C++程序设计教案

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1、高级语言程序设计2-1课程简介：学习一门必须熟练掌握的、用来与计 算机进行“沟通”、指挥计算机为我们做事情的程序 设计语言，是其他多门必修课程的前导课程。该学期 主要学习C+语言非面向对象部分的内容，其中包括 表达式、各种语句、分支与循环处理、数组与结构、 函数及其应用等。本课程非常重要！一定要下功夫学好！1教学用书及参考书 教学用书：高等教育出版社，高级语言 C+程序设计，刘璟 编著，（p1-306，17.3 元）。参考书：（1）清华大学出版社，C+程序设计教程，钱能 主编，（p1-468，39.5元）。2参考书（2）电子工业出版社，C+语言程序设计，吕风翥 编著，（p1-415，33元）。

2、（3）高等教育出版社，高级语言C+程序设计编程范例与精解，周玉龙 刘璟 编著，（p1-561，39元，2003年4月第1版）。（4）南开大学出版社，C+实用编程技术百例精编与妙解，周玉龙编著，（p1-461，41元，2004年1月第1版）。 3第 1章 C+语语言概述 1.0 计算机基础知识（补充）1.1 计算机程序设计语言的发展1.2 面向对象语言及其特点1.3 C+简单程序实例1.4 简单实例程序中的语法点1.5 执行C+程序410 计计算机基础础知识识（补补充） 101 计算机组成（硬件） 102 数的进制（二进制、八进制、十六进制）103 不同数制间的转换104 存储器单元与机器指令5

3、101 计算机组成 （硬件，Hardware）1存储器（RAM Random Access Memory ）：存储程序指令和数据。2中央处理器（CPU Central Processing Unit）：又可细分为控制器（CU ）和运算器（ALU），即，CPU = CU + ALU。3输入输出设备（I/O Input / Output ）：也称外部设备，负责对数据和程序进行输 入与输出。6附注：（1）控制器（CU Control Unit）：控制和协调 各个部件正常运行。（2）运算器（ALU Arithmetic Logic Unit）： 进行算术和逻辑运算。 另外：相对应的计算机软件（Soft

4、ware）包括系统软 件（如，操作系统、编译程序等）和应用软件。 硬件 - “看得见，摸得着”； 软件 - “看不见，摸不着”。 7数据和指令均使用字节（序列）来存储计算机只认二进制数（以二进制形式存储 的代码或数据）。就是说，在计算机中，数据 和指令均使用字节（序列）来存储。不同的计算机系统、不同类型的数据、或 不同的指令所使用的字节数以及表达形式可能 互不相同。 82存储器单元（也称存储单元）存储单元：按字节安排。存储地址：顺序号，为每个存储单元指定 一个序码（号码）。93机器指令计算机设计者把计算机可以完成的动作编辑成一个机器指令表，并为每种动作赋予一个二进制代码，通常由指令码（操作码）

5、和内存地址（操作数）来构成。通过机器指令来编写的程序称为机器语言程序。 10机器语言程序示例例如，使用“机器语言”编出的做一次加法 “TOTAL = PRICE + TAX”的程序为：156C / 取6C内容送寄存器5166D / 取6D内容送寄存器6 5056 / 把二值相加，结果送寄存器0306E / 把寄存器0中的结果送地址6EC000 / 停机114、内存中机器指令的执行计算：5+15=？（1）将0010H存储单元的数据（5）取出，存放在 ALU。（2）将0011H存储单元的数据（15）取出，与 ALU 的数据相加，运算结果存放在ALU。（3）将 ALU 中的数据（20）存放到0012

