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引言1

第一章 程序设计与C++语言初步4

§1.1 计算机程序4

1.1.1 算法4

1.1.2 实体4

1.1.3 程序5

1.1.4 程序设计7

§1.2 程序设计的演变8

1.2.1 早期程序设计8

1.2.3 面向对象程序设计9

1.2.2 结构化程序设计9

§1.3 程序设计语言的定义10

1.3.1 语法和语义10

1.3.2 字符集10

1.3.3 Backus-Naur范式11

1.3.4 语法图12

§1.4 C++语言的程序结构13

1.4.1 C++语言程序的组成13

1.4.2 C++语言程序的基本结构14

1.4.3 C++语言程序的退化结构16

§1.5 C++语言程序的运行16

本章小结18

§1.6 面向对象程序设计过程18

练习与思考题19

上机实习题20

第二章 基本数据类型21

§2.1 数据类型概述21

2.1.1 类型21

2.1.2 类型的作用21

2.1.3 C++语言的类型21

§2.2 保留字、标识符、常量与变量22

2.2.1 单词22

2.2.3 标识符23

2.2.2 保留字23

2.2.4 选择合适的标识符24

2.2.5 常量与变量25

2.2.6 简单输入/输出26

§2.3 基本数据类型27

2.3.1 字符类型28

2.3.2 整数类型30

2.3.3 浮点类型和双精度类型31

2.3.4 字符串常量32

§2.4 运算符与表达式33

2.3.5 符号常量33

2.4.1 表达式34

2.4.2 算术运算35

2.4.3 关系运算37

2.4.4 逻辑运算37

2.4.5 位运算38

2.4.6 条件运算40

2.4.7 Sizeof运算40

2.4.8 运算符优先级与结合性质41

§2.5 类型之间的关系43

2.5.1 隐式类型转换43

2.5.2 强制类型转换44

§2.6 一个简单的应用程序45

本章小结46

练习与思考题46

上机实习题48

第三章 基本控制结构49

§3.1 程序的基本控制结构49

3.1.1 C++语言的简单语句49

3.1.2 单入口/单出口控制结构50

3.1.3 结构化程序设计工具50

3.2.1 if语句53

§3.2 选择结构53

3.2.2 switch语句59

§3.3 循环结构64

3.3.1 while语句64

3.3.2 do-while语句68

3.3.3 for语句70

3.3.4 设计正确的循环73

§3.4 简单程序设计举例74

3.4.1 问题74

3.4.2 求解问题的精美算法74

3.4.3 求解问题的原始算法75

本章小结76

练习与思考题77

上机实习题78

第四章 函数80

§4.1 C++语言的函数80

4.1.1 例程与函数80

4.1.2 函数的建立与使用81

4.1.3 两个简单的例子82

§4.2 函数的声明与调用84

4.2.1 函数声明84

4.2.2 return语句85

4.2.3 函数调用86

4.2.4 函数与模块89

§4.3 参数传递91

4.3.1 参数传递方式91

4.3.2 按值调用91

4.3.3 缺省参数92

§4.4 标识符的作用域94

4.4.1 作用域94

4.4.2 局部变量与全局变量95

§4.5 变量的生存期98

4.5.1 C++程序的存储组织99

4.5.2 自动变量和寄存器变量99

4.5.3 静态变量100

4.5.4 外部变量101

§4.6 递归程序设计102

4.6.1 简单递归程序102

4.6.2 梵塔问题104

§4.7 C++语言的库函数106

4.7.1 库函数的用法106

4.7.2 常用数值函数106

4.7.3 常用字符函数107

练习与思考题108

本章小结108

上机实习题112

第五章 类与对象113

§5.1 类的引入113

5.1.1 循环计数器113

5.1.2 关于循环计数器的讨论116

5.1.3 类作为构造程序的基本单位117

§5.2 类的定义118

5.2.1 类声明118

5.2.3 类界面与类实现120

5.2.2 类成员的访问控制120

5.2.4 标识符的类作用域123

§5.3 对象的创建123

5.3.1 对象声明123

5.3.2 使用对象成员125

