c++程序设计教案.docx

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1、C+程序设计海南软件职业技术学院IHainan Software Profession Institute（2006-2007学年度第一学期）教师姓名:季文天系 部: 软件工程系授课专业:软件技术 授课班级:目录课题01：Visual C+6.0开发环境2课题02：C+数据类型、表达式、语句5课题03: 数组7课题04：结构类型11课题05：函数13课题06：函数参数16课题07：内联函数与递归函数19课题08：函数重载21课题09：指针23课题10：指针与数组、字符串指针26课题11：指针与函数28课题12：指针与动态分配内存31课题13：引用33课题!4!类与对象36课题15：类的静态成员

2、及常量成员39课题16： 友元4317：146课题18: 继承与派生49课题19:派生关系中的二义性处理53课题20：虚基类56课题21:多态性与虚函数59课题22：模板62课题23：文件、流及C+的流类库66课题24:插入与提取运算符的重载69课题25:磁盘文件I/O70课题01： Visual C+6.0开发环境、教学目标:1 .掌握MsualC+6.0开发工具的选单、工具栏、项目、工作区等概念2 .掌握使用VC编写控制台应用程序3 .掌握使用VC进行程序调试 二、教学重点:1、掌握VisualC+6.0开发工具的选单、工具栏、项目、工作区等概念 三、教学难点:1、使用VC编写控制台应用程

3、序。2、使用VC进行程序调试四、课时安排:2节课 五、教具准备:多媒体教室六、教学方法:讲授七、教学过程:（一）、复习导入Visual C+是Microsoft公司推出的目前使用极为广泛的基于Windows平台的 可视化开发环境。Visual C+6.0是在以往版本不断更新的基础上形成的,由于 其功能强大、灵活性好、完全可扩展以及具有强有力的Internet支持,在各种C+ 语言开发工具中脱颖而出,成为目前最为流行的C+语言集成开发环境。（二）、讲授新课1、开发环境概述噺:板书或幻灯片演示下图画：Visual C+6.0开发环境包括: 标题栏 工具栏 选单 项目工作区窗口 输出窗口 状态栏 文

4、档窗依次介绍各项功能,详细介绍选单、工具栏、项目工作区。2、简单的控制台应用程序使用Appwinzard创建一个控制台应用程序,使学生理解“工程”概念,熟 悉项目的程序框架，以及如何添加程序代码、编译、运行。以下面程序为例,讲述如何建立控制台应用程序: 【例 Ex_Hello#include int main(int argc,char* argv) (cout Run to cursor命令,就可以启动调试器了。 控制程序运行可以通过step into ,step over ,step out ,run to cursor控制程序运行。 查看和修改屋量的值在程序调试的时候VC会自动显示Wat

5、ch和Variables两个调试窗口, 通过这两个窗口可以査看或修改当前运行程序的变量的值。课题02： C+数据类型、表达式、语句、教学目标:1 .掌握C+程序结构、基本组成2 .掌握C+的基本数据类型、基本输入/输出3 .掌握C+运算符、表达式4 .掌握C+基本语句 二、教学重点:1 .C+程序结构、基本组成2 .C+基本数据类型、输入输出 三、教学难点:1 .C+运算符、表达式2 .C+基本语句四、课时安排：2节课 五、教具准备：多媒体教室六、教学方法：讲授七、教学过程:（一）、复习导入C+是在20世纪80年代初期由贝尔实验室设计的一种在C语言的基础上增 加了面向对象支持的语言,她是目前应

6、用最为广泛的编程语言。今天我们来学习 他的基本结构、数据类型、运算符和表达式、基本语句。（二）、讲授新课1、C+程序结构个C+程序往往由预处理命令、语句、函数、变量和对象、输入与输出以 及注释几个部分组成。 预处理命令包括:宏定义命令、文件包含命令和条件编译命令 语句语句是组成程序的基本单元 函数个C+程序是由若干个函数组成。个程序中有且仅有一个主函数 main. 变量和对象C+是面向对象的语言,所以在C+中相比C语言多了对象,她是类 的实例 输入输出程序中总是少不了输入和输出语句。 注释注释可以提高程序的可读性、帮助程序员理解,在程序运行中不执行。在编写C+程序时，还要注意程序的书写风格,要

7、注意缩进和注释。在编写 程序时,标识符应该遵循以下原则: 合法性 有效性 异读性2、基本数据类型C+数据类型分为基本数据类型、派生类型以及复合类型3类。基本数据类 型包括: char int float double以及上述类型的变种,包括 short long signed unsigned voidP29表2.1列出了 C+的基本数据类型根据数据在程序中的可变性,我们将数据分为: 常量整型常量浮点型常量a字符常量字符串常量B符号常量变量B变量定义变量的初始化要注意个未初始化的变量不是没有数值,而是取决于变量在系统中的存储 形式,她可能是系统的默认值或无效值。3、基本输入、输出C+中是通过标

