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目录1

第1章 计算机科学基础1

1.1.1 解决问题综述2

1.1 用计算机解决问题2

1.1.3 设计一个解决方案3

1.1.2 分析问题3

1.1.7 总结6

1.1.6 产品维护6

1.1.4 设计的实现6

1.1.5 测试代码6

1.2 选读：计算机学科7

1.1.8 练习7

1.2.3 设计规范8

1.2.2 抽象化规范8

1.2.1 理论规范8

1.3.2 外存9

1.3.1 输入和输出设备9

1.3 计算机系统模型9

1.3.3 中央处理器10

1.3.5 练习11

1.3.4 内存11

1.4 选读：第一台计算机的发明12

1.5.2 预处理器13

1.5.1 编辑器13

练习13

1.5 完成一个程序的步骤13

1.5.3 编译器14

1.6 选读：C和C＋4的历史16

1.5.4 连接器16

1.7 设计的实现17

1.7.1 一个显示一条消息的程序18

1.7.3 包括iostream19

1.7.2 注释19

1.7.5 main20

1.7.4 命名空间20

1.7.7 分号21

1.7.6 插入运算符21

1.7.8 样式22

1.7.9 练习23

1.7.10 编程项目24

1.8.1 使用库函数25

1.8 从上到下的设计和函数25

1.8.2 将函数连接到从上到下的设计26

1.8.3 函数定义27

1.8.4 调用一个函数28

1.8.5 函数原型29

1.8.6 C＋＋库30

1.8.8 编程项目32

1.8.7 练习32

1.9 选读：计算机科学主题范围33

1.9.3 体系结构和组织34

1.9.2 离散结构34

1.9.1 编程、算法和复杂性34

1.9.6 信息处理35

1.9.5 智能系统35

1.9.4 以网络为中心的计算35

1.9.9 计算的科学和数字的方法36

1.9.8 图形和可视化计算36

1.9.7 人机交互36

1.9.10 操作系统37

1.9.13 社会的和专业的问题38

1.9.12 软件工程38

1.9.11 编程语言38

1.10.2 预排技术39

1.10.1 调试39

1.10 编程和调试提示39

1.11 复习题40

1.10.3 模块化的编程40

1.12 实验41

2.1 整型数据44

第2章 整型变量和表达式44

2.1.2 变量声明45

2.1.1 变量45

2.1.3 变量的命名46

2.2 赋值语句48

2.1.4 练习48

2.2.1 左值和右值49

2.2.3 常量51

2.2.2 声明-初始化51

2.2.4 赋值语句不是代数公式53

2.2.7 练习54

2.2.6 endl54

2.2.5 标记输出54

2.2.8 编程项目55

2.3.1 四个二元运算符56

2.3 整数算术56

2.3.2 取模运算符58

2.3.4 运算符优先次序61

2.3.3 一元减法61

2.3.5 练习63

2.3.6 编程项目65

2.4.1 整数的二进制表示法66

2.4 选读：计算机中整数的存储66

2.4.2 计算67

2.4.4 计算机中无符号整数的范围68

2.4.3 递减68

2.4.5 十进制整数到二进制整数的转换69

2.4.6 练习70

2.5.1 符号位表示法72

2.5 选读：计算机中的整数算术72

2.4.7 编程项目72

2.5.2 2的补码表示法73

2.5.3 加法75

2.5.4 减法76

2.5.6 练习77

2.5.5 乘以和除以277

2.6.2 C＋＋中交互式的程序79

2.6.1 交互式的程序与批处理程序79

2.5.7 编程项目79

2.6 交互式的程序79

2.6.4 编程项目81

2.6.3 练习81

2.7.2 用户接口的明了性82

2.7.1 代码的明了性82

2.7 编程和调试提示82

2.8 复习题83

2.9 实验84

3.1.1 事前条件和事后条件87

3.1 用整型函数解决问题87

第3章 整型函数和封装87

3.1.2 函数的分析和设计89

3.1.3 整型函数的实现90

3.1.4 过程91

3.1.5 变元和参数94

3.1.6 练习98

3.2 重新访问问题的解决99

3.1.7 编程项目99

3.2.1 分析100

3.3.1 局部变量和作用域101

3.3 作用域和生存期101

3.2.2 练习101

