1、c+语言程序设计 The C+ Programming Language 天津师范大学计算机与信息工程学院姜 丽 芬,教 材 及 参 考 书 目,C+语言基础教程吕凤翥著清华大学出版社2001年4月面向对象程序设计刘振安 主编经济科学出版社 2000年3月C+ 程序设计钱能 清华大学出版社 2001年11月C+程序设计北京航空航天大学出版社，麦中凡编。 面向对象的程序设计与C+教程张国峰编著，电子工业出版社。The C+ Programming英文版，计算机自印。最新C+语言精华（第二版） 美Herbert Schildt著，杨长虹等译。电子工业出版社,面向对象程序设计,第1章 C+语言概述
2、第2章 数据类型和表达式 第3章 预处理和语句 第4章 函数和作用域 第5章 类和对象（一） 第6章 类和对象（二） 第7章 继承性和派生类 第8章 多态性和虚函数 第9章 C+的I/O流库 第10章 模板,第1章 C+语言概述,C+产生的背景C+思想的提出是基于70年代发明的C语言，而C语言是在B语言的基础上发展起来的。 1970年美国贝尔（Bell）实验室的K.Thompson以BCPL语言为基础，设计了一种类似于BCPL的语言，取其第一字母B，称为B语言。 1972年美国贝尔实验室的Dennis M.Ritchie为克服B语言的诸多不足，在B语言的基础上重新设计了一种语言，取其第二字母C
3、，故称为C语言。,第1章 C+语言概述,C+产生的背景（续） C语言凭借其灵活性和高效性，自80年代以来在程序设计界占领了广泛的市场，程序员用它开发了许多重要产品。 但是C语言并不是万能的，随着软件工程规模的扩大，C语言的缺陷逐渐显露出来。比如说，程序量超过50,000行，开发人员达到数十个时，系统维护的工作量就变得相当大，而且系统的整体性也难以保证。 1980年贝尔实验室的Bjarne Stroustrup对C语言进行了扩充，推出了“C with class”，1982年，正式命名为C+。,C+与C语言的本质差别及兼容,本质差别： 编程方法方面： C+对C的兼容是建立在发展和完善的基础上的，
4、即C+是面向对象的程序设计语言； C语言是面向过程的程序设计语言。 程序结构方面： C的程序结构采用“数据+算法”模式。 C+语言程序的结构采用“对象+消息”模式； 兼容性： 主要体现在源代码的支持，大量C语言的程序稍微加以修改或不修改就可以在C+中编译通过并支持C语言的库函数和语法规则。 对系统库的支持。 保持C的简洁、高效和接近汇编语言等特性。 改良：改进了C中一些易产生错误的语法现象（后文介绍）。,C+对C语言的扩充,第1章 C+语言概述,C+与C语言的本质差别及兼容性,C+改进了C的不足，适合大型复杂程序的开发和维护，支持面向对象的程序设计。在改进的同时保持了C的简洁性和高效性。 C+
5、主要的特点：面向对象的程序设计方法的语言。 应用场合：适应大型复杂程序开发与维护,非面向对象特征对C中一些不良特征 进行了改进，消除了C中的不安全 因素。因此C+是一个更好的C,C,面向对象特征,第1章 C+语言概述,OOP（Object Oriented Programming）面向对象的程序设计方法是目前的主流方法。C+是在C语言的基础上产生又保持了与C相兼容，因而C+既支持面向对象的程序设计方法，也支持面向过程的程序设计方法。,第1章 C+语言概述,面向过程的程序设计方法 机制：将解决问题的重点放在如何实现的细节过程方面，将数据与操作这些数据的函数分开，围绕功能实现操作流程来设计程序。
6、特点:自顶向下,逐步求精功能的分解。 程序形式-主模块+子模块，它们之间以数据作为连接。 程序=算法+数据结构 每个模块可以对立编译，为多人开发奠定了基础。,面向过程的程序设计方法,应用实例：计算两数之和 功能分解：( 1 ) 提示输入第一个数（2）提示输入第一个数（3）计算两数之和（4）显示出总和,面向过程的程序设计方法,#include void main(void) int x,y,sumscanf(“%d%d”, ,面向过程的程序设计方法,缺点： （1）数据与操作这些数据的代码（函数）分离，一旦数据改变（如整数实数）则需要重新编写函数，程序功能扩充时，需要大量修改函数。以函数方式实现代
