1、1,c+面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì),課程簡(jiǎn)介：學(xué)習(xí)一門必須熟練掌握的、用來(lái)與計(jì)算機(jī)進(jìn)行“溝通”、指揮計(jì)算機(jī)為我們做事情的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，是其他多門必修課程的前導(dǎo)課程。主要學(xué)習(xí)C+語(yǔ)言面向?qū)ο蟛糠值膬?nèi)容，其中包括類、繼承、重載及其應(yīng)用等。 本課程非常重要！一定要下功夫?qū)W好！,2,課時(shí)安排,本學(xué)期：每周上課2課時(shí)，上機(jī)2課時(shí)。 總成績(jī)100分 平時(shí)成績(jī) 上機(jī)實(shí)踐成績(jī)期末筆試成績(jī)。此外, 還有分組游戲加分,3,教學(xué)用書及參考書,教學(xué)用書：中國(guó)交通出版社，C+程序設(shè)計(jì)，劉麗華編著，,4,參考書,(1)清華大學(xué)出版社，C+程序設(shè)計(jì)教程，錢能主 編。 (2)章燁，鄭茜翻譯，C+技術(shù)詳解 北京：希望電腦 公司，1991

2、 (3)孟文輝等翻譯，C+技術(shù)和應(yīng)用 北京：希望電腦 公司，1991 (4)張國(guó)峰等，C+程序設(shè)計(jì)實(shí)用教程 北京：清華大 學(xué)出版社，1996 (5)C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程( 第二版 ) 譚浩強(qiáng) 高等教育出 版社,5,第 1 章 緒論,1.1 程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言 1.2 C+語(yǔ)言概述 1.3 本書的宗旨和內(nèi)容安排,6,1.1 程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,1.1.1 計(jì)算機(jī)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言 1.1.2 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言 1.1.3 程序設(shè)計(jì)方法學(xué)的發(fā)展 1.1.4 程序設(shè)計(jì)范型 1.1.5 程序設(shè)計(jì)的4個(gè)層次,7,1.1.1 計(jì)算機(jī)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,計(jì)算機(jī)也許是廿世紀(jì)人類帶給廿一世紀(jì)的最有價(jià)值的禮物，是人類

3、文明歷史上最偉大的發(fā)明之一 。 程序(軟件)是計(jì)算機(jī)的必要組成部分。計(jì)算機(jī)首先要求人們不斷地在程序設(shè)計(jì)上付出大量的創(chuàng)造性勞動(dòng)，然后才能享受到它的服務(wù)。 程序設(shè)計(jì)是一件工作量永無(wú)止境，極其困難復(fù)雜而又富有魅力和創(chuàng)造樂趣的工作。,8,1.1.2 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,1 計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)（機(jī)器語(yǔ)言） 2 低級(jí)編程語(yǔ)言（匯編語(yǔ)言） 3 高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,9,低級(jí)語(yǔ)言：機(jī)器語(yǔ)言與匯編語(yǔ)言,計(jì)算機(jī)剛問(wèn)世時(shí)，它的“能耐”還比較小，只能“看懂”或“理解”程序員用原始的機(jī)器指令書寫的所謂機(jī)器語(yǔ)言程序。 匯編語(yǔ)言將機(jī)器指令映射為一些易于看懂、易于記憶的助記符，如ADD，SUB，MOV等。但若要運(yùn)行(執(zhí)行)用匯編語(yǔ)言寫成的

4、源程序時(shí)，必須先運(yùn)行一個(gè)叫做匯編程序系統(tǒng)(Assembler)的軟件，由它首先把匯編語(yǔ)言源程序轉(zhuǎn)換為具有相同功能的機(jī)器指令程序，然后再運(yùn)行機(jī)器指令程序，得到所需的結(jié)果。,10,高級(jí)語(yǔ)言,之所以稱其為高級(jí)語(yǔ)言，是相對(duì)于機(jī)器語(yǔ)言與匯編語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，編程人員對(duì)它們的理解、記憶以及使用都要容易的多。高級(jí)語(yǔ)言屏蔽了諸多的機(jī)器細(xì)節(jié)問(wèn)題，提高了語(yǔ)言的抽象層次，更加接近于人們的思維方式以及自然語(yǔ)言。 應(yīng)用較廣泛的幾種高級(jí)語(yǔ)言是：FORTRAN、ALGOL、COBOL、BASIC、PASCAL、C、LISP、PROLOG， C+，C#， Java等。,11,編譯程序系統(tǒng)(Compiler)的作用,與對(duì)待匯編語(yǔ)言源程

