研究性学习成果展示(信息学).doc

威海市第一中学
研究性学习成果展示
课题
名称
c++语言入门
指导
教师
柳鑫伟
班级
学科

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负责人

其他
成员

xx

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一、研究背景

w 信息技术作为当前先进生产力的代表，已经成为我国积极发展的重要支柱和网络强国的重要支撑，信息技术涵盖了获取、信息、表示、传输、贮存、和信息加工在内的各种技术，自己计算机问世以来，信息技术沿着以计算机、互联网，再到以大数据为核心的发展脉络，深刻影响着社会的经济基础和技术创新，推动着社会信息化、智能化的发展，重塑着人们交流沟通的时间观念和空间观念。而我们处于云计算，大数据，人工智能，互联网+的时代，现在的生活工作离不开信息学。
w 信息学的根基就是算法，数据结构，程序设计。

二、研究目的与意义

w C++由美国AT&T贝尔实验室的本贾尼·斯特劳斯特卢普博士在20世纪80年代初期发明并实现（最初这种语言被称作“C with Classes”带类的C）。开始，C++是作为C语言的增强版出现的，从给C语言增加类开始，不断的增加新特性。
w 今天C++已成为世界主流编程语言之一，要学习计算机的相关知识，必须从语言开始学起。
牢固掌握c++语言，可以提高逻辑思维能力，开拓思维，为将来系统地学习计算机相关知识打下基础。

三、研究内容

C+介绍及入门、
顺序结构程序设计
程序控制结构、
循环结构。

四、研究方法
互动教学
机房授课
讲练结合

五、研究计划（各阶段均需注明时间段、主要活动）

第一个阶段：C++介绍及入门，9月份的第一周、第二周
第二个阶段：顺序结构程序设计，9月的第三、第四、10月份第一周
第三个阶段：程序控制结构、大约3个周
第四个阶段：大约3个周

六、小组成员具体分工与特性分析

相互帮助，共同研究。

七、预期成果及表现形式（研究的最终成果以什么样的形式展现出来，是论文、实验报告、实物、网站还是其他形式）
成果主要通过研究性报告来体现，学习之后可以参加信息学的奥林匹克竞赛，可以通过证书来检验学习效果，也可以自己编写程序，参加程序比赛。

八、资源准备（如所需图书、设备、经费预算等）
1、 电脑
2、 信息学竞赛系列书籍

经费预算为5000元。
九、结题论文 （研究结果、分析、建议，研究过程收获与体会）
（ 可打印出来黏贴，附页 ）

第一章 C++语言入门
第一节 C++程序的基本结构
#include //头文件/预处理命令。对其他程序的引用，一种声明
using namespace std; //名字空间，采用标准名字空间
int main() //主函数，是所有C++程序的运行起始点
{

}
【例1.1】在屏幕上输出“Hello World!”。
#include
using namespace std;
int main()
{
cout<<"Hello World!"<2、#include
　　告诉编译器的预处理器将输入输出流的标准头文件(iostream)包括在本程序中。
这个头文件包括了C++中定义的基本标准输入输出程序库的声明。
3、using namespace std
　　使用std(标准)名字空间的意思。所谓的名字空间是标准C++中的一种机制，用来
控制不同类库的冲突问题。使用它可以在不同的空间内使用相同名字的类或者函数。
4、int main( )
　　这一行为主函数(main function)的起始声明。main()是所有C++程序的运行的起始
点。不管它是在代码的开头，结尾还是中间，此函数中的代码总是在程序开始运行时第
一个被执行。所有C++程序都必须有一个main(),int main()。
　　main后面跟了一对圆括号( )，表示它是一个函数。C++中所有函数都跟有一对圆
括号( )，括号中可以有一些输入参数。注意，圆括号中即使什么都没有也不能省略。
如例题中显示，主函数main()中的内容，由一对花括号{ }括起来。
5、cout << "Hello World!"<头文件iostream包括在程序开始处。endl是C++语言的换行控制符，表示内容输出
后换行显示后续的内容。
6、return 0
　　主函数main( )的返回语句，一般是函数的最后一条可执行语句。main()函数末尾使用return语句时，数值0表示程序顺利结束，其他数表示有异常。在后面的例子中你会看到C++程序都以类似的语句结束。
在C++中，语句的分隔是以分号“;”为分隔符的，分行写代码只是为了更方便人阅读。

