具體描述
內容簡介
《程序設計方法與技術:C語言/高等學校教材》以程序設計初學者為閱讀對象,以程序設計解決問題為主綫,以編程思維、編程技能、語法知識和編程規範為內容框架,通過豐富的實例由淺入深地介紹C語言程序設計的基本思想與方法。
《程序設計方法與技術:C語言/高等學校教材》導言部分介紹程序和程序設計及其教學建議,隨後包括瞭程序設計概述、輸入輸齣、順序結構程序設計、選擇結構程序設計、循環結構程序設計、數組、函數、結構體和指針等內容。為瞭提高讀者的學習興趣和成就感,各章節都選取瞭大量貼近生活的有趣案例:書中以思考、常見錯誤、編程經驗等形式總結瞭程序設計的技術和方法。
《程序設計方法與技術:C語言/高等學校教材》適閤作為高等院校各專業學生的教學用書,也可作為廣大編程愛好者的自學讀物,對從事軟件設計與開發的技術人員也是一本很好的參考書。
內頁插圖
目錄
0 導言
0.1 程序無所不在
0.2 人人都要理解編程
0.3 解剖一個程序
0.4 編程的主要內容
0.5 如何學好程序設計
0.6 如何教好程序設計
小結
1 程序設計概述
1.1 程序的概念
1.2 程序設計語言
1.2.1 問題描述與程序設計
1.2.2 匯編語言和機器語言
1.2.3 高級語言及其翻譯
1.3 初識C程序
1.3.1 C語言概述
1.3.2 數值計算的C程序
1.3.3 簡單遊戲的C程序
1.3.4 C程序的實現過程
1.4 C程序的基本語法
1.4.1 C程序的基本結構
1.4.2 C程序的基本元素
1.4 ,3C程序編程風格
1.5 C程序設計方法
1.5.1 問題分析
1.5.2 算法設計
1.5.3 程序編寫
1.5.4 運行調試
1.6 常見C程序的錯誤
1.6.1 語法錯誤——編譯錯誤
1.6.2 語法錯誤——連接錯誤
1.6.3 邏輯錯誤——結果不正確
1.6.4 邏輯錯誤——運行時錯誤
小結
習題1
2 輸入輸齣
2.1 計算機與外界的交互
2.1.1 輸入輸齣設備
2.1.2 程摩的輸入輸齣
2.2 信息的顯示與錄入
2.2.1 顯示固定內容的信息
2.2.2 信息錄入
2.3 輸入輸齣設計
2.3.1 輸齣設計
2.3.2 輸齣的多樣化
2.3.3 輸入設計
2.3.4 輸入的多樣化
2.4 輸入輸齣格式控製+
2.4.1 顯示內容格式控製
2.4.2 數據輸入格式控製
2.5 綜閤案例
小結
習題2
3 順序結構程序設計
3.1 順序結構
3.1.1 設計順序結構程序
3.1.2 語句的分類
3.2 錶達式語句
3.2.1 錶達式
3.2.2 算術運算符
3.2.3 賦值語句
3.3 數據與數據類型
3.3.1 常量與變量
3.3.2 整型變量與整型常量
3.3.3 浮點型變量與浮點型常量
3.3.4 字符變量與字符常量
3.3.5 變量類型的轉換
3.4 變量的存儲
3.4.1 變量與內存的關係
3,4.2 變量在內存中的錶示形式
3.5 指針變量
3.6 綜閤案例
小結
習題3
4 選擇結構程序設計
4.1 門票價格問題
4.2 條件的錶示
4.2.1 關係運算
4.2.2 邏輯運算
4.2.3 短路求值
4.3 單分支結構
4.3.1 if語句
4.3.2 復閤語句
4.4 雙分支結構
4.4.1 if-else語句
4.4.2 條件運算
4.4.3 if-else嵌套
4.4.4 if-else配對
4.5 多分支結構
4.5.1 if語句級聯
4.5.2 switch語句
4.6 綜閤案例
小結
習題4
5 循環結構程序設計
5.1 自動售貨機問題
5.2 三種循環結構
5.2.1 while語句
5.2.2 do-while語句
5.2.3 for語句
5.2.4 三種循環語句的比較
5.3 循環的嵌套
5.4 輔助控製語句
5.4.1 break語句
5.4.2 continue語句
5.5 應用舉例
5.5.1 窮舉法
5.5.2 迭代法
5.5.3 纍加纍乘法
5.5.4 打印有規律的圖形
5.5.5 其他應用
5.6 綜閤案例
小結
習題5
6 數組
6.1 成績統計問題
6.2 數組的概念
6.2.1 數組的定義及訪問
6.2.2 數組的初始化
6.3 一維數組常見操作
6.3.1 排序問題
6.3.2 插入與刪除問題
6.3.3 查找問題
6.4 二維數組
6.4.1 二維數組的定義及存儲
6.4.2 二維數組應用
6.5 字符數組及字符串處理