5、序相同，用高級(jí)語(yǔ)言寫成的源程序也不能被計(jì)算機(jī)去直接執(zhí)行，也必須先運(yùn)行一個(gè)叫做編譯程序系統(tǒng)(Compiler)的軟件，由它首先把高級(jí)語(yǔ)言源程序編譯轉(zhuǎn)換為目標(biāo)程序，然后再經(jīng)過(guò)連接而成為具有相同功能的可執(zhí)行程序(機(jī)器指令程序)，最后再運(yùn)行該可執(zhí)行程序(機(jī)器指令程序)，方可得到所需的結(jié)果。,12,1.1.3 程序設(shè)計(jì)方法學(xué)的發(fā)展,1 程序設(shè)計(jì)技術(shù)的初級(jí)階段 2 結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)階段 3 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)階段,13,1 程序設(shè)計(jì)技術(shù)的初級(jí)階段,計(jì)算機(jī)誕生，von Neumann 模式形成，低級(jí)語(yǔ)言編程是主要開發(fā)形式。 第一代高級(jí)語(yǔ)言（以 FORTRAN 和ALGOL60 為代表）誕生，從低級(jí)語(yǔ)言編程轉(zhuǎn)向高級(jí)

6、語(yǔ)言編程，可以說(shuō)是計(jì)算機(jī)“生產(chǎn)力”的一次解放。 這個(gè)時(shí)期的程序設(shè)計(jì)技術(shù)重視程序設(shè)計(jì)技巧，注意節(jié)省內(nèi)存和目標(biāo)代碼的效率。 高級(jí)語(yǔ)言的出現(xiàn)使得程序設(shè)計(jì)的難度降低，導(dǎo)致了計(jì)算機(jī)應(yīng)用在五六十年代的發(fā)展進(jìn)入新的階段。 60年代，以大規(guī)模程序頻頻出錯(cuò)(例如1962年，因軟件出錯(cuò)導(dǎo)致美國(guó)金星探測(cè)器水手號(hào)衛(wèi)星發(fā)射失敗)為特征的“軟件危機(jī)”發(fā)生，引起關(guān)于“Goto語(yǔ)句”的辯論。,14,2 結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)階段,以Pascal 語(yǔ)言和C語(yǔ)言為代表，強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)類型、程序結(jié)構(gòu)，程序設(shè) 計(jì)的目標(biāo)把可靠性、可維護(hù)性的要求放在了比高效率更重要的位置上 結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)思想的要點(diǎn)是： 注意程序的可讀性 采用自頂向下、逐步求精的設(shè)計(jì)方法

7、 盡可能地使程序運(yùn)行的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)與程序書寫的靜態(tài)結(jié)構(gòu)相對(duì)地比較一致 嚴(yán)格區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)類型 面向過(guò)程的SP結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法存在著一個(gè)主要缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)的操作過(guò)程(處理函數(shù))是相互獨(dú)立的實(shí)體，當(dāng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)改變時(shí)，所有相關(guān)的處理過(guò)程(函數(shù))都要進(jìn)行相應(yīng)的修改，從而使程序的可重用性明顯變差。,15,3 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)階段,80年代，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)逐漸從理論轉(zhuǎn)向?qū)嵺`，以Smalltalk，C+等語(yǔ)言為代表，程序設(shè)計(jì)理論步入成熟期。A.Kay 研制了Smalltalk 語(yǔ)言，B.Stroustrup 則開發(fā)了C+ 語(yǔ)言 . OOP方法在90年代的盛行主要有兩個(gè)基本的原因： 其一是OOP方法從思想上與S

8、P 方法相比是抓住了軟件開發(fā)的本質(zhì)和規(guī)律； 其二就是計(jì)算機(jī)所要解決的問(wèn)題越來(lái)越重要，越來(lái)越復(fù)雜。OOP 技術(shù)之所以能適應(yīng)今天軟件產(chǎn)業(yè)的需要，是因?yàn)樗容^好地解決了軟件模塊化、信息隱蔽和抽象的目標(biāo)。,16,目前常用的面向?qū)ο笳Z(yǔ)言,目前，應(yīng)用最廣的面向?qū)ο笳Z(yǔ)言是在C語(yǔ)言基礎(chǔ)上擴(kuò)充出來(lái)的C+語(yǔ)言，而科研前沿目前用的最多的要屬M(fèi)icrosoft公司的Visual C+ 6.0（簡(jiǎn)稱VC6.0），它是基于Windows窗口規(guī)范的一個(gè)C+的具體實(shí)現(xiàn)版本。 其它面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言還有Smalltalk語(yǔ)言、Simula67語(yǔ)言、以及LISP家族的面向?qū)ο笳Z(yǔ)言,JAVA, C#等。,17,OOP程序設(shè)計(jì)方法的

