精湛,熟悉行业知识但领导能力欠加,此类人大多为系分人员或资深程序员,基本上桀骜不逊,自视清高,不愿于一般技术人员为伍,在论坛上基本以高手面目出现。

第六级:熟练工人,技术有广度无深度,喜欢钻研但浅尝辄止。此类人大多为老程序员,其中一部分喜欢利用工具去查找网上有漏洞的服务器,干点坏事以获取成绩感。如果心情好,在论坛上他们会回答菜鸟的大部分问题。此级别为软件业苦力的重要组成部分。

第七级:工人,某些技术较熟练但缺乏深度和广度,此类人大多为程序员级别,经常在论坛上提问偶尔也回答菜鸟的问题。为软件产业苦力的主要组成部分。

第八级:菜鸟,入门时间不长,在论坛上会反复提问很初级的问题,有一种唐僧的精神。虽然招人烦但基本很可爱。只要认真钻研,一两年后就能升级到上一层。

第九级:大忽悠,利用中国教育的弊病,顶着一顶高学历的帽子,在小公司里混个软件部经理,设计不行,代码不行,只会胡乱支配下属,拍领导马屁,在领导面前胡吹海侃,把自己打扮成技术高手的模样。把勾心斗角的办公室文化引入技术部门,实在龌龊!

第十级:驴或傻X,会写SELECT语句就说自己精通ORALCE,连寄存器有几种都不知道就说自己懂汇编,建议全部送到日本当IT产业工人,挣了日本人的钱还严重打击日本的软件业!......

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成为编程高手的二十二条军规[转](2006-08-30 16:29:00)

摘要: 1.大学生活丰富多彩,会令你一生都难忘,但难忘有很多种,你可以学了很多东西而难忘,也会因为什么都没学到而难忘!
2.计算机专业是一个很枯燥的专业,但即来之、则安之,只要你努力学,也会发现其中的乐趣的。
3.记住:万丈高楼平地起!基础很重要,尤其是专业基础课,只有打好基础才能学得更深。
4.C语言是基础,很重要,如果你不学好C语言,那么什么高级语言你都学不好。
5.C语言与C++语言是两回事。就像大熊猫和小熊猫一样,只是名字很像。
6.请先学习专业课《数据结构》、《计算机组成原理》,不要刚开始就拿着一本VC在看,你连面向对象都搞不清楚,看VC没有任何用处。
7.对编程有一定的认识后,就可以学习C++了。(是C++而不是VC,这两个也是两码事。C++是一门语言,而VC教程则是讲解如何使用MFC类库,学习VC应建立在充分了解C++的基础之上。看VC的书,是学不了C++语言的。)
8.学习编程的秘诀是:编程,编程,再编程;
9.认真学习每一门专业课,那是你今后的饭碗。
  10.在学校的实验室就算你做错一万次程序都不会有人骂你,如果在公司你试试看!所以多去实验室上机,现在错得多了,毕业后就错得少了。
  11.从现在开始,在写程序时就要养成良好的习惯。
  12.不要漏掉书中任何一个练习题——请全部做完并记录下解题思路。
  13.你会买好多参考书,那么请把书上的程序例子亲手输入到电脑上实践,即使配套光盘中有源代码。
  14.VC、C#、.NET这些东西都会过时,不会过时的是数据结构和优秀的算法!
  15.记住:书到用时方恨少。不要让这种事发生在你身上,在学校你有充足的时间和条件读书,多读书,如果有条件多读原版书,你要知道,当一个翻译者翻译一本书时,他会不知不觉把他的理念写进书中,那本书就会变得像鸡肋!
  16.我还是强调认真听专业课,因为有些课像《数据结构》、《编译原理》、《操作系统》等等,这种课老师讲一分钟能让你明白的内容,你自己看要看好几个月,有的甚至看了好几年都看不明白。
  17.抓住在学校里的各种实践的机会,要为自己积累经验,就业时经验比什么都有用。
  18.多去图书馆,每个学校的图书馆都有很多好书等你去看!
  19.编程不是技术活,......

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