【精品】《C++程序设计》教案.doc
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《C++面向对象程序设计》教案
《C++程序设计》教案
说明:
本教案在编写过程中参考了教学大纲中所列的参考文献,在此特向这些文献的作者表示感谢。
在教案的撰写过程中,得到了信息工程学院领导和教师的支持与帮助,在此也向他们表示感谢。
第一章C++语言概述
本章要点:
1、C++源程序的结构和开发过程
2、C++语言对C语言在非面向对象方面的增强
1.1C++语言的起源及特点
1.1.1从C到C++
C语言最初是美国贝尔实验室的戴尼斯•M•利奇(Dennis.M.Ritchie)在B语言的基础上开发出来的,并于1972年在PDP-11计算机上实现了最初的C语言。
C最初用作UNIX操作系统的描述语言,但由于它运算符和数据结构丰富,程序执行效率高,语言简单灵活,可直接访问计算机的物理地址,有大量的库代码和较多的开发环境,具有良好的可读性和可移植性,支持结构化程序设计,所以很快广为流行,成为应用最广泛的程序设计语言之一。
然而,C语言仍存在一些局限:
1.C语言的类型检查机制相对较弱,使得程序中的一些错误不能在编译阶段由编译器检查出来。
2.C语言本身几乎没有支持代码重用的语言结构。
3.C语言不适合开发大型程序,当规模达到一定程度时,程序员就很难控制程序的复杂性。
4.C语言不支持面向对象的程序设计。
为了克服C语言的上述局限,1980年美国贝尔实验室的对C语言进行了扩充并命名为C++。
1.1.2C++的特点
C++的特点主要表现在两方面:
一是全面兼容C;二是支持面向对象的方法。
1.C++完全包含C,是一个更好的C。
保持了C的简洁、高效和直接访问
计算机的物理地址等优点,并对C的类型系统进行了改革和扩充,比C更可靠。
2.它与C完全兼容,使得许多C代码不经修改就可为C++使用,用C编写
的众多库函数和实用软件可以直接用在C++中。
3.用C++编写的程序可读性更好,代码结构更合理,可直接在程序中映射问题空间的结构。
4.生成的代码的质量高,软件的可重用性、可扩充性、可维护性和可靠性等方面有更大提高,使得大中型程序的开发变得更容易。
5.支持面向对象的机制,可方便地构造出模拟现实问题的实体和操作。
1.2C++源程序的结构
1.2.1C++程序的一般格式
通过下面的实例简单说明C++程序的一般格式。
例1.1计算两个整数的和。
//sum.cpp//本程序的文件名
#include
//定义的一个头文件,设置C++风格的I/O环境
intadd(inta,intb)//函数原型的声明
intmain()//主函数
{
intx,y,sum;//定义三个整型变量
cout<<”Entertwonumber:
”< cin>>x;//从键盘输入变量x的值 cin>>y;//从键盘输入变量y的值 sum=add(x,y);//调用函数add计算x+y的值并将其/赋给sum cout<<”Thesumis: ”< return0 } intadd(inta,intb)//定义add函数,函数值为整型 { intc;//定义一个整型变量 c=a+b;//计算两个数的和 returnc;//将C的值返回,通过add带回调用处 } 1.2.2C++程序的结构特点 通过以上例子可以看出,C++程序的结构有以下特点: 1.C++程序通常由包括main()在内的一组函数组成,函数是构成C++程序的基本单位。 其中名为main的函数称为主函数,可放在程序的前部、中部和后部,不论放在程序的什么部位,它总是第一个被执行的函数。 因此,一个可运行的C++程序必须有主函数。 其他函数都是被调用函数,它们可以是系统提供的库函数,也可以是用户自己编写的函数。 用户自己编写的函数在使用前应给予“声明”。 可以说,C++是函数式的语言,程序的全部操作都是由函数完成的。 2.C++的函数有函数的说明部分和函数体两部分组成。 ⑴函数说明部分包括函数名、函数类型、函数参数(形式参数)及其类型。 如例1.1中add()函数的说明部分为: intadd(inta,intb) ↑↑↑↑↑↑ 函数类型函数名形参类型形式参数形参类型形式参数 函数类型是函数返回值的类型,如int、float等。 无返回值的函数是void类型。 main()函数是由操作系统调用的函数,其返回值是void型或int型。 当其返回值为int型时,可使用return语句从main()中返回一个值。 例1.1中的返回值为零,意味着main()已被成功执行。 函数参数可有可无,但函数后面的圆括号不能省略。 ⑵函数体函数说明部分下面用花括号括起来的部分,它一般包括如下内容: 变量定义: 如例1.1main()中的intx,y,sum等。 执行部分: 由若干语句组成,每条语句以分号结束。 如例1.1add函数中的”c=a+b;”等。 在某些情况下,函数可以没有变量定义部分,甚至即可没有变量定义也可没有执行部分,此时,称该函数为空函数,它不执行任何操作,但合法。 