东南大学C++总课件.ppt
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- 东南大学 C+ 课件
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1、东南大学C+总程序设计与语言()培养目标课程简介实验学时考核形式教材主讲:何洁月东南大学C+总培养目标 1.建立基本的计算机程序设计概念体系和基本的程序设计方法。2.理解和掌握C+语言的基本语法和语义,初步理解面向对象的思想,初步掌握面向对象程序设计的方法。3.逐步提高学生的编程能力和调试程序的能力。为后面的学习打好基础。东南大学C+总课程简介 第章 概述 计算机程序设计语言的发展(一般了解)面向对象的方法(一般了解)面向对象的软件开发(一般了解)信息的表示与存储(理解)程序的开发过程(一般了解)小结东南大学C+总课程简介 第章 简单程序设计 语言概述(一般理解)基本数据类型和表达式(掌握)数
2、据的输入与输出(掌握)算法的基本控制结构(掌握)自定义数据类型(掌握)小结东南大学C+总课程简介 第章 函数 函数的定义与使用(掌握)内联函数(掌握)带默认形参值的函数(掌握)函数重载(掌握)函数模板(掌握)使用系统函数(掌握)小结东南大学C+总课程简介 第章 类与对象 面向对象的思想(理解)面向对象程序设计的基本特点(理解)类和对象(掌握)构造函数和析构函数(掌握)类的组合(掌握)类模板(掌握)面向对象标记(一般了解)小结东南大学C+总课程简介 第章 程序的结构 程序的结构(理解)生存期(掌握)数据和函数(掌握)静态成员(掌握)友元(掌握)共享数据的保护(掌握)多文件结构和编译预处理命令(掌
3、握)小结东南大学C+总课程简介 第章 数组、指针与字符串 数组(掌握)指针(掌握)动态内存分配(掌握)字符串(掌握)东南大学C+总实验 实验共分次,每次小时,实验环境为:visual c+6.0 实验:visual c+6.0开发环境应用入门 实验:简单程序设计 实验:函数的应用 实验:类与对象 实验:程序的结构 实验:数组、指针与字符串东南大学C+总教材 教材:C+语言程序设计 C+语言程序设计习题与实验指导东南大学C+总考核 总评成绩=平时作业+上机实验+期末笔试成绩(闭卷)期末上机成绩(闭卷)平时作业占 10%平时上机实验占 10%期末笔试成绩(闭卷)占 60%期末上机成绩(闭卷)占 2
4、0%东南大学C+总第一章 绪论 计算机程序设计语言的发展 面向对象的方法 面向对象的软件开发 信息的表示与存储 程序的开发过程东南大学C+总1.1计算机语言的发展 计算机的工作是用程序来控制的 程序是指令的集合。指令是计算机可以识别的命令。计算机程序计算机程序东南大学C+总机器语言 由计算机硬件系统可以识别的二进制指令组成的语言称为机器语言。计算机发展的初期,软件工程师们只能用机器语言来编写程序。这一阶段,在人类的自然语言和计算机编程语言之间存在着巨大的鸿沟。例如 1011 1111 1101 缺点:难懂,不易修改,移植性差东南大学C+总汇编语言 汇编语言将机器指令映射为一些可以被人读懂的助记
5、符,如ADD、SUB等。此时编程语言与人类自然语言间的鸿沟略有缩小,但仍与人类的思维相差甚远。因为它的抽象层次太低,程序员需要考虑大量的机器细节。例如 ADD CX,DX 将DX的内容加进CX。不能立即执行,需要汇编,变成目标程序。东南大学C+总高级语言高级语言屏蔽了机器的细节,提高了语言的抽象层次,程序中可以采用具有一定涵义的数据命名和容易理解的执行语句。这使得在书写程序时可以联系到程序所描述的具体事物。例如 if y实数的加法 -复数的加法 例动物叫东南大学C+总面向对象的软件工程 面向对象的软件工程是面向对象方法在软件工程领域的全面应用。它包括:面向对象的分析(OOA)面向对象的设计(O
6、OD)面向对象的编程(OOP)面向对象的测试(OOT)面向对象的软件维护(OOSM)面向对象的软件开发东南大学C+总问题域问题域需求分析需求分析总体设计总体设计详细设计详细设计编程编程测试测试计算机计算机自然语言自然语言编程语言编程语言分析与设计分析与设计的鸿沟的鸿沟问题域问题域OOAOOAOODOODOOPOOPOOTOOT自然语言自然语言面向对象的编面向对象的编程语言程语言计算机计算机传统的软件工程方法传统的软件工程方法面向对象的软件工程方法面向对象的软件工程方法自然语言自然语言分析与设计分析与设计的鸿沟的鸿沟编程语言编程语言自然语言自然语言面向面向对象对象的编的编程语程语言言东南大学C+
