C 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)（第二版）課件 第1章面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)概述

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)開篇導(dǎo)學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)專業(yè)培養(yǎng)要求人才培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)用型人才知識(shí)要求能力要求素質(zhì)要求課程地位本課程是計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課，它主要講授一種面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言——C++。先修課程：要求學(xué)習(xí)者具備一定的C程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和離散數(shù)學(xué)，因此最好先修《C程序設(shè)計(jì)》和《離散數(shù)學(xué)》課程。課程目示學(xué)習(xí)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的基本概念C++語言基礎(chǔ)、類和對(duì)象的概念學(xué)習(xí)類的三大特性封裝、繼承、多態(tài)學(xué)習(xí)C++語言特性模板、輸入輸出、異常處理最終建立面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)思想課程特點(diǎn)&學(xué)習(xí)方法課程特點(diǎn)細(xì)節(jié)內(nèi)容繁多，部分知識(shí)有難度既包含過程化編程，又包含面向?qū)ο缶幊讨R(shí)理論性不強(qiáng)，重在實(shí)踐學(xué)習(xí)方法認(rèn)真聽講，做好筆記勤思考，多動(dòng)手，重視實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)堅(jiān)持自學(xué)課程內(nèi)容面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)概述C++語言基礎(chǔ)函數(shù)擴(kuò)展類與對(duì)象繼承與派生多態(tài)與虛函數(shù)模板輸入輸出異常處理第1章~第3章第4章~第6章第7章~第9章推薦教材C++Primer中文版（第5版）王剛譯

C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)（第二版）李蘭張艷任鳳華著

參考書教材書關(guān)于開發(fā)平臺(tái)VisualC++6.0VS2017等主流C++開發(fā)平臺(tái)。CodeBlockWin-TCDev-C++Eclipse看一看DialogGameManagementInformationSystem(MIS)想知道學(xué)完Ｃ++都能做些啥？結(jié)合VisualC++可視化編程，可以做出如下幾類程序；我們本次課程還是以控制臺(tái)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)為主。大家課余可以自學(xué)VC可視化編程。（下面的例子是往屆同學(xué)進(jìn)行課程設(shè)計(jì)時(shí)完成的。）看一看這是學(xué)生學(xué)完后提效的作業(yè)看一看這是學(xué)生學(xué)完后提效的作業(yè)看一看這是學(xué)生學(xué)完后提效的作業(yè)看一看這是學(xué)生學(xué)完后提效的作業(yè)看一看這是學(xué)生學(xué)完后提效的作業(yè)你好夏天編程控制云臺(tái)第1章C++語言概述主要內(nèi)容●1.1程序設(shè)計(jì)語言發(fā)展●1.2面向過程VS面向?qū)ο蟆?/p>

1.3面向?qū)ο蟮奶攸c(diǎn)●1.4Ｃ++應(yīng)用●

1.5簡(jiǎn)單C++程序的結(jié)構(gòu)1.1程序設(shè)計(jì)語言發(fā)展教學(xué)目標(biāo)難點(diǎn)

了解程序設(shè)計(jì)方法的發(fā)展重點(diǎn)

熟記面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的特點(diǎn)掌握C++的編程環(huán)境面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)思想繼承、封裝和多態(tài)特性1.1計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言的發(fā)展123高級(jí)語言匯編語言機(jī)器語言由二進(jìn)制0、1代碼指令構(gòu)成，用機(jī)器指令編寫的程序通常稱為機(jī)器代碼。優(yōu)點(diǎn)：機(jī)器語言程序的效率高，占用存儲(chǔ)空間小。缺點(diǎn)：機(jī)器語言程序難編寫、難修改、難維護(hù)和難調(diào)試，匯編語言是機(jī)器指令的符號(hào)化，它用一個(gè)有意義的英文縮寫代替機(jī)器指令，編寫和調(diào)試相對(duì)容易。優(yōu)點(diǎn)：可直接訪問系統(tǒng)接口。缺點(diǎn)：存在著容易出錯(cuò)、維護(hù)困難等。高級(jí)語言編寫程序時(shí)，編程者不需要考慮具體的計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，采用具有一定含義的命名符號(hào)和容易理解的程序語句進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，至于用什么機(jī)器指令去完成，不需要編程者考慮。大大降低了程序設(shè)計(jì)的難度，使程序易被人們理解。高級(jí)語言程序的通用性和可移植性更高低級(jí)語言高級(jí)語言1.1計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言的發(fā)展圖1編譯、連接過程生成可執(zhí)行程序——可執(zhí)行程序可以在計(jì)算機(jī)中運(yùn)行。高級(jí)語言容易學(xué)習(xí)，便于表達(dá)，但計(jì)算機(jī)不認(rèn)識(shí)，無法在計(jì)算機(jī)中直接運(yùn)行，怎么辦？由“連接程序”——將目標(biāo)程序與系統(tǒng)提供的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)的庫程序連接，生成可執(zhí)行程序。翻譯程序——將它翻譯成機(jī)器語言目標(biāo)程序，這個(gè)翻譯的過程稱為編譯，編譯是由“編譯程序”(也稱為“編譯器”)完成的。1.2面向過程與面向?qū)ο?/p>