5.3.3 对象的生存期126

§5.4 对象的初始化126

5.4.1 构造函数127

5.4.2 析构函数129

5.4.3 对象成员的初始化130

5.5.1 模拟数字式时钟132

§5.5 使用类与对象构造程序的实例132

5.5.2 单实例对象类134

§5.6 关于类与对象的进一步讨论135

5.6.1 基本数据类型与对象135

5.6.2 抽象数据类型135

5.6.3 设计良好的类界面136

5.6.4 再论对象137

5.6.5 下一步137

本章小结138

练习与思考题139

上机实习题144

第六章 复合数据类型145

§6.1 变量与赋值的进一步讨论145

§6.2 指针类型146

6.2.1 指针的声明146

6.2.2 指针的引用148

6.2.3 指针的运算149

6.2.4 按引用调用的参数传递方式150

§6.3 数组类型151

6.3.1 一维数组的声明151

6.3.2 一维数组元素的引用与初始化152

6.3.4 一维数组应用举例154

6.3.3 数组作为函数的参数154

6.3.5 二维数组的声明156

6.3.6 二维数组元素的引用与初始化157

6.3.7 二维数组应用举例157

6.3.8 指针与数组159

6.3.9 指针数组与数组指针161

§6.4 字符串161

6.4.1 字符串常量与变量161

6.4.2 字符串数组162

6.4.3 关于字符串操作的库函数163

6.5.1 对象指针165

§6.5 指向对象的指针165

6.5.2 对象的动态创建与撤销166

6.5.3 对象的复制与比较168

§6.6 指向函数的指针171

6.6.1 函数指针171

6.6.2 函数指针作为参数172

6.6.3 主动对象172

§6.7 结构类型、枚举类型与类型别名173

6.7.1 结构类型173

6.7.2 枚举类型174

§6.8 高级数据结构应用175

6.7.3 类型别名175

本章小结180

练习与思考题180

上机实习题186

第七章 继承机制187

§7.1 继承的基本概念187

7.1.1 IS-A关系187

7.1.2 继承机制187

7.1.3 继承的作用189

7.1.4 继承与软件重用189

7.2.1 继承的语法190

§7.2 C++语言的继承机制190

7.2.2 继承成员的访问控制规则193

7.2.3 一个应用继承机制的完整例子194

7.2.4 派生类对象的存储组织199

7.2.5 类型兼容性200

§7.3 继承与构造函数、析构函数202

7.3.1 构造函数与析构函数的调用次序202

7.3.2 向基类构造函数传递实际参数204

§7.4 继承成员的调整205

7.4.1 恢复访问控制方式205

7.4.2 继承成员的重定义206

7.4.4 屏蔽继承成员208

7.4.3 继承成员的重命名208

§7.5 多重继承210

7.5.1 多重继承的应用背景210

7.5.2 多重继承的语法形式211

7.5.3 多重继承的名字冲突问题212

7.5.4 多重继承的构造函数和析构函数214

§7.6 重复继承216

7.6.1 重复继承的应用背景216

7.6.2 重复继承的二义性问题218

7.6.3 虚基类220

7.6.4 虚基类的构造函数与析构函数221

§7.7 优化类层次设计222

7.7.1 抽象与具体222

7.7.2 封装与开放222

7.7.3 使用继承与使用对象成员223

7.7.4 典型类层次223

7.7.5 其他技术223

本章小结224

练习与思考题225

上机实习题230

8.1.2 表示独立性231

8.1.1 程序的多态性231

第八章 多态性231

§8.1 多态性的基本概念231

§8.2 函数重载232

8.2.1 函数重载的方法232

8.2.2 函数重载的注意事项233

8.2.3 函数重载的二义性234

8.2.4 构造函数重载236

§8.3 拷贝构造函数238

8.3.1 函数按值调用传递对象参数产生的问题238

8.3.2 对象作为函数返回值产生的问题239

8.3.3 拷贝构造函数241

§8.4 运算符重载242

8.4.1 运算符函数242

8.4.2 类成员运算符重载243

8.4.3 重载一元运算符246

8.4.4 重载赋值运算符 =247

8.4.5 重载下标运算符“[]”247