7、码重用，效率低，是手工作坊式的编程。 （2）“数据”和过程分离，以过程为中心，数据的一致性很难保证。例如：y1=a+f(x) y2=f(x)+a若f(x)含有对a的操作，则y1与y2不同，顺序的不同可能造成结果不同，很不自然。 （3）C语言的最大的缺点是不支持代码重用的机制，某个模块只能在某个环境中起作用。 应用场合：中小型程序设计及应用,第1章 C+语言概述,面向对象的程序设计方法 机制：它是一种解决问题的方法或观点，它认为自然界是由一组彼此相关并能相互通信的实体（对象）所组成。 面向对象的程序设计方法（OOP）：它是用面向对象的观点来描述现实问题，然后用计算机语言来模仿并处理该问题的一种程
8、序设计方法。 要求：描述或处理问题时应具有高度的概括，分类并对它抽象的能力，准确地描述某一实体。 目的：实现软件设计的工业化，变手工作坊式的编程为软件构件式工业化，达到快速高效编程。 OOP程序设计缺点：程序代码较庞大，面向特定的操作平台。Java:由Sun公司于1995年发布，使用于internet网络开发和应用的纯OOP语言。Java特点：与特定操作平台无关（write once run anywhere）,面向对象的程序设计方法,应用实例：计算两数之和 流程： (1)定义一个“加”类描述出各种类型数相加的操作。 (2)定义出一个对象（代表本次计算）并对它赋值。 (3)产生消息-将两个数相
9、加 (4)产生消息-显示总和值,#include “iostream.h“ class AddClass public: void Add(int x,int y) sum=x+y; void Add(float x,float y)sumf=x+y;void printSum(int flag)cout“Total Sum=“sumendl;void printSum(float flag)cout“Total Sum2=“sumfendl; private: int sum; float sumf; ;,void main(void)AddClass addobj;/定义出对象addobj
10、.Add(1,2);/产生二数相加消息addobj.Add(3.4f,4.5f);addobj.printSum(1);/产生显示总和消息addobj.printSum(1.0f);,面向对象的程序设计机制（特征）,四个特征：抽象、封装、继承与派生、多态性 （1）抽象：对具体对象（问题）进行概括、抽象并依照对象的公共性质加以概述的过程。 应用要点：1)先注意问题的本质及描述，其次是实现过程或细节。它直接决定程序的优劣。2)所涉及到的主要内容：数据抽象-描述对象的属性或状态（对象相互区别的物理量）代码抽象-描述某类对象的共同行为特征或具有的功能。3）如何实现抽象：通过类的定义这一机制来达到。,举
11、例,窗口这一类对象,数据抽象 代码抽象,钟表这一类对象,数据抽象-int Hour,int Minute,int Second 代码抽象-SetTime(),ShowTime(),人这一类对象,数据抽象-char* 姓名，char* 性别，int年龄，int 身份证号 代码抽象-GetCloth( )，EatFood( )，GoHome( )，Step( ),或： 代码抽象-AddPerson（），DeletePerson（）PrintData（），Change（） （社会属性角色）,要点：对同一问题可以有不同的抽象结果，这取决于程序员看问题的角度。,-Open Windows( ),Clos