3.3.2 值传递102

3.3.3 具有相同名称的局部变量104

3.3.4 全局变量105

3.3.5 被重新访问的命名空间108

3.3.6 练习109

3.4.1 抽象化110

3.4 用对象封装110

3.4.2 面向对象编程111

3.4.3 信息隐藏和类112

3.4.4 类图113

3.4.5 对象114

3.4.6 练习115

3.5.1 注释的明了性116

3.5 编程和调试提示116

3.4.7 编程项目116

3.6 复习题117

3.5.2 局部变量及全局变量117

3.7 实验118

第4章 做出决策和类124

4.1.1 关系运算符125

4.1 关系和逻辑运算符125

4.1.2 逻辑运算符126

4.1.3 布尔常量、表达式和变量128

4.1.4 运算符优先次序129

4.1.5 练习130

4.2.2 if语句132

4.2.1 控制流132

4.2 选择132

4.2.3 if-else语句134

4.2.4 条件表达式运算符139

4.2.5 练习140

4.2.6 编程项目141

4.3 嵌套142

4.3.1 练习149

4.4.1 swish语句151

4.4 多向选择151

4.3.2 编程项目151

4.4.3 练习159

4.4.2 转移到相同点159

4.4.4 编程项目161

4.5.1 访问数据结构162

4.5 定义方法162

4.5.3 方法定义文件163

4.5.2 头文件163

4.5.4 练习166

4.6.2 逻辑的基本组件167

4.6.1 GeorgeBoole和Edmund Berkeley167

4.5.5 编程项目167

4.6 选读：逻辑167

4.6.3 真值表168

4.6.4 命题代数169

4.6.5 德·摩根定律170

4.6.6 练习171

4.7.1 从上至下测试172

4.7 测试模式172

4.7.2 从下至上的测试175

4.7.3 从上至下和从下至上的组合测试176

4.7.4 类测试177

4.7.5 练习178

4.8.1 决策控制结构179

4.8 编程及调试提示179

4.8.2 测试180

4.9 复习题181

4.10 实验方法182

第5章 更多数值型类型和多态性191

5.1.1 整数和浮点数的区别192

5.1 浮点数192

5.1.2 浮点数运算193

5.1.4 double类型194

5.1.3 指数记数法194

5.1.5 格式化输出195

5.1.6 练习197

5.1.7 编程项目198

5.2 多态性199

5.2.1 练习202

5.3.1 定义和使用203

5.3 构造函数203

5.2.2 编程项目203

5.3.2 多态构造函数204

5.3.4 编程项目205

5.3.3 练习205

5.4.1 从Base2到Base10的转换206

5.4 选读：浮点数的存储206

5.4.2 从Base10到Base2的转换207

5.4.4 浮点数的存储208

5.4.3 乘以和除以2208

5.4.5 截断错误210

5.4.6 练习212

5.5.1 隐式的强制转换213

5.5 强制转换213

5.5.2 显式的强制转换214

5.5.3 强与弱类型化215

5.5.4 练习216

5.6.1 整数的不同大小217

5.6 其他整型类型217

5.5.5 编程项目217

5.6.4 抽象数据类型Money218

5.6.3 混合型运算218

5.6.2 无符号整数218

5.6.5 ADT Money的实现220

5.6.6 练习226

5.7.1 数值型常量228

5.7 C＋＋头文件228

5.6.7 编程项目228

5.7.2 绝对值函数230

5.7.4 其他cmath库函数231

5.7.3 平方根函数231

5.7.5 练习239

5.7.6 编程项目240

5.8.1 函数间的接口：全局变量241

5.8 编程和调试提示241

5.8.3 读者对于接口的理解242

5.8.2 常量242

5.9 复习题243

5.8.4 默认的构造函数243

5.10 实验244

第6章 循环250

6.1 更新赋值运算符251

6.1.1 递增和递减运算符252

6.1.3 练习253

6.1.2 先递增、递减运算和后递增、递减运算253

6.2.1 while循环254

6.2 预测试循环254

6.2.2 无限循环257

6.2.3 预测试循环的特性257