【练习1.1】
1.编写一个能够输出“I love programming!”的程序
输入:无。
输出:一行，仅包含一个字符串：“I love programming!”
样例输入:（无）
样例输出:I love programming!
【例1.2】已知一位小朋友的电影票价是10元，计算x位小朋友的总票价是多少？
【分析】 假设总票价用y来表示，则这个问题可以用以下几个步骤来实现：
①输入小朋友的数目x；
②用公式y=10*x计算总票价；
③输出总票价y的值。
程序如下：
　　#include //使用cin,cout，须调用iostream库
　　using namespace std;
　　int main()
　　{
　　 int x,y; //定义整型变量
　　 cout<<"Input x="; //输入提示
　　 cin>>x; //输入小朋友的人数
　　 y=10*x; //计算总票价
　　 cout<<"total="<
#include
using namespace std;
int main()
{
　　 int s,h,up,down;
　　 up=15;
down=25;
　　 h=2*150/up;
　　 s=(up+down)*h/2;
　　 cout<<"s=“<序中可以有注释行。注释是为了使程序更易于理解和提示。
5）程序的语句以分号结束。分号是C++语言不可缺少的组成部分。
6）程序的书写要注意适当的缩进，一般采用“逐层缩进”形式，以便使程序更加清晰易读。　　
【例1.4】给定一个字符，用它构造一个底边长5个字符，高3个字符的等腰字符三角形。
#
###
#####

程序如下：
#include //使用cin,cout，须调用iostream库
using namespace std;
int main()
{
char a; //定义字符变量
cin>>a; //输入给定一个字符
cout<<" "<
样例输入:
*
样例输出:
*
***
*****
***
*

第二章 顺序结构程序设计
第一节 赋值语句
在C++语言中，“=”作为赋值运算符，而不表示“等于”判断。赋值语句是由赋值表达式再加上分号构成的表达式语句，它是程序中使用最多的语句之一。
变量=表达式；
在赋值语句的使用中，需要注意以下几点：
1）由于赋值运算符“=”右边的表达式也可以是赋值表达式，因此，下述形式 :
变量=（变量=表达式）；
是成立的，从而形成嵌套的情形。其展开之后的一般形式为：变量=变量=…=表达式；例如，“a=b=c=d=e=5;它实际上等价于：e=5;d=e;c=d;b=c;a=b;
2）在进行赋值运算时，如果赋值运算符两边的数据类型不同，系统将会自动进行类型转换，即将赋值运算符右边的数据类型转换成左边的变量类型。当左边是整型而右边是实型时，将去掉小数部分并截取该整型对应的有效位数。
【例2.1】输入两个正整数A和B，试交换A、B的值（使A的值等于B，B的值等于A）。
【分析】 交换两个变量的值方法很多，一般我们采用引入第三个变量的算法，二个变量交换，可以想像成一瓶酱油和一瓶醋进行交换，这时容易想到拿一个空瓶子过来：
　　① 将酱油倒到空瓶中；② 将醋倒到酱油瓶中；③ 将原空瓶中的酱油倒到醋瓶中。
　　程序如下：
　　#include //使用cin,cout，须调用iostream库
　　using namespace std;
　　int main()
　　{ int a,b,c; //定义三个变量
　　 cout<<"Input a,b="; //输入提示Input a,b=
　　 cin>>a>>b; //输入A、B的值
　　 c=a; a=b; b=c; //交换A、B的值
　　 cout<<"a="<onst double PI=3.1415926;
或者 类型说明符 const 常量名=常量字符;
例如 :double const PI=3.1415926;
可写在主函数之前，也可以写在主函数中
二、变量定义
变量代表了一个存储单元，其中的值是可以改变的，因此称为变量。
一个程序中可能要使用到若干个变量，为了区别不同的变量，必须给每个变量（存储单元）取一个名（称为变量名），该变量（存贮单元）存储的值称为变量的值，变量中能够存储值的类型为变量的类型。
1.变量名
用一个合法的标识符代表一个变量。如n，m，rot，total 等都是合法变量名。在程序中用到的变量要“先定义后使用”，变量名应遵循自定义标识符的命名规则，并建议使用“见名知义”的原则，即用一些有意义的单词作为变量名。在C++语言，变量名大小写有区别。
用来标识变量名、符号常量名、函数名、数组名、类型名、文件名的有效字符序列称为标识符。C++语言规定，标识符只能由字母或下划线“_”开头，后面的字符可以是字母或数字。对于标识符的长度，不同的C++语言编译器有不同的规定，考虑到系统的可移植性，建议变量名的长度不要超过8个字符。例如：month、_age、s2为合法的标识符；m.k.jack、a<=b、9y为不合法的标识符。
习惯上，符号常量名用大写，而变量名用小写，以便于区别。
2. 变量的类型
常量是有类型的数据，变量在某一固定时刻用来存储一个常量，因此也应有相应的类型。如整型变量用来存储整数，实型变量用来存储实数。变量的类型，可以是标准数据类型int、short、long、float、double和char等，也可以是用户自定义的各种类型。
变量一经定义系统就在计算机内存中为其分配一个存储空间。在程序中使用到变量时，就在相应的内存中存入数据或取出数据，这种操作称为变量的访问。
定义变量的语法格式为：
数据类型 变量表1，变量表2，……；

