GESP C++三级 知识点讲解

C++编程三级标准
(一)知识点详述
(1)了解二进制数据编码:原码、反码、补码。
(2)掌握数据的进制转换:二进制、八进制、十进制、十六进制。
(3)掌握位运算:与(&)、或(|)、非(~)、异或(^)、左移(<<)、右移(>>)的基本使用方法及原理。
(4)了解算法的概念与描述，熟练运用自然语言、流程图、伪代码方式来描述算法。
(5)C++一维数组基本应用;
(6)掌握字符串及其函数的使用包括但不限于大小写转换、字符串搜索、分割、替
换。
(7)理解枚举算法、模拟算法的原理及特点，可以解决实际问题，
(8)理解模拟算法、模拟算法的原理及特点，可以解决实际问题。
(二)考核目标
掌握计算机中常用进位制、位运算及数据编码的知识，掌握一维数组、字符串类型及其函数的使用，掌握枚举法、模拟法的原理和运用技巧，对于较简单的实际问题能构造算法、描述算法、实现算法并调试程序。

1、二进制数据编码：原码、反码、补码

2、数据的进制转换:二进制、八进制、十进制、十六进制

3、位运算:与(&)、或(|)、非(~)、异或(^)、左移(<<)、右移(>>)的基本使用方法及原理

（1）& 按位与

如果两个相应的二进制位都为1，则该位的结果值为1，否则为0

（2）| 按位或

两个相应的二进制位中只要有一个为1，该位的结果值为1

（3）^ 按位异或

若参加运算的两个二进制位值相同则为0，否则为1

（4）~ 取反

~是一元运算符，用来对一个二进制数按位取反，即将0变1，将1

举例：

     1000101             1000101         1000101         1000101

&   0101100           | 0101110      ~                     ^  0101110

=   0000100          = 1101111       = 0111010         1101011

（5）<< 左移 

用来将一个数的各二进制位全部左移n位，低位以0补充，高位越界后舍弃。

        1左移n位：                    1 << n=2^n(这里指2的n次方)

         n左移1位：                    n << 1=n*2

举例：

       short a=9115         0010001110011011   (9115的二进制表示)

       a << 1 =18230       0100011100110110   (注意高位越界后舍弃一个0，低位填充一个0)

       a << 2  = -29076    1000111001101100   (注意高位越界后舍弃两个0，低位填充两个0）

【注意】在C++中，当对一个有符号整数进行左移运算（<<）时，如果左移导致符号位（最高位）变为 1，那么这个数会被解释为一个负数。此时，计算其十进制值时，需要使用补码来表示和计算。

【注意】左移是做乘2的运算，但这是在符号位（原码将最高位符号以0表示正，1表示负eg:0010001110011011中的最高位0就是符号位，表示是正数；而1000111001101100最高位是1，表示是负数）不变的情况下。如果符号位发生了改变，说明已经不能做乘2的运算了，否则会溢出，得到的值不是乘2的结果。

【注意】short是Java中的表示，它定义的也是整形，不过是16字节（这里为了阐述符号位的改变而使用）,而int是32字节

 （6） >>  右移

将一个数的各二进制位右移n位，移到右端的低位被舍弃，高位以符号位填充

        n右移1位 ：                     n >> 1=|n/2.0| 

        算术右移等于除以2向下取整，（-3）>> 1 = -2       ,3 >> 1 = 1

        值得一提的是，“整数/2”在c++中实现为“除以2向零取整”，（-3）/  2  =  -1，3 / 2 = 1

举例：

short b = 9115                  0010001110011011 

(9115 >> 1) = 4557          0001000111001101（注意低位越界后舍去了一个1，高位补一0） 

(9115 >> 2) = 2278          0000100011100110  (注意低位越界后舍去了两个1，高位补两0）

short c=-32766(负数符号位为1) 1000000000000010

-32766 >> 1 = -16383                 1100000000000001(注意低位越界后舍弃一个0,高位补1)

-32766 >> 2 = -8192                   1110000000000000(注意低位越界后舍弃0和1,高位补俩1)

                          

6、字符串及其函数的使用包括但不限于大小写转换、字符串搜索、分割、替换。

（1）s.insert（pos，args）

解释：在pos之前插入args指定的字符。

例：string s="stacde";

        s.insert(0,"ab");

结果：abstacde

（2）s.erase（pos，len）

解释：删除从pos开始的len个字符，如果len省略，则删除从pos开始的后面所有字符，返回一个指向s的引用。

例1：string s=”abcdefg“；

          s.erase（3，2）；

结果：abcfg

例2：string s=”abcdefg“；

          s.erase（3）；

结果：abc

（3）s.assign（args）

解释：将s中的字符替换为args指定的字符，返回一个指向s的引用。

例：string s=”cdefojt“；

        s.assign（”abc“）；

结果：abc

（4）s.append（args）

解释：将args追加到s，返回一个指向s的引用，args必须是双引号字符串。

例：string s=”abcdef“；

       s.append（”abc“）；

结果：abcdefabc

（5）s.replace（range，args）

解释：将s中范围为range内的字符串替换为args指定的字符。

例1：string s=”qewffdgsgsdrew“；

         s.replace（2，4，”abc“）；

结果：qeabcgsgsdrew

注：从第2个字符，数4个字符，然后换成abc。

例2：string s=”abcdef“；

         s.replace（1，2，”abc“）；

结果：aabcdef。

例3：string s=”abcdef“；

         s.replace（1，3，”abc“）；

结果：aabcef。

（6）s.rfind（args）

解释：查找s中args最后一次出现的位置。

例1：string s=”abcdefabc“；

         int t=s.rfind（”abc“）；

结果：6

例2：string s=”defhob“；

         int t=s.rfind（”abc“）；

结果：-1

（7）s.find（args）

解释：查找s中args第一次出现的位置。

例1：string s=”bcabcdef“；

          int t=s.find（”abc“）；

结果：2

例2：string s=”defhobc“；

         int t=s.find（”abc“）；

结果：-1

（8）to_string（val）

解释：将数值val转换为string并返回，val可以是任何算术类型（int，float，double等）。

例1：string s=to_string(12345）；

结果：12345

例2：string s=to_string(12345.123）；

结果：12345.123000

（9）stoi（s）

解释：将字符串转换为整数并返回。

例1：int t=stoi（”12345“）；

结果：12345

例2：int t=stoi（”12345.123“）；

结果：12345

（10）stof（s）

解释：将字符串转换为浮点数并返回。

例：double a=stof（”12345.12345）；

       cout<<a<<endl;

       printf("%.5lf",a);

结果：12345.1

           12345.12345

（11）s.substr（pos，n）

解释：从索引pos开始，提取连续的n个字符，包括pos位置的字符。

例：string s=”abcdef“；

         s.substr（2，2）；

结果：cd

（12）reverse（s2.begin（），s2.end（））

解释：反转string定义的字符串s2（加头文件<algorithm>）

例1：string s=”abcdefg“；

          reverse（s.begin(),s.end())；

结果：gfedcba

例2：string s=”abcdefg“；

          reverse（s.begin(),s.end()-1)；

结果：fedcbag