8、准的输入流cin和标准输出流cout来实现数据的输入输出。举例:Ex_CoutEnd 举例:Ex_Algorism 4、运算符和表达式C+用来记述运算的符号称为运算符,按照操作数的个数可以分为: 单目运算符 双目运算符 三目运算符根据其功能可以分为: 算术运算符 赋值运算符 关系运算符 逻辑运算符 位运算符变量、常量通过个或多个运算符组合起来就构成了表达式,比如有关系运 算符构成的表达式成为关系表达式。5、基本语句C+提供了如表达式语句、复合语句、选择语句和循环语句等,满足了结构 化程序设计所需要的3中基本结构。 选择语句 条件语句if else 开关语句 switchB循环语句 while

9、do . while for以上基本语句和C语言保持一致。课题03:数组、教学目标:1 .了解构造类型的意义2 .了解数组的概念3 .掌握维数组、多维数组的定义二、教学重点:1 . 维数组的定义2 .数组的基本操作三、教学难点:1 .多维数组将维处理过程及多维数组的存储2 .字符串数组的使用四、课时安排:2节课五、教具准备:多媒体教室六、教学方法:讲授七、教学过程:（7、复习导入在计算机所处理的数据中,最常见的,也是最需要由计算机高速处理的数据 是成批出现的同一类型的数据,C+语言中把这类数据称为数组。例如： 监测系统在一段时间内获得的检测、采样值,可能是int型或float型数 据的数组;

10、个管理系统的数据库,可能是一系列结构类型（记录）数据的序列; 一幅电视图像，可能是其每个像素的颜色及灰度值（整型数）的二维阵列。任何种类型的批数据,都可以组成数组,例如int型，float型,char型数 据可以组成数组;这些基本类型的派生类型（如long型,double型,unsigned char 型）的数据,枚举、结构、联合类型的数据,以至由用户或系统定义的类（类型） 的对象,都可以组成数组。（二）、讲授新课1、维数组由个同一类型数据组成的维序列,构成一维数组,维数组的下标为0, n-1 1 . 维数组的说明任何种已知类型数据都可说明为数组，数组说明的格式为：类型名 数组名元素数=（初值

11、表;类型名：可以是基本类型名，基本类型的派生类型名,类名,枚举类型名,结构，联合类型名（也可以是枚举、结构联合的类型说明）。关于指针数组将在下节说 明。还有数组类型的数组就是多维数组了,也将在下面介绍。数组名：标识符，数组名有两个附加作用：（1）是表示数组元素的下标变量。如array2表示数组的第三个元素。（2）它还是一个指向数组的首元指针。元素数:个正整数,指出数组的元素个数，或数组的大小（size） 元素数要用方括 号“ 口”括起来。方括号口不可缺省,元素数则有时可缺省，这时必须赋初值，系 统按所赋的初值个数确定数组的大小。初值表：可缺省。是由花括号, 括起来且用逗号，分开的初始化常量值。

12、例如:int list 100L A1O1O , B = 4,3,2；char ch26；complex com4= (3. 2, 4. 7) , (0. 0, 0. 0) ；其中,数组list100未赋初值。数组A10 10为一个二维数组,未赋初值。数组B已赋初值,元素数为3。数组com4是用户定义的complex类型的数组，数组有4个元素，其中前两个元素已赋初值，初值分别为(3.2, 4.7) , (0.0, 0.0) 2 .数组的操作下标变量C+语言未提供对于数组整体进行操作的运算符和运算。对于数组的操作是通过对于其元素,即下标变量进行的。下标变量的格式为:(数组名下标下标:整数,或整型

13、表达式，其取值范围为n-l,n=数组元素总数,例如:int A 4；共有四个下标变量:A, Al, A2, A3对于下标变量可进行下列操作。(1)赋值。可以三种方式进行：初始化：int A 4 = 1, 2, 3)；相当于一次为A, Al, A2赋值为1, 2, 3。赋值语句:A3= 4* Al；相当于把4*2=8赋值A3。输入语句：cinA0；或for (int i=0； iAi；后者可通过键盘操作,为数组的四个元素依次赋值。(2) 一般运算。下标变量可与同一类型的一般变量一样参加它所允许的运算。如:A0+= A2+；coutVVAVV W 类型名:同前节说明。数组名：同前节说明。行数:正整

14、数。列数:正整数。例如：char ch23；该二维数组共有2行3歹!！,元素个数为2*3= 6 在二维数组中，为数组赋初值的方式有：int a23 = 1,2,3, 4,5,6；亦可写为：int a2 3=1, 2, 3, 4, 5, 6；二者效果是样的。系统将按逐行的次序顺序为各元素赋值。其次序为：a , a 1, a0 2, al0,all,al2对于三维以上的高维数组，其赋值方法是样的。2 .二维数组的操作对于二维数组的操作,同样是通过对其元素即下标变量的操作来进行的。操作中应注意：(1)注意下标表达式的取值范围：char Amn；则下标变量Aij中i的值应在m-1之间,j的值应在n-1