7、总系统分析 系统分析阶段应该扼要精确地抽象出系统必须做什么,但是不关心如何去实现。面向对象的系统分析,直接用问题域中客观存在的事物建立模型中的对象,对单个事物及事物之间的关系,都保留他们的原貌,不做转换,也不打破原有界限而重新组合,因此能够很好地映射客观事物。东南大学C+总设计 针对系统的一个具体实现运用面向对象的方法。其中包括两方面的工作:把OOA模型直接搬到OOD,作为OOD的一部分 针对具体实现中的人机界面、数据存储、任务管理等因素补充一些与实现有关的部分。东南大学C+总编程OOP工作就是用一种面向对象的编程语言把OOD模型中的每个成分书写出来,是面向对象的软件开发最终落实的重要阶段。东
8、南大学C+总测试 测试的任务是发现软件中的错误。在面向对象的软件测试中继续运用面向对象的概念与原则来组织测试,以对象的类作为基本测试单位,可以更准确的发现程序错误并提高测试效率。东南大学C+总维护将软件交付使用后,工作并没有完结,还要根据软件的运行情况和用户的需求,不断改进系统。使用面向对象的方法开发的软件,其程序与问题域是一致的,因此,在维护阶段运用面向对象的方法可以大大提高软件维护的效率。东南大学C+总信息的表示和存储 信息的分类 计算机的数字系统 程序设计中常用的数制 不同进位计数制间的转换 信息的存储单位 二进制数的编码表示 小数的表示方法 非数值信息的表示东南大学C+总信息的分类 指
9、令 控制信息 控制字 信息 定点数 数值信息 数据信息 浮点数 字符数据 非数值信息 逻辑数据东南大学C+总计算机的数字系统 计算机采用的是二进制数字系统。基本符号:0、1 进位原则:逢二进一 优点:易于物理实现 二进制数运算简单 机器可靠性高 通用性强 缺点:对人来说可读性差东南大学C+总程序设计中常用的数制进制 基 数 进位原则 基本符号 二进制 2 逢 2 进 1 0,1 八进制 8 逢 8 进 1 0,1,2,3,4,5,6,7 十进制 10 逢 10 进 1 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,十六进制 16 逢 16 进 1 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,
10、D,E,F 东南大学C+总不同进位计数制间的转换 R 进制十进制各位数字与它的权相乘,其积相加。例如:(11111111.11)2=1*27+1*26+1*25+1*24+1*23+1*22+1*21+1*20+1*2-1+1*2-2=(255.75)10(3506.2)8=3*83+5*82+0*81+6*80+2*8-1=(1862.25)10(0.2A)16=2*16-1+10*16-2=(0.1640625)10东南大学C+总不同进位计数制间的转换 十进制 R 进制十进制整数转换成R进制的整数“除R取余”法,例如:2 68 余 数 2 34 0 低位 2 17 0 2 8 1 2 4
11、0 2 2 0 2 1 0 0 1 高位所以 681010001002东南大学C+总不同进位计数制间的转换 十进制 R 进制十进制小数转换成R进制小数“乘 R 取整”法,例如:高位 0.31252=0.625 0.625 2=1.25 0.25 2=0.5 0.5 2=1.0所以 0.312510 =0.01012 东南大学C+总不同进位计数制间的转换二、八、十六进制的相互转换 每位八进制数相当于三位二进制数 每位十六进制数相当于四位二进制数(1 0 1 1 0 1 0.1 0)2=(0 0 1 0 1 1 0 1 0 .1 0 0)2=(132.4)8(1 0 1 1 0 1 0.1 0)2
12、=(0 1 0 1 1 0 1 0 .1 0 0 0)2=(5A.8)16(F7)16(1111 0111)2(11110111)2东南大学C+总信息的存储单位 位(bit):度量数据的最小单位,表示一位二进制信息。字节(byte):由八位二进制数字组成(1 byte=8 bit)。K 字节 1 K=1024 byteM 字节 1 M=1024 KG 字节 1 G=1024 M 东南大学C+总二进制数的编码表示:原码 符号绝对值表示的编码例如:X=+0101011 X原=0 0101011X=-0101011 X原=1 0101011 符号位 缺点:零的表示不唯一:+0原=000.0 -0原=