6.2.4 循环变量的操作259

6.2.5 练习263

6.3.1 do-while循环265

6.3 后测试循环265

6.2.6 编程项目265

6.3.2 应用266

6.3.3 练习272

6.3.4 编程项目273

6.4.1 标记技术274

6.4 循环和交互式程序274

6.4.2 交互式程序中的随机数276

6.4.3 为随机数生成器提供种子277

6.4.4 随机数范围278

6.4.6 编程项目285

6.4.5 练习285

6.5.1 结构化编程287

6.5 结构化和面向对象编程287

6.6 选读：计算机时间288

6.5.2 面向对象编程288

6.6.1 时钟周期289

6.6.3 flops290

6.6.2 时钟频率290

6.6.4 练习291

6.7 选读：循环中的截断错误292

练习294

6.8.2 赋值和关系等号运算符295

6.8.1 在运算符之间使用空格和括号295

6.8 编程和调试提示295

6.9 复习题296

6.10 实验297

7.1 for循环299

第7章 计数器控制的循环299

7.1.1 循环选择301

7.1.3 索引声明302

7.1.2 倒数302

7.1.4 表303

7.1.5 练习306

7.1.6 编程项目307

7.2 循环嵌套308

7.2.1 练习319

7.2.2 编程项目320

7.3 选读：数值计算321

编程项目325

7.4.1 版权法326

7.4 选读：知识产权326

7.4.2 专利权327

调试技术328

7.5 编程和调试提示328

7.4.3 公司的态度328

7.4.4 练习328

7.6 复习题329

7.7 实验330

8.1 字符输入和输出333

第8章 字符333

8.1.1 缓冲区335

8.1.2 Y/N响应339

8.1.4 编程项目343

8.1.3 练习343

8.2.1 数字代码344

8.2 ASCII编码方案344

8.2.3 转义序列347

8.2.2 字符型数字的等价整数347

8.2.4 练习349

8.2.5 编程项目350

8.3.1 改变大小写351

8.3 字符型函数351

8.3.2 布尔字符型函数354

8.3.3 练习359

8.4.1 转换为十进制数字360

8.4 选读：八进制和十六进制系统360

8.3.4 编程项目360

8.4.2 在二进制和十六进制数字系统之间转换361

8.4.4 应用362

8.4.3 常量362

8.4.5 将十进制数字转换为十六进制363

8.4.6 练习364

8.5.1 保护性编程：检测和恢复365

8.5 编程和调试提示365

8.5.3 保护性编程：全层次“防弹”366

8.5.2 保护性编程：以字符串格式读取数据366

8.6 复习题367

8.7 实验368

9.1 继承性376

第9章 继承性和文件376

练习378

9.2.1 文件I/O379

9.2 文件I/O类379

9.2.4 关闭和打开文件382

9.2.3 格式化的I/O382

9.2.2 读取字符382

9.2.5 练习383

9.3.2 作为参数的简单变量384

9.3.1 值传递384

9.2.6 编程项目384

9.3 引用传递384

9.3.3 参数流388

9.3.4 练习390

9.4.1 磁带存储391

9.4 选读：外存391

9.3.5 编程项目391

9.4.2 磁盘存储393

9.4.4 练习395

9.4.3 CD-ROM395

9.5 选读：机器和汇编语言396

9.5.2 机器指令397

9.5.1 机器体系结构397

9.5.3 取数／执行周期399

9.5.4 转移401

9.5.5 CPU模拟器程序cpusim404

9.5.6 练习406

9.6.2 调试级别407

9.6.1 条件编译调试407

9.6 编程和调试提示407

9.6.3 使用assert调试408

9.7 复习题409

CPU模拟器410

9.8 实验410

文件操作412

9.9 另一个实验412

第10章 数组和vector类416

10.1.1 声明417

10.1 什么是数组417

10.1.3 数组索引418

10.1.2 赋值418

10.1.4 声明-初始化424

10.1.5 练习425

10.2.1 传递数组426

10.2 含有数组参数的函数426

10.1.6 编程项目426