如: exem() {} 3.C++中的每条语句和变量定义必须以分号结束,即使是程序中的最后一条语句,也必须以分号结束,分号是C++的组成部分之一。 正因为如此,可用任何格式书写C++程序,一行内可以写多条语句,一条语句也可分写在多行上。 应注意的问题: ⑴C源程序的扩展名是.c,而C++源程序的扩展名是.cpp。 ⑵常用的C++版本如TurboC++、BorlandC++都带有C和C++两种编译器,当源程序的扩展名是.c时,启动C编译器,当源程序的扩展名是.cpp时,启动C++编译器。 1.2.3C++程序的开发过程 1.程序开发工具 编制计算机程序使用的工具称为应用程序开发工具,也称为开发环境。 一个完整的程序开发工具至少应具备如下功能: ⑴源文件编辑功能 接受键盘输入,显示输入内容,允许用户对输入内容进行修改、编辑。 ⑵程序编译功能 必须有一个能把用户使用的高级语言程序变成机器语言程序的编译程序(也称为编译器或转换程序),该程序在编译的过程中具有发现程序语法错误的能力,该能力是评价编译程序的一个重要指标。 ⑶程序文件的连接功能 计算机程序由多个文件组成,它们可能是程序开发人员自己开发的,也可能是系统提供的,只有把它们按照程序的要求连接起来才能最终成为可执行文件。 因此,开发工具必须具有程序文件的连接功能。 ⑷程序运行调试功能 应用程序中可能出现错误,开发工具必须具有程序的运行调试功能,并能及时反映调试信息,以便尽快修正错误。 ⑸程序文件管理功能 计算机程序由多个文件组成,开发工具应具有使用方便的浏览、创建、删除、改名等管理功能。 2.C++程序的开发过程 ⑴选择开发工具 C++开发工具很多,如TurboC++、BorlandC++、VisualC++6.0等。 这里选用较为广泛的VisualC++6.0(以下简称VC6.0)。 ⑵用VC6.0建立Workspace 进入VC6.0后,选择File菜单的New命令,在New对话框中选择Projects选项卡,在该卡上选择Win32ConsoleApplication(控制台程序)工程选项,在Projectname框中添入工程名称,最后按OK按钮。 在以后的话框中选用默认设置,直到建立了工作空间为止。 ⑶建立并编辑程序 使用File菜单的New命令,在New对话框中选择File选项卡,在该卡上选择SourceFile选项,在File框中添入文件名称,最后按OK按钮。 此时,建立了一个扩展名为.cpp的空文件,可在此空文件上书写和编辑C++源文件。 ⑷编译源文件 用工具栏中的编辑按钮编辑源文件。 ⑸连接 用工具栏中的连接按钮连接文件。 ⑹运行 用工具栏中的运行按钮运行文件。 1.3C++语言对C语言在非面向对象方面的增强 C++不但继承了传统C语言的精华,增加了面向对象的特征,还在非面向对象方面对C语言进行了增强。 1.3.1注释行 传统C语言提供的是块注释方式,其格式如下: /*explanationsentence*/ C++中,除保留了C中的块注释方式外,又增加了更为方便的单行注释方式,其形式如下: //explanationsentence 1.3.2灵活的局部变量说明 传统C语言中,局部变量说明必须放在可执行代码的前面,数据说明语句和可执行语句的混合将引发编译错误。 而C++中,允许在程序代码的任何地方对局部变量进行说明,所说明变量的作用域是从该变量说明的地方开始到该变量所在的最小分程序的末尾。 如for(inti=5;i<=10;i++)在C语言中是非法的,而在C++中是合法的。 1.3.3cin和cout 在程序中,常常要把数据从一个对象传递到另一个对象中,C++将这种传递称为输入/输出(I/O)流。 C++中没有专门的输入/输出语句,为了实现I/O流,C++系统预定义了流类来支持I/O流的操作,cin和cout就是流类预定义的两个对象,使用它们可以完成标准输入和输出。 1.cin 是标准输入流,在程序中cin代表标准输入设备键盘。 使用cin并结合运算符>>可以处理从键盘上进行的标准输入,其使用格式如下: cin>>存放输入数据的变量名; 2.cout 是标准输出流,在程序中cout代表标准输出设备屏幕。 使用cout并结合运算符<<可以处理标准输出即屏幕显示,其使用格式如下: cout<<待输出的变量名或表达式; 3.运算符<<和>> 运算符<<和>>在C++中仍然保持C中“左移”和“右移”的功能,但当用于输入/输出时,通过重载扩充了他们的功能。 重载后的运算符>>表示将从键盘上读取的数据传送给右面指定的变量,如: cin>>x; 此时,从键盘输入的数值会自动转换为变量x的类型并存入x内。 但应注意,变量x必须是基本数据类型,而不能是void类型。 运算符>>允许连续输入一连串数据,例如: cin>>x>>y>>z; 此时,它按书写顺序从键盘上提取所要求的数据并存入相应的变量中。 应注意的是,连续输入的多个数据两两之间要用空白符(空格、会车或Tab键)隔开。 重载后的运算符<<表示将右面指定的变量的值显示在屏幕上。 例如:
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