程序設(shè)計(jì)1.2面向過程與面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)1面向過程程序設(shè)計(jì)采用自頂向下、逐步求精及模塊化、語句結(jié)構(gòu)化的程序。加動(dòng)畫設(shè)計(jì)方法：程序結(jié)構(gòu)：程序=（算法）+（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）各模塊功能上相對(duì)獨(dú)立順序、選擇和循環(huán)程序＝數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)＋算法數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法算法1算法2描述問題解決問題算法優(yōu)點(diǎn)：將較復(fù)雜的程序分解成許多易于控制和處理的子函數(shù)缺點(diǎn)：可重用性差、數(shù)據(jù)安全性差、模塊化相互調(diào)用出現(xiàn)的復(fù)雜性，難以開發(fā)大型軟件和圖形界面的應(yīng)用軟件，不利于程序的維護(hù)和擴(kuò)展的1.2面向過程與面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)2面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和將要進(jìn)行的操作看成一個(gè)整體，而不是把他們作為兩個(gè)獨(dú)立的實(shí)體。數(shù)據(jù)本身不能被外部程序和過程直接存取，數(shù)據(jù)更加安全。加動(dòng)畫將客觀事物看作具有屬性和行為的對(duì)象；構(gòu)成問題事務(wù)分解成各個(gè)對(duì)象，通過抽象找出同一類對(duì)象的共同屬性和行為以形成類，通過類的繼承與多態(tài)實(shí)現(xiàn)代碼重用；對(duì)象與對(duì)象之間通過消息進(jìn)行通信

對(duì)象=（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+算法），程序＝對(duì)象＋消息面向?qū)ο蟪绦虻幕驹厥菍?duì)象程序的操作是通過向?qū)ο蟀l(fā)送消息來實(shí)現(xiàn)1.2面向過程與面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)2面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)程序＝對(duì)象1＋對(duì)象2＋…數(shù)據(jù)2對(duì)象2算法1算法2描述問題解決問題數(shù)據(jù)1對(duì)象1classＡ{數(shù)據(jù)+方法…}classＢ{數(shù)據(jù)+方法…}intmain(){對(duì)象+消息…}1.2面向過程與面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)方法對(duì)照?qǐng)D一種數(shù)學(xué)思維或計(jì)算機(jī)思維方法，與人們認(rèn)識(shí)世界的方法不同以不穩(wěn)定的、多變的“調(diào)用”和“函數(shù)”為中心構(gòu)造系統(tǒng)可重用性較差建立在認(rèn)識(shí)方法學(xué)基礎(chǔ)上的一項(xiàng)技術(shù)科學(xué)，比較自然地模擬了人類認(rèn)識(shí)客觀世界的方式；以相對(duì)穩(wěn)定的“對(duì)象”和“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”為中心構(gòu)造系統(tǒng)可重用性較好面向過程面向?qū)ο竺嫦驅(qū)ο骎S面向過程的1.3面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)

語言的特點(diǎn)1.3面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的特點(diǎn)1.類抽象人的共同屬性和行為抽象出來就可以構(gòu)成---人類類是一個(gè)抽象的概念，而對(duì)象是類的具體實(shí)例，