10.2.2 最小值和最大值429

10.2.3 频率431

10.2.4 练习434

10.2.5 编程项目435

10.3 数组和类437

10.3.1 对象数组438

10.3.2 作为成员数据的数组439

10.3.3 练习444

10.4.1 按序搜索445

10.4 按序搜索和二分法搜索445

10.3.4 编程项目445

10.4.2 二分法搜索447

10.4.3 练习451

10.5.1 选择分类算法453

10.5 选择分类453

10.4.4 编程项目453

10.5.2 最小元素的索引454

10.5.3 交换数值455

10.5.4 练习456

10.6.1 模板化的函数457

10.6 模板457

10.5.5 编程项目457

10.6.3 模板化的类方法的定义459

10.6.2 模板化的类的接口459

10.6.4 应用程序编程460

10.6.5 模板的使用461

10.6.7 编程项目462

10.6.6 练习462

10.7.2 范围检查463

10.7.1 数组的局限性463

10.7 vector类463

10.7.4 C＋＋vector类464

10.7.3 动态分配464

10.7.5 常量的大小和重新设定大小465

10.7.6 编索引466

10.7.7 测试程序467

10.7.8 练习468

10.8 多维数组和向量469

10.7.9 编程项目469

10.8.2 声明470

10.8.1 索引470

10.8.3 多维向量479

10.8.4 练习481

10.8.5 编程项目482

10.9 选读：计算机图形的色彩485

10.9.2 色彩查找表486

10.9.1 显示设备486

10.9.3 练习487

10.10.2 测试分支的数据488

10.10.1 选择测试数据：边界数据488

10.10 编程和调试提示488

10.11 复习题489

10.10.3 初学者或使用随机数据进行的测试489

10.12 实验490

11.1 字符串495

第11章 字符串和string类495

11.1.1 字面量496

11.1.3 使用析取运算符读取字符串497

11.1.2 显示字符串497

11.1.4 读取一个字符或一行字符499

11.1.5 字符的二维数组502

11.1.6 练习503

11.1.7 编程项目504

11.2 数据验证505

11.2.1 练习510

11.3.1 存储大小511

11.3 一些C字符串函数511

11.2.2 编程项目511

11.3.2 字符串的长度512

11.3.3 复制字符串512

11.3.4 并置513

11.3.6 编程项目514

11.3.5 练习514

11.4.1 比较函数516

11.4 字符串的比较516

11.4.2 练习527

11.4.3 编程项目528

11.5.1 C字符串的弊端529

11.5 string类529

11.5.3 重载运算符530

11.5.2 构造函数530

11.5.5 子串531

11.5.4 长度531

11.5.6 非成员函数534

11.5.8 练习535

1 1.5.7 C字符串与C＋＋字符串的对比535

11.5.9 编程项目536

11.6 选读：软件的生存周期537

11.6.1 分析538

11.6.2 设计540

11.6.3 实现和测试541

11.7.1 验证542

11.7 编程和调试提示542

11.6.4 维护542

11.6.5 练习542

11.7.4 注释掉543

11.7.3 分号和结束大括号543

11.7.2 字符串比较543

11.8 复习题544

11.9 实验545

12.1.1 声明554

12.1 结构的概念554

第12章 结构和枚举类型554

12.1.2 成员的引用556

12.1.4 结构的成员557

12.1.3 逐一处理元素557

12.1.5 结构数组558

12.1.6 练习566

12.1.7 编程项目567

12.2.1 传统的文件处理569

12.2 选读：数据库569

12.2.3 关系数据库571

12.2.2 数据库管理系统571

12.2.5 编程项目573

12.2.4 练习573

12.3.1 实现574

12.3 枚举类型574

12.3.2 强制转换575

12.3.3 练习580

12.4 选读：计算机视觉581

12.3.4 编程项目581