6.5.1 文本數據處理
6.5.2 字符數組處理字符串的方法
6.5.3 字符串的常見處理
6.5.4 常用字符串處理函數
6.6 指針與數組關係初步
……
7 函數
8 結構體
9 指針
參考文獻
前言/序言
在過去50多年中,程序設計技術與程序設計語言從來沒有停止過創新和發展,未來,這種持續的改進仍將繼續。程序設計課程的教和學也在不斷進步,同時還會不斷麵臨新的挑戰。一直以來被很多高等學校作為第一門程序設計課程的c語言,由於其語言簡單和思維清晰,成為程序設計課程中的常青樹。盡管語言本身變化不大,但如何更有效地提高C語言教學效果的改革實踐,一直都在進行中。
問題驅動、案例驅動、重在應用等教學思想,MOOC、SPOC、翻轉課堂等教學技術和手段,都給經典的程序設計課程帶來瞭新的活力與機遇。多年來,來自同濟大學、華東理工大學、華東師範大學、上海大學、東華大學、上海理工大學和上海電力學院等多所高校的計算機基礎教學一綫教師結閤計算機等級考試的持續改進和“以考促教”為目標,堅持開展程序設計課程的教學改革,與時俱進地進行教學重構,不斷積纍教學經驗和教學資源。本書就是在這個基礎上編寫的,試圖融閤現代程序設計的新理念,平衡專業性與普適性,兼顧對學生的知識傳授、能力培養與思維訓練。
本書具有以下四個特點。
(1)強調編程興趣
選擇貼近學生生活和年輕人感興趣的案例,配上生動活潑的展示形式,注重激發學生學習編程的興趣;通過提供可復用的公共庫等形式,讓學生通過簡單的編程就能得到完整的程序和實用的結果,解決日常生活中的熱點問題,增強學生學習成就感。
(2)兼顧編程四個維度
本書強調編程的四個維度:編程思維、編程技能、語言知識點和編程規範。通過例題分析、經典算法等,以“思考”等形式描述常用的編程思維和思考問題的方式;分析、設計、編寫、調試、運行程序,在此基礎上歸納齣“常見錯誤”,用以訓練學生的編程技能;總結編程規範和經驗,引導學生從一開始學習程序設計就養成良好的編程習慣。
(3)由淺入深循循善導
內容組織上更突齣從簡單到復雜,將知識點的結構性和係統性淡化;將“指針”的概念和簡單應用提前,將“文件”分散到章節而不獨立成章;同一個問題從簡單到復雜分解到多個程序例子中,讓學生們從簡單程序開始,逐步增加功能,在不知不覺中學會編程技能,習慣編程思維。
(4)綫上綫下配有立體資源
配閤本書同時建設瞭實驗指導、習題庫和知識點視頻等立體化學習資源,設計瞭每一章的課堂教案設計、PPT講稿和網上教學平颱等,便於學生預習、復習和自學,方便師生加強課堂互動,提高課堂教學效果。本書中的二維碼都鏈接到一個網上資源,讀者可在閱讀時實時學習。
本書由上海市計算機等級考試二級命題組教師共同策劃,得到瞭上海市教委優質在綫課程項目和上海市教育考試院的支持。導言部分由顧春華編寫,第1章到第9章分彆由陳蓮君、黃小瑜、陳優廣、文欣秀、閆紅曼、鬍慶春、高枚、王淮亭、葉文珺、陳章進、硃弘飛、夏耘等編寫。全書由顧春華、陳章進、葉文珺等修改統稿。劉江、吉順如、張晨靜、高建良等給本書提齣瞭建議和幫助,對此一並錶示感謝。
由於編者水平有限,書中難免存在錯誤與不足,懇請讀者批評指正。
《現代C++編程精粹》 內容簡介 本書深入剖析瞭C++語言的核心特性與現代編程範式,旨在為讀者提供一套全麵、係統且實用的C++學習指南。本書並非對C語言基礎的簡單復述,而是著重於C++在C語言基礎上的飛躍,以及如何利用其強大的功能來構建高效、可維護、可擴展的軟件係統。我們將在本書中探索C++麵嚮對象編程的精髓,數據抽象的威力,泛型編程的優雅,以及現代C++標準(C++11, C++14, C++17, C++20)帶來的諸多創新和便利。 第一部分:C++核心特性與麵嚮對象編程 本部分將從C++的基石——麵嚮對象編程(OOP)齣發,逐步深入。 類與對象的本質:我們將詳細介紹類的定義、封裝、繼承和多態等麵嚮對象的核心概念。讀者將學習如何設計結構清晰、職責明確的類,理解對象是如何實例化和交互的。 封裝:本書將重點講解訪問控製(public, protected, private)的重要性,以及如何通過封裝隱藏類的內部實現細節,隻暴露必要的接口,從而降低代碼的耦閤度,提高代碼的可維護性和安全性。我們將通過實際案例展示如何設計具有良好封裝性的類,例如構建一個簡單的“日期”類或“圖書”類,並演示如何通過成員函數來操作數據。 繼承:我們將深入探討繼承的各種形式,包括單繼承、多重繼承以及虛繼承,並分析它們在代碼復用和層次化設計中的作用。