人類，動(dòng)物類，植物類，魚類……汽車類，橋梁類，建筑類……1.3面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的特點(diǎn)對(duì)象的標(biāo)識(shí)每一個(gè)對(duì)象必須要有一個(gè)名字以區(qū)別于其他對(duì)象在計(jì)算機(jī)中，使用“標(biāo)識(shí)符”來完成這項(xiàng)工作對(duì)象的狀態(tài)用狀態(tài)（或叫屬性）來描述對(duì)象的某些特征在計(jì)算機(jī)中，使用“數(shù)據(jù)類型”（可簡(jiǎn)單或復(fù)雜）來完成這項(xiàng)工作對(duì)象的行為由一組操作組成，每一個(gè)操作決定對(duì)象的一種行為在計(jì)算機(jī)中，使用“函數(shù)”來完成這項(xiàng)工作2.對(duì)象具體的“人”就是一個(gè)對(duì)象，是客觀存在的實(shí)體。對(duì)象之間通過傳遞消息相互影響。描述人類：靜態(tài)屬性:有姓名、年齡、性別、身高和體重等描述人類：行為屬性:有學(xué)習(xí)、思考、走路、說話和吃飯等。1.3面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的特點(diǎn)3.消息消息消息（Message）：是描述事件發(fā)生的信息，是一個(gè)對(duì)象向另一個(gè)對(duì)象發(fā)出的請(qǐng)求。消息傳遞：面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)所提供的一種允許一個(gè)對(duì)象與另一個(gè)對(duì)象交互的機(jī)制。組成1.接受消息的對(duì)象；2.消息名；3.零個(gè)或若干個(gè)參數(shù)。數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)對(duì)象1對(duì)象2對(duì)象3消息消息消息函數(shù)函數(shù)函數(shù)1.3面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的特點(diǎn)4.抽象－類抽象（abstract）是指有意忽略問題的某些細(xì)節(jié)和與當(dāng)前目標(biāo)無關(guān)的方面，以便把問題的本質(zhì)表達(dá)得更清楚。畫一幅中國(guó)地圖抽取特征隱藏細(xì)節(jié)把握本質(zhì)抽象成屬性狀態(tài)數(shù)據(jù)抽象代碼抽象例如：計(jì)算矩形面積（RectangleArea）;數(shù)據(jù)抽象：floatlength,width,area;代碼抽象：voidSetData(floatL,floatW);floatCompueterArea();voidOutputArea();//加動(dòng)畫1.3面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的特點(diǎn)5.封裝性接口將數(shù)據(jù)和操作封裝在一個(gè)對(duì)象中，形成一個(gè)基本單位，各對(duì)象之間相互獨(dú)立，互不干擾將對(duì)象中某些部分對(duì)外隱藏，即隱藏其內(nèi)部細(xì)節(jié)，只留下少量接口，以便與外界聯(lián)系，接受外界的消息C++中的函數(shù)名就是對(duì)外接口，在類外不能直接訪問它們，而只能通過}象的公有執(zhí)行代碼接口來間接訪問對(duì)象內(nèi)部的數(shù)據(jù)。外界可以通過函數(shù)名調(diào)用這些函數(shù)來實(shí)現(xiàn)某些行為。使用者關(guān)心：

功能

使用方式不關(guān)心：

電視機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者：提供功能說明；給出使用接口；封裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)；1.3面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的特點(diǎn)

消息(message)是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)用來描述對(duì)象之間通信的機(jī)制。一個(gè)消息就是一個(gè)對(duì)象要求另一個(gè)對(duì)象實(shí)施某種操作的一個(gè)請(qǐng)求?！敖涌凇币?guī)定了能向某一對(duì)象發(fā)出什么請(qǐng)求。也就是說，類對(duì)每個(gè)可能的請(qǐng)求都定義了一個(gè)相關(guān)的函數(shù)，當(dāng)向?qū)ο蟀l(fā)出請(qǐng)求時(shí)，就調(diào)用這個(gè)函數(shù)。這個(gè)過程通常概括為向?qū)ο蟆鞍l(fā)送消息”(提出請(qǐng)求)，對(duì)象根據(jù)這個(gè)消息決定做什么(執(zhí)行函數(shù)代碼)。6.消息1.3面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的特點(diǎn)7.繼承性繼承性是從已有的對(duì)象類型出發(fā)建立一種新的對(duì)象類型，使它繼承原對(duì)象的特點(diǎn)和功能。