【例2.4】
　　　int i=5,j,k; //定义i,j,k为整型变量，
//i赋初值为5,j,k的初值未知。
　　 char a,b,c; //定义a,b,c为字符变量
　　 float x,y,z; //定义x,y,z为实型变量
　　C++语言允许在定义变量的同时为变量赋初值。
【例2.5 】输入半径r，求圆的周长及面积。（π取3.14）
样例输入r=3
样例输出c=18.84 s=28.26
#include //调用iostream库
using namespace std;
const double PI=3.14; //PI是符号常量。代表3.14
int main()
{
float r,c,s; //定义实型变量
cout<<“r=“; //显示提示符r=
cin>>r; //输入r的值
c=2*PI*r; //计算圆的周长
s=PI*r*r; //计算圆的面积
cout<<“c=“<一改全改”。
若PI=3.1415926，精度保留7位小数，上述程序可行吗？
【拓展：printf（）函数】
使用printf函数必须调用库函数
格式语法：
printf（格式控制字符串，输出表达式1，输出表达式2，……）；
其中格式控制字符串由两部分构成，格式说明字段和普通字符（包括转义字符）。一个格式说明字段将引起一个输出参数项的转换与显示，它由%引出格式说明字段，格式说明字段与后面的输出表达式参数要对应一致。
int a=975311;
printf(“%d”,a)；
输出结果975311
double a=123.456;
printf(“%f”,a)；
输出结果123.456000（默认6位精度）
控制精度,输出8位小数
printf(“%.8f”,a)；
加修饰字符串，输出“面积=123.1234567”
printf(“面积=%.7f”,a)；
输出百分号
printf(“%%”)；
【例2.5】输入半径r，求圆的周长及面积。（π取3.1415926）
要求结果保留7位小数
输入样例：r=5
输出样例：周长=31.4159360，面积=78.5398178
#include //调用iostream库
#include
using namespace std;
const double PI=3.1415926; //PI是符号常量。代表3.1415926
int main()
{ const double PI=3.1415926;
float r,c,s; //定义实型变量
cout<<“r=“; //显示提示符r=
cin>>r; //输入r的值
c=2*PI*r; //计算圆的周长
s=PI*r*r; //计算圆的面积
printf(“周长=%.7f ,面积=%.7f\n”,c,s)； //显示计算结果，
}
【练习3.1】甲流疫情死亡率
甲流并不可怕，在中国，它的死亡率并不是很高。请根据截止2009年12月22日各省报告的甲流确诊数和死亡数，计算甲流在各省的死亡率。
输入:输入仅一行，有两个整数，第一个为确诊数，第二个为死亡数。
输出:输出仅一行，甲流死亡率，以百分数形式输出，精确到小数点后3位。
样例输入10433 60
样例输出:0.575%
【练习3.2】计算多项式的值
对于多项式f(x) = ax3+bx2+cx+d和给定的a,b,c,d,x，计算f(x)的值，保留到小数点后7位。
输入:输入仅一行，包含5个实数，分别是x，及参数a、b、c、d的值，每个数都是绝对值不超过100的双精度浮点数。数与数之间以一个空格分开。
输出:输出一个实数，即f(x)的值，保留到小数点后7位。
样例输入:2.31 1.2 2 2 3
样例输出:33.0838692
【练习3.3】温度表达转化
利用公式c= 5*(f-32)/9(其中c表示摄氏温度，f表示华氏温度)进行计算转化,输入华氏温度f，输出摄氏温度c，要求精确到小数点后5位。
输入:输入一行，包含一个实数f，表示华氏温度。（f >= -459.67）
输出:输出一行，包含一个实数，表示对用的摄氏温度，要求精确到小数点后5位。