15、之间。(2)当只有一个下标时:Ai (0 = i 成员1；类型成员2;.类型成员n;结构类型的变量说明的格式为：struct 结构类型名变量名表;变量说明中的关键字struct可以省略（C语言中不可）,变量名表与一般变量说明一样，其赋初始值的方法可从下面的例子中了解:struct Employee char name20;enum male, femalesex;float salary;char phone 11; ； /Z结构类型Employee的定义struct Employee gyl, gy2; / 变量gyl,gy2 的说明Employee gy3, gy4=John Smith,

16、I male, 2107. 5, 02223501234;/Z变量gy3,gy4（赋初值）的说明结构类型及其变量的说明也可放在起：struct Employee （char name20;enum male, femalesex;float salary;char phone11;gyl, gy2;2、结构变量的引用和赋值个结构变量由若干分量组成,对结构分量的存取由圆点运算符实现,例 如,在上例中,雇员gyl的姓名可表示为gyl.name,其电话号码可表示为 gyl.phoneo因此,为结构变量赋值,除了在变量说明中赋初值（如为gy4赋初 值）的方法外,还可以用赋值语句或输入语句为结构分量赋值

17、的方法：gy3. name = Tom Green;gy3. sex = male;cin gy3. salary;cin gy3. phone;无论采用哪种方法为结构分量赋值,都必须保证类型一致。C+语言还允许直接对结构变量赋值,下面的赋值语句也是允许的：gyl = gy4;gy3 = gy4;一般,数组变量不能这样直接赋值。3,结构数组结构类型的数据也可以组成数组,称为结构数组。结构数组在许多实际应用问题 中的采用非常普遍,例如,通讯录,学生成绩单,商业销售记录,人事档案,资 料登记表等等。下面的结构数组是个公司的雇员档案:struct Employee char name20;enum

18、male, femalesex;float salary;char phone11;）；Employee efile100;数组的每个分量是一个雇员的档案数据。课题05:函数、教学目标:1 .了解函数的作用、意义2 .掌握函数的说明、调用、返回3 .掌握函数的使用方法二、教学重点:1 .函数的说明2 .函数的调用三、教学难点:1.函数返回四、课时安排：2节课五、教具准备：多媒体教室六、教学方法:讲授七、教学过程:（一）、复习导入函数概念是C+语言中最重要的概念之一,函数设计是程序设计的主要部分 或实质部分。函数在C+程序设计中的意义体现在四个方面。（1）从历史上说,函数的思想来源于子程序,（如

19、BASIC语言中的子程序）， 把程序中反复出现的相同或相近的程序改写成子程序，可以大大缩短程序的长 度。函数实际上是参数化的子程序。（2）从结构化程序设计（SP）的观点来看,函数绝不仅仅是为了缩短程序长度， 更重要的是通过函数设计,可以把整个程序要完成的整体的复杂的计算任务,分 解为个个较小的,相对简单的子任务。这种模块化的程序易设计，易阅读,易 调试,易维护,较少出错。（3）从运算的角度说,函数就是C+语言提供的由用户定义的运算。运算符是 系统提供的运算,而函数是由用户自己定义的运算。（4）作为面向对象程序设计（OOP）语言的C+,以类为核心,类由数据和方 法组成,方法就是对数据的运算和处理

20、,亦即类的函数成员。故函数设计同样是 OOP的重要组成部分。（二）、讲授新课1、函数的说明C+程序允许两种函数说明语句的形式,我们把它们分别称为函数原型（或函数声明）和函数定义。1.函数原型函数原型（亦称函数声明）用来指出函数的名称，类型和参数，其格式为:属性说明类型函数名（参数表）；例如:int add （int a, int b）;inline void swap （float & s, float & t）;void print （char *）；属卷傀明:可缺省,般可以是下面的关键字之一:inline, static, virtual,friend 等。inline表示该函数为内联函数

21、;static表示该函数为静态函数;virtual表示该函数为虚函数:friend表示该函数为某类（class）的友元函数。其含义的细节在后面有关章节介绍。费型:指函数的返I可类型。C+语言规定除了特别情形（main （）函数和类的构造函数, 析构函数）之外,所有函数都必须在说明中指出返回类型。个函数可能有多个结果, 不一定都用返回值的方式输出（还可通过全局变量,引用参数和指针等方式传出）计算 结果，但函数调用作为一个表达式，该表达式的值则只能是函数的返回值。故名:个标识符。叁琳事:它可能为空,void或类型参数名,类型参数名的 形式。例如:main()print(void)cuberoot(