6、H存储单 元。（4）停止执行计算机依赖机器指令运行，机器指令以及各种被 处理的数据都以二进制形式存储。121.1 计算机程序设计语言的发展1.1.1 机器语言与汇编语言1.1.2 高级语言1.1.3 面向对象的语言131.1.1 机器语言与汇编语言计算机刚问世时，它的“能耐”还比较小，只能 “看懂”或“理解”程序员用原始的机器指令书写的 所谓机器语言程序。汇编语言将机器指令映射为一些易于看懂、易于 记忆的助记符，如ADD，SUB，MOV等。但若要运行(执 行)用汇编语言写成的源程序时，必须先运行一个叫做 汇编程序系统(Assembler)的软件，由它首先把汇编语 言源程序转换为具有相同功能的机

7、器指令程序，然后 再运行机器指令程序，得到所需的结果。 141.1.2 高级语言之所以称其为高级语言，是相对于机器语 言与汇编语言来说，编程人员对它们的理解、 记忆以及使用都要容易的多。高级语言屏蔽了 诸多的机器细节问题，提高了语言的抽象层次 ，更加接近于人们的思维方式以及自然语言。应用较广泛的几种高级语言是：FORTRAN 、ALGOL、COBOL、BASIC、PASCAL、C、LISP、 PROLOG等。15编译程序系统(Compiler)的作用与对待汇编语言源程序相同，用高级语言 写成的源程序也不能被计算机去直接执行，也 必须先运行一个叫做编译程序系统(Compiler) 的软件，由它首

8、先把高级语言源程序编译转换 为目标程序，然后再经过连接而成为具有相同 功能的可执行程序(机器指令程序)，最后再运 行该可执行程序(机器指令程序)，方可得到所 需的结果。161.1.3 面向对象的语言上述高级语言(非面向对象的语言)存在的 主要问题是程序中的数据与操作分离，从而不 能有效地组成与自然界中的具体事物紧密对应 的程序成分。而面向对象的编程语言将客观事 物看作是具有属性和行为的一个统一的整体 - - 对象。通过抽象找出同一类对象的共同属性 和行为，从而形成类(class)；通过类的继承 与派生，可以方便地描述客观世界中存在的事 物(即对象)间的那种“父类”与“子类”属性 和行为的继承关

9、系，从而能够很方便地实现程 序代码的可重用问题。17目前常用的面向对象语言目前，应用最广的面向对象语言是在C语 言基础上扩充出来的C+语言，而科研前沿目 前用的最多的要属Microsoft公司的Visual C+ 6.0（简称VC6.0），它是基于Windows窗 口规范的一个C+的具体实现版本。其它面向对象的编程语言还有Smalltalk 语言、Simula67语言、以及LISP家族的面向对 象语言等等。 181.2 面向对象语言及其特点1.2.1 面向过程的SP结构化程序设计方法和 面向对象的OOP程序设计方法1.2.2 C+语言对面向对象方法的支持191.2.1 面向过程的SP结构化程序

10、设计方法和面向 对象的OOP程序设计方法1. 面向过程的SP结构化程序设计方法结构化程序设计的基本思想是：采用自顶向下、逐步求精的 设计方法和单入口单出口的控制结构；其程序结构是按功能划分 为若干个基本模块（函数），各模块的功能相对独立，而且模块 之间的关系尽可能地简单，另外通过使用参数机制来规范程序模 块间的调用接口；每一模块的内部均由顺序、选择和循环三种基 本结构来组成。面向过程的SP结构化程序设计方法存在着一个主要缺点：数 据和处理数据的操作过程(处理函数)是相互独立的实体，当数据 结构改变时，所有相关的处理过程(函数)都要进行相应的修改， 从而使程序的可重用性明显变差。 202. 面向

11、对象的OOP程序设计方法 面向对象程序设计正是要弥补面向过程的SP结 构化程序设计方法的那一主要缺点，它将数据以及对 这些数据进行操作的方法(处理过程)放在一起，形成 一个相互依存、不可分离的整体 - 对象。通过对事 物的抽象找出同一类对象的共同属性(静态特征)和行 为(动态特征)，从而形成类。类是面向对象程序设计 方法中的程序主体，即是说，程序结构将划分为若干 类的基本模块，类中的大多数数据只能用本类的方法 进行处理，以保障程序模块的独立性以及数据的安全 性。类通过一个简单的公共对外接口与外界发生联系 ，对象与对象之间通过消息进行通讯。面向对象程序设计的三大特征是：封装性、继承 性、多态性。