繼承是一個(gè)對(duì)象可以獲得另一個(gè)對(duì)象的特性的機(jī)制，它支持層次類這一概念。通過繼承，低層的類只須定義特定于它的特征，而共享高層類中的特征。加動(dòng)畫單繼承多繼承水果香蕉蘋果橘子菠蘿香蕉蘋果富士蘋果國(guó)光蘋果金帥蘋果輪船客輪油輪繼承討論的是：類與類的層次關(guān)系1.3面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的特點(diǎn)6.多態(tài)性函數(shù)模板類模板虛函數(shù)靜態(tài)多態(tài)運(yùn)算符重載函數(shù)重載動(dòng)態(tài)多態(tài)多態(tài)含義：一個(gè)消息被不同的對(duì)象接收，會(huì)產(chǎn)生不同的響應(yīng)效果。多態(tài)討論：層次關(guān)系中成員函數(shù)之間的關(guān)系問題。一個(gè)名字，多種語義；或相同界面，多種實(shí)現(xiàn)。“雙擊”教練“開始！”上課鈴聲加動(dòng)畫1.3面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的特點(diǎn)誕生之初到1995年：傳統(tǒng)的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言。1995年到2000年：引入泛型編程思想，增加了STL庫。2000年至今：Loki、MPL等程序庫為代表的產(chǎn)生式編程和模板元編程的出現(xiàn)，又將C++提升到了新的高度。1.C++發(fā)展歷程起源1979年，C++之父BjarneStroustrup為了分析Unix內(nèi)核，編寫了一個(gè)可以運(yùn)行的預(yù)處理系統(tǒng)，在C的基礎(chǔ)上仿照Simula語言增加了類機(jī)制，并開始著手研發(fā)新語言誕生C++語言在1982年誕生，最初它被稱為newC，1983年12月正式更名為C++。三個(gè)發(fā)展階段1.3面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的特點(diǎn)

2.C++特點(diǎn)（1）保持與C兼容（2）支持面向?qū)ο蟮臋C(jī)制（3）可重用性、可擴(kuò)充性、可靠性和可維護(hù)性（4）代碼性能高（5）豐富的運(yùn)算符和數(shù)據(jù)類型（6）多種風(fēng)格設(shè)計(jì)1.4C++語言的應(yīng)用1.4C++語言的應(yīng)用應(yīng)用程序平臺(tái)系統(tǒng)級(jí)框架機(jī)器人及工業(yè)控制系統(tǒng)高性能實(shí)時(shí)計(jì)算

手機(jī)智能設(shè)備

多媒體游戲航空航天系統(tǒng)工業(yè)控制計(jì)算Ｃ++編程1.5簡(jiǎn)單C++程序的結(jié)構(gòu)

1.5簡(jiǎn)單C++程序的結(jié)構(gòu)/*ch01-1.cpp*/#include<iostream>usingnamespacestd;voidmain(){intx,y,z;cout<<"pleaseinputtwointnumber:";cin>>x>>y;z=x+y;cout<<“x+y=”<<z<<endl;}/*ch01-2.cpp*/#include<iostream>usingnamespacestd;intadd(inta,intb);intmain(){intx,y,sum;cout<<“Entertwonumber:”;cin>>x>>y;sum=add(x,y);cout<<“x+y=”<<sum<<“\n”;return0;}intadd(inta,intb){intc;c=a+b;returnc;}簡(jiǎn)單的C++程序C++的函數(shù)相似于C語言的函數(shù)函數(shù)需要先聲明后使用。如果函數(shù)定義在函數(shù)調(diào)用之后，則必須在前面聲明函數(shù)原型1.5簡(jiǎn)單C++程序的結(jié)構(gòu)1.編譯預(yù)處理命令C++提供了三類預(yù)處理命令：文件包含命令、宏定義命令和條件編譯命令。(1)文件包含命令

#include<文件名>

#include"文件名"(2)宏定義命令#define#undef(3)條件編譯命令2.針對(duì)命名空間的指令usingnamespacestd所有的標(biāo)準(zhǔn)C++庫都封裝在一