12、eWindows(),MoveWindwos（）,ChangeWindows（）,-int TopX,TopY,DownX,DownY,Color,面向对象的程序设计机制（特征）,四个特征：抽象、封装、继承与派生、多态性（续） （2）封装：提供将所抽象出的类的数据成员、代码成员相组合的一种机制，它能将这二类成员组合在一起，形成对象（或实体）。 应用要点：1)目的：将使用者没有必要知道的内容隐藏起来（如录音机），增强使用的安全性，使用者不必了解具体的实现细节，而只需要通过设计者提供的外部接口来操作它。2)优点：实行高度模块化，从而产生软件构件（控件）3）特点： 有一个特定的边界-所有内部变化都限
13、制在此边界内 有外部接口-此对象利用它与其它对象发生关联 有特定的访问权限-在对象外部不能访问或修改受保护的内部实现细节。,面向对象的程序设计机制（特征）,4)如何实现封装：采用C+中类定义来达到（软件外壳） 例：class Watch public:void SetTime(int NewH,int NewM,int NewS);void ShowTime();private:int Hour,Minute,Second; ,特定的边界,外部接口,特定的访问权限,面向对象的程序设计机制（特征）,四个特征:抽象、封装、继承与派生、多态性（续） （3）继承与派生：它是C+中支持层次分类的一种机制
14、，允许程序员在保持原有类的特性基础上进行更具体的类的定义。 应用要点：1)可行性：因为现实世界中的各个对象并不是孤立的，而是相互关联的，因而为继承提供了可行性。2)目的：通过继承可以达到对现有系统（程序）的重用并且还能扩充和改进现有系统。3）常见形式：单一继承和多重继承。4）实现途径：通过定义出派生类来达到。例：鱼类,面向对象的程序设计机制（特征）,四个特征:抽象、封装、继承与派生、多态性（续） （4）多态性：同一名称不同的功能实现方式。 应用要点：1)常见形式：静态多态性和动态多态性。2)目的：达到行为标识统一，减少程序的标识符的个数。3）实现途径：通过重载函数和虚函数来实现。允许有同名函数
15、、增加灵活性。,C+源程序的结构,一、面向过程的源程序结构,#include void main() cout“ This is my first C+ program.n “endl; ,二、C+程序的组成,预处理命令,输入输出,函数,语句,变量,其他,I/O流库，提供所 有的输入输出操作,cout：流类对象 ：提取符 例如： cin“Please input two integers:“; cinab;endl：换行；,C+源程序的结构,要点： 1）标准输入输出包含文件由stdio.h改为iostream.h 2)新的I/O操作改为：printf()-coutcin变量名 参考P10例1.
16、1 输出：cout变量1变量2或：cin变量变量,C+源程序的结构,（）注释由/* */ 改为 /单行如需要多行注释，仍使用* */方法 （）中提供许多操作算子，其中endl功能等效于C语言中的“n”。 （5）文件的扩展名由C语言中的*.c变为*.cpp(c plus plus）. （6）分程序说明：C语言中，变量的定义必须在可执行程序前，C+中只要使用之前进行说明即可。 例如： int a,b=2;a=5;int c;/*变量声明，在C语言中，只能放在可执行语句的前面，但是，在C+中放在使用前说明即可。参考p13-例1.2,1.3*/,C+源程序的结构,（）注释由/* */ 改为 /单行如需
17、要多行注释，仍使用* */方法 （）中提供许多操作算子，其中endl功能等效于C语言中的“n”。 （5）文件的扩展名由C语言中的*.c变为*.cpp(c plus lus）. （6）分程序说明：C语言中，变量的定义必须在可执行程序前，C+中只要使用之前进行说明即可。 例如： int a,b=2;a=5;int c;/*变量声明，在C语言中，只能放在可执行语句的前面，但是，在C+中放在使用前说明即可。参考p13-例1.2,1.3*/,1. C+语言程序实现的三步曲 （1） 编辑 （2） 编译（预处理、编译、连接） （3） 运行 2. Visual C+ 6.0版本实现C+程序的功能 （1） 单文件程序的实现方法 以例1. 4为例。 （2） 多文件程序的实现方法 以例1.5为例。,C+程序的实现,
