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第一部分 编程基础2

第1章 计算机、程序和C＋＋语言简介2

1.1 引言2

1.2 什么是计算机3

1.2.1 CPU4

1.2.2 位和字节4

1.2.3 内存5

1.2.4 存储设备5

1.2.5 输入输出设备6

1.2.6 通信设备7

1.3 编程语言8

1.3.1 机器语言8

1.3.2 汇编语言9

1.3.3 高级语言9

1.4 操作系统10

1.4.1 控制和监视系统活动11

1.4.2 分配和指派系统资源11

1.4.3 任务调度11

1.5 C＋＋语言的历史11

1.6 一个简单的C＋＋程序12

1.7 C＋＋程序开发周期16

1.8 程序风格和文档18

1.8.1 适当的注释和注释风格18

1.8.2 正确的缩进和间距18

1.9 编程错误19

1.9.1 语法错误19

1.9.2 运行时错误19

1.9.3 逻辑错误20

1.9.4 常见错误20

关键术语22

本章小结22

在线测验23

程序设计练习23

第2章 程序设计基础25

2.1 引言25

2.2 编写简单的程序25

2.3 从键盘读取输入28

2.4 标识符30

2.5 变量30

2.6 赋值语句和赋值表达式32

2.7 命名常量33

2.8 数值数据类型及其运算34

2.8.1 数值类型34

2.8.2 数值文字常量37

2.8.3 数值运算符37

2.8.4 指数运算符38

2.9 算术表达式和运算符优先级39

2.10 实例研究：显示当前时间41

2.11 简写运算符43

2.12 自增、自减运算符43

2.13 数值类型转换45

2.14 软件开发流程47

2.15 实例研究：计算给定金额的货币数量51

2.16 常见错误53

关键术语54

本章小结55

在线测验55

程序设计练习55

第3章 分支语句60

3.1 引言60

3.2 bool数据类型61

3.3 if语句62

3.4 双分支的if-else语句64

3.5 嵌套的if语句和多分支的if-else语句65

3.6 常见错误和陷阱67

3.7 实例研究：计算身体质量指数71

3.8 实例研究：计算税款73

3.9 生成随机数75

3.10 逻辑运算符77

3.11 实例研究：确定闰年81

3.12 实例研究：彩票82

3.13 switch语句83

3.14 条件表达式86

3.15 运算符优先级和结合律88

3.16 调试89

关键术语89

本章小结90

在线测验90

程序设计练习90

第4章 数学函数、字符和字符串99

4.1 引言99

4.2 数学函数100

4.2.1 三角函数100

4.2.2 指数函数100

4.2.3 近似函数101

4.2.4 min、max和abs函数101

4.2.5 实例研究：计算三角形的角101

4.3 字符数据类型和操作符103

4.3.1 ASCII码103

4.3.2 从键盘读取一个字符104

4.3.3 特殊字符的转义序列104

4.3.4 数值类型和字符类型之间的相互转换105

4.3.5 比较和测试字符106

4.4 实例研究：生成随机字符107

4.5 实例研究：猜生日109

4.6 字符函数112

4.7 实例研究：十六进制转换为十进制113

4.8 字符串类型114

4.8.1 字符串索引和下标操作符115

4.8.2 连接字符串116

4.8.3 比较字符串116

4.8.4 读字符串116

4.9 实例研究：使用字符串修改彩票程序118

4.10 格式化控制台输出119

4.10.1 setprecision（n）操作120

4.10.2 修改操作121

4.10.3 showpoint操作121

4.10.4 setw（width）操作122

4.10.5 left和right操作122

4.11 简单的文件输入输出123

4.11.1 写入文件124

4.11.2 读取一个文件125

关键术语126

本章小结126

在线测验127

程序设计练习127

第5章 循环132

5.1 引言132

5.2 while循环133

5.2.1 实例研究：猜数字135

5.2.2 循环设计策略138

5.2.3 实例研究：多道减法测试138

5.2.4 使用用户的确认控制循环140

5.2.5 使用标记值控制循环140

5.2.6 输入和输出重定向141

5.2.7 从一个文件中读取所有的数据142

5.3 do-while循环144

5.4 for循环145

5.5 使用哪种循环149

5.6 嵌套循环150

5.7 最小化数字错误152

5.8 实例研究153

5.8.1 求最大公约数153

5.8.2 预测未来的学费155