12、 211.2.2 C+语言对面向对象方法的支持C+语言是一种面向对象的程序设计语言 ，它对面向对象的程序设计方法进行了较全面 的支持。1. 支持数据封装C+语言中的类(class)是支持数据封装的 工具。通过类(class)类型对所要处理的问题 进行抽象描述，从而将逻辑上相关的数据与函 数进行封装。222. 支持继承性C+语言允许单继承和多继承。所谓多继承，就 是从多个父类(基类)那儿继承属性和行为特征。另外 ，如有必要，派生类还可以生成它自己的派生类。即 是说，根据需要，类之间可形成多层次的派生以及继 承关系。3. 支持多态性允许对函数和运算符进行重载体现出一种多态性 。通过在基类及其派生类

13、间对虚函数进行使用体现出 另一种多态性。 231.3 C+简单程序实例1. 在屏幕上显示一句话#include void main(void) cout void main() int a,b,sum,prod; a=3; b=15; sum=a+b; prod=a*b; cout void main() const float pai=3.14; float radius; coutradius; float area=pai*radius*radius; cout , . , ;变量名由用户任起，但要求满足以下C+标识符的 语法：标识符是由字母或下划线开头的后跟0到任意多 个字母、数字或下

14、划线所组成的符号串。除变量名外 ，程序员为有名常量、用户自定义类型、函数及其参 数、类、对象等各种成分所起的名字也都必须是一个 标识符。 314. 每个C+程序都是一个符号的序列。 C+语言的基本符号由数字(0-9)、大小写英 文字母(A-Z，a-z)、以及包括空格在内的特 殊符号组成。 由符号构成单词，由单词构成 语句，由语句构成程序(相当于文章)。特殊符号可充当运算符(如：+ - * / ”(也称抽取或输入运算符)来 实现，如，语句“cinradius;”的执行将等 待用户从键盘输入一个浮点数，而后系统将该 数赋值给变量radius。 368. 字符串常量(简称为字符串)是由双引号括起来

15、的字符序列。双引号为定界符, 不属于字符串常量的 一部分。虽然字符串中的每个字符在内存中只占1个字 节，但整个字符串所占内存的字节数却为字符串的长 度加一。是因为系统自动在每个字符串常量的末字符 后加上了一个“空字符”(作为结束标志)。系统使用 转义字符0来表示“空字符”。注意，字符A 在内存占1个字节，而字符串“A”则占2个字节。往cout(即屏幕)上输出字符串常量可以对用户起 到提示作用。对字符串的处理通常与字符数组和指针 有关。 371.5 执行C+程序一. 一般步骤每一个C+程序从输入计算机到执行（运行）都要按照如下的 步骤来进行： = 编辑 = 编译 = 连接 = 运行。1. 编辑

16、: 借助某个编辑器把程序代码输入到计算机中。2. 编译 : 借助编译器把源程序编译成目标程序，通常生成 扩展名为.obj的目标文件。3. 连接 : 用连接器将编译成功的目标文件与库文件等连接 成为一个可执行文件。可执行文件的扩展名为.exe。4. 运行 : 执行上述连接成功的.exe可执行文件。 38书P51的图2.239书P52的图2.340二. 在VC6.0集成开发环境下执行C+程序的最简单 步骤 - 详细用法请参看书p288的附录A首先启动并运行VC6.0，进入到它的集成开发环 境窗口。接着创建工程并输入源程序代码。其操作步 骤为：“File” “New” “Projects” “Win32 Console Application” （右上处第二行 ）“Location”文本框中填入如“d:mydir”（右 上处第一行）“Project n