讀者將學習如何設計基類和派生類,理解“is-a”關係,並學會處理繼承過程中可能齣現的命名衝突和菱形繼承問題。我們將以一個“形狀”的抽象基類為例,派生齣“圓形”、“矩形”等具體形狀類,展示多態性在不同形狀對象上的應用。 多態:多態是麵嚮對象編程的靈魂。本書將詳細講解靜態多態(函數重載、運算符重載)和動態多態(虛函數、純虛函數、抽象類)的原理與應用。讀者將學會如何利用虛函數實現運行時多態,從而編寫齣更加靈活和可擴展的代碼。我們將通過一個“動物”類及其派生類“狗”、“貓”的例子,演示如何通過指嚮基類的指針或引用調用派生類特有的行為,實現“一個接口,多種實現”的編程範式。 構造函數與析構函數:我們將會深入講解構造函數的不同形式(默認構造函數、帶參構造函數、拷貝構造函數、移動構造函數),以及它們在對象生命周期管理中的作用。同時,析構函數的概念和自動調用機製,以及其在資源釋放中的關鍵地位也將被詳盡闡述。 資源獲取即初始化 (RAII):本書將重點強調RAII技術,它是C++中管理資源(如內存、文件句柄、網絡連接)的優雅方式。通過將資源的管理封裝在對象的生命周期內,我們能夠避免手動管理資源的繁瑣和易齣錯性,保證資源的自動釋放,即使在發生異常的情況下也能做到安全可靠。我們將通過智能指針(如`std::unique_ptr`, `std::shared_ptr`)的實現原理和使用來具體闡釋RAII的應用。 運算符重載:我們將介紹如何為自定義類型重載各種運算符,使代碼更加直觀易讀,例如為自定義的“復數”類重載加減乘除運算符,或者為“字符串”類重載字符串連接運算符。 友元與訪問控製:雖然封裝是麵嚮對象的核心,但有時為瞭方便某些特定操作,需要打破嚴格的訪問限製。本書將講解友元函數和友元類的概念,並討論何時以及如何適當地使用它們,以在保持代碼組織性的同時,提供必要的靈活性。 第二部分:泛型編程與STL 本部分將引導讀者進入C++強大的泛型編程世界,重點介紹標準模闆庫(STL)。 模闆(Templates):模闆是C++實現泛型編程的核心機製。我們將從函數模闆開始,學習如何編寫能夠處理不同數據類型的通用函數。隨後,我們將深入到類模闆,理解如何創建可以實例化為各種特定類型的通用類。 模闆元編程(Template Metaprogramming):本書將介紹模闆元編程這一高級技術,它允許在編譯時執行計算,生成代碼,從而實現極緻的性能優化。我們將通過一些經典的模闆元編程示例,例如編譯時計算階乘、斐波那契數列等,來展示其強大能力。 標準模闆庫(STL):STL是C++語言中最具價值的組成部分之一,它提供瞭一係列高效、通用的數據結構和算法。 容器(Containers):我們將全麵介紹STL提供的各種容器,包括序列容器(`std::vector`, `std::list`, `std::deque`)、關聯容器(`std::map`, `std::set`, `std::multimap`, `std::multiset`)和無序關聯容器(`std::unordered_map`, `std::unordered_set`)。本書將分析每種容器的特性、適用場景以及它們在性能上的差異,幫助讀者選擇最適閤的容器來解決實際問題。例如,我們將討論在需要頻繁插入刪除時選擇`std::list`,而需要隨機訪問時選擇`std::vector`。 迭代器(Iterators):迭代器是連接容器和算法的橋梁。我們將詳細講解迭代器的分類(輸入迭代器、輸齣迭代器、前嚮迭代器、雙嚮迭代器、隨機訪問迭代器)及其使用方法,理解如何通過迭代器遍曆容器中的元素,以及它們在算法中的作用。 算法(Algorithms):STL提供瞭豐富的算法庫,涵蓋排序、查找、計數、遍曆、轉換等多種操作。本書將重點介紹常用算法,如`std::sort`, `std::find`, `std::for_each`, `std::transform`等,並講解如何結閤迭代器高效地使用它們,以減少手動編寫循環的冗餘和潛在錯誤。 STL的原理與設計:除瞭使用STL,我們還將深入探討STL的一些設計哲學和底層實現原理,這有助於讀者更深刻地理解STL的工作方式,並在必要時進行性能調優或自定義擴展。 第三部分:現代C++特性與實踐 本部分將聚焦於C++11及之後標準帶來的革命性變化,以及如何在實際開發中應用這些新特性。 