13、100.0 进行四则运算时,符号位需单独处理,且运算规则复杂。东南大学C+总二进制数的编码表示:反码 正数的反码与原码表示相同。负数的反码与原码有如下关系:符号位相同(仍用1表示),其余各位取反(0变1,1变0)。例如:X=-1100110 X原=11100110 X反=10011001X=+0000000 X原=00000000 X反=00000000 反码中零的表示也不唯一X=-0000000 X原=10000000 X反=11111111 反码只是求补码的中间码东南大学C+总二进制数的编码表示:补码 模数:n位整数(包括一位符号位),则它的模数为 2n。n位小数,小数点前一位为符号位,则
14、它的模数为 2。补数:一个数减去另一个数,或者说一个数加上一个负数,等于第一个数加上第二个数的补数。例:8+(-2)=8+10(mod 12)一个二进制负数可用其模数与真值做加法(模减去该数的绝对值)求得其补码。东南大学C+总二进制数的编码表示:补码 计算机中的补码表示法 负数的补码由该数反码的末位加 1 求得 对补码再求补即得到原码 补码运算规则p14 符号位可作为数值参加运算 减法运算可转换为加法运算:加上一个负数等于加上该数的补码 补码运算的结果仍为补码 运算结果溢出:负数之和得正数,或正数之和得负数东南大学C+总小数的表示方法 计算机中通常采用浮点方式表示小数一个数 N 用浮点形式表示
15、可以写成:N=M2E E表示2的幂,称为数N的阶码。阶码确定了数N的小数点的位置,其位数反映了该浮点数所表示的数的范围。M表示数N的全部有效数字,称为数N的尾数。其位数反映了数据的精度。p15东南大学C+总非数值信息的表示 西文字符:ASCII码:用7位二进制数表示一个字符,最多可以表示27=128个字符 EBCDIC码:用8位二进制数表示一个字符,最多可以表示28=256个字符 汉字:应用较为广泛的是国家标准信息交换用汉字编码(GB2312-80标准),简称国标码。是二字节码,用二个七位二进制数编码表示一个汉字。东南大学C+总程序的开发过程 源程序、目标程序、翻译程序 三种不同类型的翻译程序
16、:汇编程序、编译程序、解释程序 程序的开发过程编辑、编译、连接、运行调试东南大学C+总基本术语 源程序:用源语言写的,有待翻译的程序 目标程序:也称为结果程序,是源程序通过翻译程序加工以后所生成的程序。翻译程序:是指一个把源程序翻译成等价的目标程序的程序。东南大学C+总基本术语 三种不同类型的翻译程序 汇编程序:其任务是把用汇编语言写成的源程序,翻译成机器语言形式的目标程序。编译程序:若源程序是用高级程序设计语言所写,经翻译程序加工生成目标程序,那么,该翻译程序就称为编译程序。东南大学C+总基本术语 三种不同类型的翻译程序 解释程序:这也是一种翻译程序,同样是将高级语言源程序翻译成机器指令。它
17、与编译程序不同点就在于:它是边翻译边执行的,即输入一句、翻译一句、执行一句,直至将整个源程序翻译并执行完毕。东南大学C+总程序的开发过程 编辑 将源程序输入到计算机中,生成后缀为cpp的磁盘文件。编译 将程序的源代码转换为机器语言代码。连接 将多个源程序文件以及库中的某些文件连在一起,生成一个后缀为exe的可执行文件。运行调试东南大学C+总程序开发过程:开始开始编辑源程序编辑源程序编译编译编译错编译错连接连接连接错连接错运行运行运行错运行错完成完成是是是是是是东南大学C+总作业 复习第一章,预习第二章 作业:、东南大学C+总第二章 C+简单程序设计东南大学C+总本章主要内容 C+语言概述 基本
18、数据类型和表达式 数据的输入与输出 算法的基本控制结构 自定义数据类型东南大学C+总2.1.1 C+语言的产生 C+是从C语言发展演变而来的:C语言的开发史源于高级语言和UNIX操作系统的发展要求。早期的系统程序设计,使用的是汇编语言,其优点:(1)能体现计算机硬件指令级的特性,表达能力强;(2)运行效率高。其缺点:可读性,可移植性及描述问题的性能不如高级语言。这样很自然有如下想法:能否用具有足够表达能力的高级语言来进行系统软件的设计呢?Bell实验室做了这一尝试。1970:在 PDP-11/20机上实现了B语言,并用它编写了UNIX系统的实用程序。B-BCPL-CPL-ALGOL 602.1
19、 C+语言概述东南大学C+总 在B语言基础上,改进其缺陷,发展出了C语言,其设计目标:(1)保持BCPL和B的精练性及接近硬件的特点(2)恢复这些语言失去的通用性1972:第一个C编译投入使用1973:UNIX用C改写,加入多道程序功能,发生质变 现在,UNIX已得到广泛推广,成为公认的第一标准的操作系统随着UNIX的进一步开发,C也交织在一起被迅速推广。东南大学C+总 1983:对C扩充,发展为C。C+语言的标准化工作从1989年开始,于1994年制定了ANSI C+标准草案。以后又经过不断完善,成为目前的C+。东南大学C+总2.1.2 C+的特点 全面兼容C 它保持了C的简洁、高效和接近汇