8.4.6 友元248

8.4.7 友元运算符重载249

8.4.8 运算符重载的其他规则250

8.5.1 什么是虚函数251

§8.5 虚函数251

8.5.2 静态绑定与动态绑定253

8.5.3 设计合适的绑定方式254

§8.6 抽象类255

5.6.1 纯虚函数255

8.6.2 抽象类257

8.6.3 多态数据结构258

本章小结267

练习与思考题267

上机实习题273

9.1.1 类型的严格性与灵活性274

9.1.2 解决冲突的途径274

第九章 类属机制274

§9.1 类属的基本概念274

9.1.3 类属机制275

§9.2 类模板275

9.2.1 类属类的定义275

9.2.2 类属类的实例化278

9.2.3 多个形式类属参数280

9.2.4 类属类的继承关系281

9.3.1 类属函数283

§9.3 函数模板283

9.3.2 类属函数的定义284

9.3.3 类属函数的实例化285

9.3.4 类属函数的重载285

本章小结287

练习与思考题287

上机实习题289

第十章 输入/输出流290

§10.1 C++语言的输入/输出290

10.1.1 外部设备与文件290

10.1.2 程序中对文件的操作290

10.1.3 文件的基本概念291

§10.2 C++的流类库292

10.2.1 流类库的基本结构292

10.2.2 预定义的流292

10.2.3 支持文件的流类293

10.2.4 支持字符串的流类294

§10.3 格式化输入/输出294

10.3.1 使用ios成员函数294

10.3.2 使用输入/输出操纵符298

10.3.3 格式化输出到字符串299

10.4.1 重载流的插入操作301

§10.4 设计自己的输入/输出操作301

10.4.3 一个完整的实例302

10.4.2 重载流的提取操作302

10.4.4 设计自己的输入/输出操纵符305

§10.5 检测流操作的错误307

§10.6 文件流307

10.6.1 文件的打开与关闭307

10.6.2 文本文件的操作309

10.6.3 二进制文件的操作310

10.6.4 文件的随机读/写312

练习与思考题314

10.6.5 程序的打印输出314

本章小结314

上机实习题316

第十一章 面向对象软件构造317

§11.1 软件质量317

§11.2 程序断言机制317

11.2.1 程序断言317

11.2.2 程序断言的用法319

11.2.3 在C++语言中实现部分断言321

11.3.2 异常处理的模式322

11.3.1 异常处理322

§11.3 异常处理机制322

11.3.3 C++语言的异常处理机制323

11.3.4 捕获所有类型的异常325

11.3.5 带有异常说明的函数原型326

11.3.6 异常的逐层传递327

11.3.7 创建对象时的异常处理328

§11.4 可重用构件库329

11.4.1 可重用构件库开发规范329

11.4.2 基本术语定义329

11.4.3 构件库组织形式与使用方法330

11.4.4 构件库设计风格332

11.4.5 构件库设计原则337

11.4.6 构件库文档编制指南338

§11.5 面向对象软件构造338

11.5.1 标识对象与行为339

11.5.2 标识对象之间的关系339

11.5.3 建立对象的类描述340

11.5.4 创建并驱动对象的运行340

§11.6 实例研究:Petri网图形编辑器340

11.6.1 问题定义340

11.6.2 对象之间关系与类的设计341

11.6.3 关于Petri网图形编辑器的讨论363

本章小结365

练习与思考题365

上机实习题367

第十二章 结束语368

§12.1 程序设计风范368

12.1.1 过程程序设计368

12.1.2 模块程序设计368

12.1.3 类型程序设计370

12.1.4 面向对象程序设计372

§12.2 面向对象程序设计语言373

12.1.5 其他程序设计风范373

12.2.1 Simula语言374

12.2.2 Smalltalk语言374

12.2.3 C++语言374

12.2.4 Eiffel语言375

12.2.5 Java语言376

本章小结377

练习与思考题377

上机实习题377

附录AASCII编码表378