C++11新特性: 自動類型推導(`auto`):講解`auto`關鍵字如何簡化變量聲明,提高代碼的可讀性,並減少類型相關的錯誤。 範圍for循環(Range-based for loop):演示如何使用範圍for循環方便地遍曆容器,擺脫繁瑣的迭代器管理。 Lambda錶達式(Lambda expressions):這是C++11中最強大的特性之一。我們將深入講解Lambda錶達式的語法、捕獲列錶、返迴值推導等,並展示其在函數式編程、迴調函數、STL算法中的廣泛應用。 移動語義(Move semantics)與右值引用(Rvalue references):本書將詳細闡述移動構造函數、移動賦值運算符以及右值引用的概念,以及它們如何通過避免不必要的資源拷貝來顯著提升程序的性能,特彆是在處理臨時對象和資源密集型對象時。 智能指針(Smart Pointers):除瞭RAII的介紹,我們將具體講解`std::unique_ptr`, `std::shared_ptr`, `std::weak_ptr`的使用,以及它們如何有效地管理動態分配的內存,防止內存泄漏。 並發與並行(Concurrency and Parallelism):介紹C++11引入的綫程支持庫(``, ``, ``等),講解如何創建和管理綫程,實現並發編程,以及如何利用原子操作(`std::atomic`)保證綫程安全。 C++14, C++17, C++20 的重要特性:我們將根據實際需要,選取一些對現代C++編程影響深遠的特性進行介紹,例如: C++14:泛化Lambda捕獲,返迴類型推導。 C++17:結構化綁定(Structured bindings),`if constexpr`,`std::optional`,`std::variant`,`std::any`,文件係統庫(``)。 C++20:概念(Concepts),模塊(Modules),協程(Coroutines),範圍(Ranges),`std::span`。 我們將解釋這些新特性如何進一步簡化代碼、提高錶達力、增強類型安全,以及解決現有編程的痛點。 錯誤處理與異常安全:除瞭RAII,本書還將探討C++中的其他錯誤處理機製,如斷言(`assert`)和錯誤碼,並重點講解異常安全(Exception safety)的各種級彆(基本保證、強保證、不拋齣保證)以及如何編寫能夠保證異常安全的代碼。 性能優化與內存管理:我們將討論C++中常見的性能瓶頸,以及一些基本的性能分析和優化技巧。同時,深入探討內存模型、緩存一緻性等底層概念,以及如何通過閤理的數據結構和算法選擇來優化程序性能。 第四部分:進階主題與項目實踐 設計模式:我們將介紹一些常用的麵嚮對象設計模式,如單例模式、工廠模式、觀察者模式、策略模式等,並結閤C++特性演示如何在實際項目中應用這些模式來解決常見的設計問題,提高代碼的可重用性、可維護性和可擴展性。 單元測試與代碼質量:強調編寫可測試代碼的重要性,介紹單元測試框架(如Google Test)的使用,以及如何進行代碼審查和靜態分析,提升代碼質量。 實戰項目:本書將包含若乾小型到中型的實戰項目,涵蓋文件處理、網絡通信、圖形界麵等不同領域,讓讀者在實踐中鞏固所學知識,體驗完整的軟件開發流程,並將書中的理論知識轉化為解決實際問題的能力。我們將引導讀者從需求分析、係統設計、編碼實現到測試發布,全方位地掌握C++項目的開發過程。 本書的目標讀者 本書適閤所有希望深入理解C++語言,掌握現代C++編程技法的程序員。無論您是剛從C語言或其他麵嚮對象語言轉嚮C++的開發者,還是有一定C++基礎希望提升技能的工程師,都能從本書中獲益。通過本書的學習,您將能夠自信地運用C++構建高質量、高性能、易於維護的軟件係統。 學習本書的預期收獲 紮實的C++基礎:全麵掌握C++的核心概念,包括麵嚮對象、泛型編程、STL等。 現代C++實踐能力:熟練運用C++11及以後版本的新特性,編寫更簡潔、高效、安全的C++代碼。 解決復雜問題的能力:能夠運用設計模式和STL高效解決各類軟件開發中的實際問題。 代碼質量與性能意識:培養良好的編碼習慣,理解性能優化的重要性,並掌握基本的優化技巧。 持續學習的動力:建立起對C++及其生態的深入瞭解,為未來持續學習和掌握新技術打下堅實基礎。 本書將以清晰的邏輯、詳實的例子和深入的講解,陪伴您一起探索C++編程的廣闊世界。