20、编语言等特点 对C的类型系统进行了改革和扩充 C+也支持面向过程的程序设计,不是一个纯正的面向对象的语言 支持面向对象的方法东南大学C+总2.1.3 C+程序实例例2-1/this is a simplest program.#include void main(void)coutHello!n;cout词语句函数程序。字符集是构成语言的基本元素 大小写的英文字母:AZ,az 数字字符:09 特殊字符:空格!#%&*_(下划线)+=-/;.,()东南大学C+总词法记号 词法记号是最小的词法单位、关键字 C+预定义的单词。是指C+中有特殊含义的字,是不能重 新定义的。程序员不可用之作为自己定义的
21、变量或函数的名字。类别类别 关键字个数关键字个数 举例举例 ANSI C 32 ANSI C 32 charchar,for for 等等 ANSI C+61 ANSI C+61 (增加(增加2929个)个)classclass,publicpublic等等 BC/AC BC/AC 扩展了一些扩展了一些 asm asm 等等n、标识符、标识符 程序员声明的单词,它命名程序正文中的程序员声明的单词,它命名程序正文中的n 一些实体。一些实体。东南大学C+总 标识符的构成规则 以大写字母、小写字母或下划线(_)开始。可以由以大写字母、小写字母、下划线(_)或数字09组成。大写字母和小写字母代表不同的
22、标识符。例 Rectangle、Draw、_line.、文字 在程序中直接使用符号表示的数据 包括数字、字符、字符串和布尔文字、操作符 用于实现各种运算的符号。、分隔符 用于分隔各个词法记号或程序正文:(),:;、空白:空格、制表符(TAB键产生的字符)、换行 符(Enter键所产生的字符)和注释的总称。程序书写自由/、/*/东南大学C+总2.2基本数据类型和表达式 2.2.1基本数据类型是程序命令操作的对象是程序命令操作的对象。是指将数据根据表达形式的不同而是指将数据根据表达形式的不同而 划分的类别。划分的类别。数据:数据:数据类型:数据类型:东南大学C+总C+C+的数据类型一般分为如下几种
23、:的数据类型一般分为如下几种:基本数据类型基本数据类型非基本数据类非基本数据类型型(用户定义数据类型)整型整型字符型字符型实型(浮点型)实型(浮点型)逻辑型(布尔型)逻辑型(布尔型)数组数组指针指针空类型空类型结构结构联合联合枚举枚举类类数据类型数据类型东南大学C+总数据类型修饰符:数据类型修饰符:shortshort longlong unsignedunsigned例:无符号整型无符号整型 unsigned int unsigned int 无符号长整型无符号长整型 unsigned longunsigned long 无符号短整型无符号短整型 unsigned shortunsigned
24、 shortsignedsigned东南大学C+总 类型类型 所占位数所占位数 数的范围数的范围 int 16 int 16 -32768 32767-32768 32767 short int 16 short int 16 -32768 32767-32768 32767 long int 32 long int 32 -2147483648 2147483647-2147483648 2147483647 unsigned int 16 unsigned int 16 0 655350 65535 unsigned short 16 unsigned short 16 0 655350
25、65535 unsigned long 32 unsigned long 32 0 42949672950 4294967295至于它们之间的差异,请看下表至于它们之间的差异,请看下表(p(p):(16(16位计算机)位计算机)东南大学C+总0111111111111111.3145678923+数符小数部分指数东南大学C+总u例:例:ucout“size of int is“size of(int)endl;C+C+强类型语言强类型语言要求程序设计者在使用数据之前对数要求程序设计者在使用数据之前对数据的类型进行声明。据的类型进行声明。注意:注意:(1 1)整型和实型的几种不同方式)整型和实型
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