5.8.3 蒙特卡罗模拟156

5.8.4 十进制转换为十六进制156

5.9 关键字break和continue158

5.10 实例研究：检查回文161

5.11 实例研究：输出素数163

关键术语165

本章小结165

在线测验166

程序设计练习166

第6章 函数176

6.1 引言176

6.2 函数定义177

6.3 函数调用178

6.4 无返回值函数180

6.5 以传值方式传递参数183

6.6 模块化代码184

6.7 函数的重载186

6.8 函数原型189

6.9 缺省参数190

6.10 内联函数191

6.11 局部、全局和静态局部变量192

6.11.1 for循环中变量的作用域194

6.11.2 静态局部变量194

6.12 以引用方式传递参数197

6.13 常量引用参数205

6.14 实例研究：十六进制转换为十进制205

6.15 函数抽象和逐步求精207

6.15.1 自顶向下设计208

6.15.2 自顶向下或自底向上实现209

6.15.3 实现细节210

6.15.4 逐步求精的好处214

关键术语214

本章小结215

在线测验215

程序设计练习215

第7章 一维数组和C字符串225

7.1 引言225

7.2 数组基础226

7.2.1 声明数组226

7.2.2 访问数组元素227

7.2.3 数组初始化语句228

7.2.4 处理数组229

7.3 问题：彩票号码232

7.4 问题：一副纸牌235

7.5 数组作为函数参数237

7.6 防止函数修改传递参数的数组238

7.7 数组作为函数值返回240

7.8 问题：计算每个字符的出现次数241

7.9 搜索数组244

7.9.1 顺序搜索方法244

7.9.2 二分搜索方法245

7.10 排序数组247

7.11 C字符串249

7.11.1 输入和输出C字符串249

7.11.2 C字符串函数250

7.11.3 使用strcpy和strncpy函数复制字符串251

7.11.4 使用strcat和strncat函数拼接字符串251

7.11.5 使用strcmp函数比较字符串252

7.11.6 字符串和数字之间的转换252

关键术语253

本章小结254

在线测验254

程序设计练习254

第8章 多维数组263

8.1 引言263

8.2 声明二维数组263

8.3 操作二维数组264

8.4 二维数组作为函数参数267

8.5 问题：评定多项选择测试的成绩268

8.6 问题：找最近邻点对269

8.7 问题：数独271

8.8 多维数组274

8.8.1 问题：每日温度与湿度275

8.8.2 问题：猜生日277

本章小结278

在线测验278

程序设计练习278

第二部分 面向对象编程292

第9章 对象和类292

9.1 引言292

9.2 声明类292

9.3 例：定义类和创建对象294

9.4 构造函数297

9.5 创建及使用对象298

9.6 类定义和类实现的分离301

9.7 避免多次包含303

9.8 类中的内联函数305

9.9 数据域封装305

9.10 变量作用域308

9.11 类抽象和封装310

关键术语314

本章小结314

在线测验315

程序设计练习315

第10章 面向对象思想318

10.1 引言318

10.2 string类318

10.2.1 构造一个字符串319

10.2.2 追加字符串319

10.2.3 字符串赋值319

10.2.4 函数at、clear、erase及empty320

10.2.5 函数length、size、capacity和c_str（）320

10.2.6 字符串比较321

10.2.7 获取子串321

10.2.8 字符串搜索322

10.2.9 字符串插入和替换322

10.2.10 字符串运算符323

10.2.11 把数字转换为字符串324

10.2.12 字符串分割324

10.2.13 实例研究：字符串替换324

10.3 对象作为函数参数327

10.4 对象数组329

10.5 实例成员和静态成员331

10.6 只读成员函数335

10.7 从对象的角度思考337

10.8 对象合成342

10.9 实例研究：StackOfIntegers类344

10.10类设计准则346

10.10.1 内聚346

10.10.2 一致346

10.10.3 封装347

10.10.4 清晰347

10.10.5 完整347

10.10.6 实例与静态347

关键术语348

本章小结348

在线测验348

程序设计练习348

第11章 指针及动态内存管理353

11.1 引言353

11.2 指针基础353