22、float x)add(int a,int b)其中，函数原型中的参数表可忽略参数名,如:int add(int, int)void swap(float &, float &)它们与函数原型int add (int a, int b); void swap (float & s, float & t):是等价的，事实上在编译时，函数原型中的参数名是被忽略的,后者的参数表中的符 号、&、表示该参数为引用型参数，用以区别于一般的赋值型参数，其用法在下面 介绍。2,备做定义函数定义与函数原型的主要区别是它还包括函数体,其格式为：属性说明类型函数名(参数表)函数体属性说明,返回类型，函数名与函数原型

23、一致,参数表中不可省略参数名。政体:由和括起来的复合语句即程序块。program5_!的最后12行就是个函数定义。从函数说明语句的介绍,我们可以看到程 序中各种语句的分类(说明语句,表达式语句,控制语句和复合语句)并不是个简单 的划分概念。函数定义本身是种说明语句,但其函数体则是个复合语句。而在函数 体内部又可能包含说明语句,表达式语句,控制语句和复合语句。总之,这种分类和区分是明确的,但它们之间又有互相包含的关系。2、函数调用函数调用是已定义函数的一次实际运行,(与某类型的个变量和后文中某类 的个对象类似),函数调用是函数定义的个“实例”。函数说明中的参数称为砂式麻(形参),函数调用中的参数

24、称为窕呼参政(实参)， 函数调用一般出现在表达式中或独立形成一个函数调用语句，例如：xr=cuberoot (-q/2+a) -Fcuberoot (-q / 2-a)；swap (a, b)；函数调用的两要素是函数名和实参表：函数名(实参表)实参表中的参数的类型、个数、顺序必须与函数说明的参数表(形参表)相一致。 赋值型的实参可以是一个表达式。在上节program5_l的main()中两次出现函数 cuberoot(x)调用,其具体的调用实施过程如下:(1)根据调用语句中的函数名(cuberoot)在整个程序中搜索同名函数定义;(2)对实参数的参数个数，类型,顺序进行核对,判定是否与函数定义

25、中的形参表对应 一致，在上例中只有一个浮点型参数;(3)根据参数的类型(值参数或引用参数)进行值参数的值传递或引用参数的换名,在 上例中即是要把实参表达式的值计算出来赋给形参X;(4)运行函数体代码;(5)返回调用点，并返回所要求的函数值，即返回计算结果croot的值。3、函数的返回函数的返回完成两项任务:(1)把运行控制从函数体返回到函数调用点。在上例中就是在计算cuberoot(-q/2+a)之后再返回到语句xr = cuberoot () + cuberoot ()的计算过程中。(2)根据返回值要求,返回所需要的数据值。函数的返回值有下面几种情形:1 .但)void 1型如果函数无值返回

26、,应说明为void类型。例如:void print ( ) coutb) return a; return b;inline float ABS (float a) return ( a=0)? a: 0-a; inline float PERCENT (float a, float b) return 100.0 * a/ b;inline void SWAP (int a, int b) int t; t=a; a=b; b=t; return;inline bool ISODD (int x) return (x %2 = = 1)?1:0; )对应的宏定义为:# define MAX

27、(a,b) (ab)? a: b)/Z 求较大者# define ABS (a) (a=0)? a: 0-a)/Z 求绝对值# define PERCENT (a,b) (100.0 * a / b ) 求百分比# define SWAP (t, a, b) int t=a; a=b; b=t; /Z 交换a,b 的值# define ISODD (x) (x %2 = = 1) 1:0)/ 判断x 是否为奇数虽然这些带参数的宏定义的功能与对应的内联函数基本一致,但仍然是有差别 的,宏定义中的参数和计算结果没有类型说明,编译时不可能进行类型检査,是 不安全的,更无法区分赋值参数和引用参数,很容

28、易出错。因此,C+语言的编 程中,当某段计算短小而又经常被重复时,建议采用内联函数，少用宏定义实现。2,函数嵌套个函数的函数体中包含个或多个函数调用语句,即称为函数嵌套。嵌套 的含义是,如果函数A要调用函数B,也就是说,函数A的定义要依赖于函数 B的定义。因此函数B的定义或函数B的原型必须出现在函数A的定义语句 之前。为了保证返回后继续正常运行，函数调用过程开始时需要做更多的事情: 1)建立被调用函数的栈空间;2)保存调用函数的运行状态和返回地址;3)传递参数;4)把程序控制转交给被调用函数。3、政的連先递归函数的设计在程序设计中占有重要的地位。函数A在其函数体中直接包含它自己的调用语句,这种调用称为直接递归调用, 函数A称为(直接)递归函数。函数A在其函数体中间接地包含对它自己的调 用,例如A调用函数B,但函数B又调用函数A,则函数A称为(间接)递归 函数。下面是一个(直接)递归函数的例子:floa