12.4.1 数字图像582

12.4.2 低级模型584

12.4.3 一个低级处理的示例585

12.4.4 高级模型591

12.4.6 编程项目593

12.4.5 练习593

有数组元素的结构594

12.5 编程和调试提示594

12.7 实验595

12.6 复习题595

13.1 递归函数601

第13章 递归601

13.1.1 幂函数608

13.1.2 练习613

13.1.3 编程项目617

13.2 递归与迭代620

13.2.1 解决一个递归的例程621

13.2.2 练习622

13.3.1 BNF623

13.3 选读：形式语法623

13.2.3 编程项目623

13.3.2 语法分析624

13.3.3 练习627

13.3.4 编程项目629

13.4.2 程序正确性630

13.4.1 运行时错误和缓冲630

13.4 编程和调试提示630

13.6 实验631

13.5 复习题631

第14章 指针638

14.1.2 地址运算符639

14.1.1 声明639

14.1 指针的概念639

14.1.3 间接寻址运算符640

14.1.4 NULL641

14.1.5 打印地址642

14.1.7 练习645

14.1.6 在间接引用之前指向目标645

14.2 选读：存储器647

14.2.1 存储器大小648

14.2.2 RAM和ROM649

14.2.4 编程项目650

14.2.3 练习650

14.3.1 数组名作为一个常量指针651

14.3 数组和指针651

14.3.2 参数652

14.3.3 指针算术653

14.3.4 练习654

14.4 动态内存分配655

14.3.5 编程项目655

14.4.2 释放内存656

14.4.1 分配内存656

14.4.4 编程项目660

14.4.3 练习660

14.5.2 创建和销毁661

14.5.1 析构函数661

14.5 指针数据成员661

14.5.3 复制构造函数664

14.5.4 重载赋值运算符667

14.5.5 练习670

14.6.1 头文件中的类型定义671

14.6 用户定义的类型671

14.7.1 间接引用673

14.7 指针和结构673

14.6.2 练习673

14.7.2 链表674

14.7.3 练习676

14.8.1 声明和赋值677

14.8 函数指针677

14.8.3 函数指针作为参数678

14.8.2 间接调用函数678

14.8.5 编程项目682

14.8.4 练习682

14.9.1 指针事后递增683

14.9 编程和调试提示683

14.10 复习题685

14.9.2 空间的分配685

14.11 实验686

15.1 表抽象化691

第15章 数据结构691

15.1.2 图示当前位置692

15.1.1 ADT表的定义692

15.1.3 图示插入694

15.1.4 图示删除695

15.1.5 图示存储和检索696

15.1.7 创建表697

15.1.6 销毁表697

15.1.8 表遍历698

15.1.9 练习699

15.2.1 表创建700

15.2 表的动态实现700

15.2.2 初始化表701

15.2.4 头或尾处的当前位置702

15.2.3 测试空或满702

15.2.5 推进当前位置703

15.2.6 创建节点704

15.2.7 插入节点705

15.2.8 删除节点708

15.2.9 存储和检索信息711

15.2.10 显示表718

15.2.11 练习719

15.2.12 编程项目720

15.3 堆栈抽象化721

15.3.1 ADT堆栈的定义722

15.3.2 另外的操作723

15.3.3 练习题726

15.4 堆栈的动态实现727

15.4.2 堆栈的初始化和测试728

15.4.1 堆栈的框架728

15.4.4 出栈729

15.4.3 进栈729

15.4.5 销毁堆栈730

15.4.6 使用堆栈数据结构734

15.4.7 练习735

15.5 选读：运行时堆栈736

15.4.8 编程项目736

15.6.2 内部限制739

15.6.1 释放指针739

15.5.1 练习题739

15.5.2 编程项目739

15.6 编程和调试提示739

15.8 实验740

15.7 复习题740

附录A 挑选的练习的答案744

附录B 复习题答案764