11.3 用typedef定义同义类型359

11.4 常量指针359

11.5 数组和指针360

11.6 函数调用时传递指针参数363

11.7 从函数中返回指针367

11.8 有用的数组函数368

11.9 动态持久内存分配369

11.10 创建及访问动态对象373

11.11 this指针375

11.12 析构函数376

11.13 实例研究：Course类379

11.14 拷贝构造函数382

11.15 自定义拷贝构造函数384

关键术语387

本章小结387

在线测验388

程序设计练习388

第12章 模板、向量和栈393

12.1 引言393

12.2 模板基础393

12.3 例：一个通用排序函数397

12.4 模板类399

12.5 改进Stack类405

12.6 C＋＋向量类407

12.7 用vector类替换数组410

12.8 实例研究：表达式计算413

关键术语417

本章小结417

在线测验417

程序设计练习418

第13章 文件输入输出424

13.1 引言424

13.2 文本输入输出425

13.2.1 向文件中写入数据425

13.2.2 从文件中读取数据426

13.2.3 检测文件是否存在427

13.2.4 检测文件结束427

13.2.5 让用户输入文件名429

13.3 格式化输出430

13.4 函数：getline、get和put431

13.5 fstream和文件打开模式434

13.6 检测流状态435

13.7 二进制输入输出437

13.7.1 write函数438

13.7.2 read函数439

13.7.3 例：二进制数组I/O440

13.7.4 例：二进制对象I/O440

13.8 随机访问文件444

13.9 更新文件447

关键术语448

本章小结448

在线测验448

程序设计练习449

第14章 运算符重载452

14.1 引言452

14.2 Rational类453

14.3 运算符函数458

14.4 重载［］运算符460

14.5 重载简写运算符462

14.6 重载一元运算符462

14.7 重载＋＋和--运算符463

14.8 友元函数和友元类464

14.9 重载＜＜和＞＞运算符466

14.10 自动类型转换468

14.10.1 转换为基本数据类型468

14.10.2 转换为对象类型469

14.11 定义重载运算符的非成员函数469

14.12 带有重载运算符函数的Rational类470

14.13 重载赋值运算符477

关键术语481

本章小结481

在线测验481

程序设计练习481

第15章 继承和多态484

15.1 引言484

15.2 基类和派生类484

15.3 泛型程序设计492

15.4 构造函数和析构函数493

15.4.1 调用基类构造函数493

15.4.2 构造函数链和析构函数链494

15.5 函数重定义497

15.6 多态499

15.7 虚函数和动态绑定500

15.8 关键字protected503

15.9 抽象类和纯虚函数504

15.10 类型转换：static cast和dynamic_cast512

关键术语515

本章小结516

在线测验516

程序设计练习517

第16章 异常处理518

16.1 引言518

16.2 异常处理概述518

16.3 异常处理机制的优点522

16.4 异常类523

16.5 自定义异常类527

16.6 多重异常捕获531

16.7 异常的传播535

16.8 重抛出异常537

16.9 异常说明538

16.10 何时使用异常机制539

关键术语540

本章小结540

在线测验540

程序设计练习541

第三部分 算法和数据结构544

第17章 递归544

17.1 引言544

17.2 例：阶乘545

17.3 实例研究：斐波那契数548

17.4 用递归方法求解问题550

17.5 递归辅助函数552

17.5.1 选择排序553

17.5.2 二分搜索555

17.6 汉诺塔556

17.7 八皇后问题559

17.8 递归与循环561

17.9 尾递归562

关键术语563

本章小结563

在线测验563

程序设计练习563

第18章 开发高效的算法568

第19章 排序568

第20章 链表、队列和优先队列568

第21章 二分搜索树568

第22章 STL容器568

第23章 STL算法568

第24章 图及其应用568

第25章 加权图及其应用568

第26章 平衡二叉树和伸展树568

附录568

附录A C＋＋关键字568

附录B ASCII字符集569

附录C 运算符优先级表570

附录D 数字系统572

附录E 位运算575