9、特點(diǎn),面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)是要彌補(bǔ)面向過(guò)程的SP結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法的缺點(diǎn)，它將數(shù)據(jù)以及對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的方法(處理過(guò)程)放在一起，形成一個(gè)相互依存、不可分離的整體 - 對(duì)象。通過(guò)對(duì)事物的抽象找出同一類對(duì)象的共同屬性(靜態(tài)特征)和行為(動(dòng)態(tài)特征)，從而形成類。 類是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法中的程序主體，即是說(shuō)，程序結(jié)構(gòu)將劃分為若干類的基本模塊，類中的大多數(shù)數(shù)據(jù)只能用本類的方法進(jìn)行處理，以保障程序模塊的獨(dú)立性以及數(shù)據(jù)的安全性。類通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的公共對(duì)外接口與外界發(fā)生聯(lián)系，對(duì)象與對(duì)象之間通過(guò)消息進(jìn)行通訊。 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的三大特征是：封裝性、繼承性、多態(tài)性。,18,C+語(yǔ)言對(duì)面向?qū)ο蠓椒ǖ闹С?C+語(yǔ)言是

10、一種面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言，它對(duì)面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法進(jìn)行了較全面的支持。 1. 支持?jǐn)?shù)據(jù)封裝 C+語(yǔ)言中的類(class)是支持?jǐn)?shù)據(jù)封裝的工具。通過(guò)類(class)類型對(duì)所要處理的問(wèn)題進(jìn)行抽象描述，從而將邏輯上相關(guān)的數(shù)據(jù)與函數(shù)進(jìn)行封裝。,19,2. 支持繼承性 C+語(yǔ)言允許單繼承和多繼承。所謂多繼承，就是從多個(gè)父類(基類)那兒繼承屬性和行為特征。另外，如有必要，派生類還可以生成它自己的派生類。即是說(shuō)，根據(jù)需要，類之間可形成多層次的派生以及繼承關(guān)系。 3. 支持多態(tài)性 允許對(duì)函數(shù)和運(yùn)算符進(jìn)行重載體現(xiàn)出一種多態(tài)性。通過(guò)在基類及其派生類間對(duì)虛函數(shù)進(jìn)行使用體現(xiàn)出另一種多態(tài)性。,20,1.1.4 程序

11、設(shè)計(jì)的范型,1 命令型程序設(shè)計(jì) 2 OOP程序設(shè)計(jì) 3 函數(shù)性程序設(shè)計(jì) 4 邏輯性程序設(shè)計(jì),21,1.1.5 程序設(shè)計(jì)的4個(gè)層次,1 算法的設(shè)計(jì)與分析 2 程序設(shè)計(jì)方法學(xué) 3 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言 4 程序設(shè)計(jì)環(huán)境與工具,22,1.2 C+語(yǔ)言概述,1.2.1 為什么選擇C+語(yǔ)言 1.2.2 C+語(yǔ)言簡(jiǎn)史 1.2.3 C+語(yǔ)言的特點(diǎn),23,1.2.1 為什么選擇C+語(yǔ)言,面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)正在逐漸成為主流設(shè)計(jì)技術(shù)。 OOP技術(shù)并不取代SP 和一般的程序設(shè)計(jì)的技能技巧。 由于各大公司的競(jìng)相開發(fā)，C+語(yǔ)言在各種不同機(jī)型上都有優(yōu)秀的編譯系統(tǒng)和相關(guān)的環(huán)境與工具。 C+語(yǔ)言最可能取代C 而成為主流的軟件開發(fā)語(yǔ)言之

12、一。 C+語(yǔ)言已成為計(jì)算機(jī)專業(yè)主要的教學(xué)語(yǔ)言。,24,1.2.2 C+語(yǔ)言簡(jiǎn)史,C+語(yǔ)言的作者是美國(guó)AT&T 公司Bell 實(shí)驗(yàn)室的Bjarne Stroustrup 1.帶類的C .C+語(yǔ)言的誕生 .C+語(yǔ)言的發(fā)展,25,1.2.3 C+語(yǔ)言特點(diǎn),(1)C+語(yǔ)言是支持面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的最主要的代表語(yǔ)言之一。 封裝和信息隱藏 ；抽象數(shù)據(jù)類型 ；繼承和派生；函數(shù)與運(yùn)算符的重載；模板 (2)C+語(yǔ)言是程序員和軟件開發(fā)者在實(shí)踐中的創(chuàng)造，無(wú)論是語(yǔ)言的各個(gè)特征還是整個(gè)研制過(guò)程，時(shí)時(shí)處處體現(xiàn)了面向?qū)嵱?，面向軟件開發(fā)者的思想 。 (3)C+語(yǔ)言是C語(yǔ)言的超集。,26,1.3 本書的宗旨及內(nèi)容安排,1.3.1 講授C+語(yǔ)言的困難 1.3.2 本書的指導(dǎo)思想 1.3.3 本書的內(nèi)容安排,27,1.3.1 講授C+語(yǔ)言的困難,C+語(yǔ)言的規(guī)模較大 C+語(yǔ)言中的新概念不易掌握 OOP 和 OOP 語(yǔ)言的培訓(xùn)需要完備條件,28,1.3.2 本書的指導(dǎo)思想,1訓(xùn)練程序設(shè)計(jì)技術(shù)的教科書。 2講