着信息与人工智能技术迅猛发展,计算机编程已成为现代社会不可或缺的一部分。C++作为一种高效、灵活且功能强大的编程语言,广泛应用于系统软件、游戏开发、嵌入式系统等领域。本书旨在为读者提供一本系统而实用的C++程序设计教程,帮助读者掌握C++编程的基本概念、方法和技巧。
客观上,C++语言涵盖的知识点丰富密集,且强调实践操作。主观上,学习过程涉及读者思维模式的转变和行为习惯的培养。因此,对于初学者而言,要在短短一个学期内掌握C++程序设计,无疑是一项充满挑战的任务。
本书以清晰的逻辑脉络,系统地构建了C++程序设计的知识体系。以实践为驱动,以应用为导向,致力于帮助读者深入理解和掌握核心知识点,并通过实践强化对基本方法的熟练运用。书中通过提炼程序设计解决问题的具体思维模式,强化对计算思维的培养。同时,本书将C++编程的概念和思想扩展到与个人息息相关的社会生活层面,旨在培养读者正确的价值观和优秀的职业素养,从而促进其全面成长和发展。
本书具有以下特色。
(1)横向分类,化繁为简。知识点横向上分为4列:函数、变量、流程控制和C++标准库,所有知识点都能被归入这4个核心要素之下,视作它们各自的延伸和相互之间的组合交叉,如图1所示。通过这种方式,读者可以更清晰地理解每个知识点是如何与核心概念相联系的,从而促进知识的系统化和概念的深入理解。
(2)纵向分层,由浅入深。在纵向结构上,知识点自底向上分为4层:C++语言基础、过程化编程、面向对象编程、泛型编程。随着层次的提升,抽象程度也随之增加,以适应程序复杂性的递增,如图1所示。通过这种由浅入深的学习路径,读者将首先掌握语言的基本要素,然后逐层深入更抽象的编程范式,最终掌握程序设计的方法。
(3)竖向分面,知行合一。竖向垂直于横向与纵向组成的知识点平 面,另外包含顶层的任务平面和中间层的模式平面,如图2所示。任务平面代表问题,包含各章的课内示例、课后练习和综合应用等;而模式平面则代表穷举、迭代、递归、排序、组合、继承、多态等解决问题的核心思想,在各章的小结中归纳总结。通过模式平面的桥梁作用,任务平面与知识平面之间的联系得以清晰展现。
图1?C++知识结构
图2?C++学习架构
(4)思维养成,资源配套。为了方便读者学习,本书采用通俗易懂的语言和清晰的逻辑结构。每个章节都精心设计了引言、小结和练习题,以引导读者深入理解、整理和巩固所学知识。在小结部分,特别加入了思维导图、思维模式和逻辑结构,旨在帮助读者更好地吸收和掌握章节要点。同时,还提供了配套的在线资源,包括电子课件、源代码和教学视频等,以便读者在学习过程中得到及时的帮助和支持。
本书共分为4部分,共17章。第1部分C++语言基础,包括第1章程序与主函数,第2章基本类型与变量,第3章运算符与表达式,第4章流程控制。第2部分C++过程化编程,包括第5章函数,第6章多文件,第7章数组,第8章指针,第9章引用与结构体。第3部分C++面向对象编程,包括第10章类与对象,第11章C++标准库,第12章构造函数,第13章静态成员与友元,第14章运算符重载,第15章继承与多态。第4部分C++泛型编程,包括第16章模板,第17章输入/输出流。其中第1、7~9、11、17章由董鑫正编写,第2~6章由邓秀华编写,第10、12章由任昌荣编写,第13、14章由汪元卉编写,第15、16章由崔瀚文编写。本书编写过程中,得到了滕国文、吴志祥、吴方、宋小庆、敖丽敏、徐健等的帮助,在此表示感谢。
本书适合高等院校计算机类专业和相关专业学生使用,可以作为程序设计基础和C++程序设计等课程的教材,也可以供编程爱好者学习程序设计使用。
限于编者水平,书中难免存在不足之处,恳请读者批评指正,提出宝贵的意见和建议,以便我们不断改进和完善。
作者????
2025年6月于珠海
C++程序设计简明教程
前言