样例输入:41
样例输出:5.00000
【练习3.4】与圆相关的计算
给出圆的半径，求圆的直径、周长和面积。输入圆的半径实数r，输出圆的直径、周长、面积，每个数保留小数点后4位。
输入:输入包含一个实数r（0 < r <= 10,000），表示圆的半径。
输出:输出一行，包含三个数，分别表示圆的直径、周长、面积，数与数之间以一个空格分开，每个数保留小数点后4位。
样例输入:3.0
样例输出:6.0000 18.8495 28.2743
【练习3.5】与圆相关的计算
输入底面积半径r和高h，输出圆柱体的表面积，保留三位小数
样例输入：3.5 9
样例输出：274.889
【选做练习3.6】6.计算串联电路和并联电路中电阻的阻值
对于阻值为r1和r2的电阻，输入两个电阻大小，浮点型。输出串联和并联之后阻值大小，结果保留小数点后2位。
输入:两个电阻大小，浮点型，以一个空格分开。
输出:串联之后阻值的大小，结果保留小数点后2位；并联之后阻值的大小，结果保留小数点后2位；数值之间用空格隔开。
样例输入:1 2
样例输出:3.00 0.67
第四节 标准数据类型
C++语言提供了丰富的数据类型，本节介绍几种基本的数据类型：整型、实型、字符型。它们都是系统定义的简单数据类型，称为标准数据类型。
一、整型。整型类型标识符为int。根据整型变量的取值范围又可将整型变量定义为4种整型类型。
二、实型。实型类型的标识符为float和double，以及特殊实型布尔变量（bool）。
三、字符型。实型类型的标识符为char。字符常量有以下两种表示法：
　　1、普通表示形式。
　　字符常量是由单个字符组成，所有字符采用ASCII编码，ASCII编码共有128个字符(表2-4)。在程序中，通常用一对单引号将单个字符括起来表示一个字符常量。如：'a'，'A'，'0'等。如字符A的序号是65，字符a的序号是97, 字符0的序号的48。
　　2、转义字符表示形式。
　　转义字符有三种用法：表示控制字符、表示特殊字符、表示所有字符。
基于char数据的这个特点，它可以和int变量一样做加减运算，【例4.1】说明了这种用法。
【例4.1】大小字母的转换
　　#include
　　using namespace std;
　　int main()
　　{ char c1,c2;
　　 c1='a';
　　 c2='A';
　　 cout<小
分别定义int，short类型的变量各一个，并依次输出它们的存储空间大小(单位：字节)。
【参考程序】
#include
using namespace std;
int main()
{
int x;
short y;
cout<无。
输出:一行，两个整数，分别是两个变量的存储空间大小，用一个空格隔开。
【练习4.2】浮点型数据类型存储空间大小
分别定义float，double类型的变量各一个，并使用格式化输出语句依次输出它们的存储空间大小(单位：字节)。
输入:无。
输出: 一行，两个整数，分别是两个变量的存储空间大小，用一个空格隔开。
四、C++语言中，不同数据类型的运算对象进行混合运算，或者需要将一个表达式的结果转换成期望的类型时，就需要依据数据类型转换规则进行转换。
1、混合运算时的类型转换规则
整型、实型、字符型数据间可以混合运算。在这种情况下，需要将不一致的数据类型转换成一致的数据类型，然后进行运算。为了保证运算精度，系统在运算时的转换规则是将存储长度较短的运算对象转成存储长度较长的类型，然后再进行处理。这种转换是系统自动进行的。混合运算时的类型转换规则如下：

【说明如下】
1）纵向箭头表示必定会进行的转换，如float型数据必先转换为double型数据，然后与其他操作数进行运算。与此类似，char型或short型数据必先转换为int型数据，然后进行运算。
2）横向箭头表示当运算对象为不同类型数据时的转换方向，如int型与double型进行运算，int型直接转换为double型后进行运算，不能理解为先转换为long int型，然后