程序設計基礎及應用（C&C++語言 ）（第2版）

目錄

第1章計算機語言程序設計概述1

1.1程序設計語言發展1

1.1.1機器語言到高級語言1

1.1.2高級語言翻譯成機器語言2

1.2C&C++語言概述3

1.2.1C&C++語言的發展3

1.2.2C&C++語言的特點3

1.3算法簡介3

1.3.1算法的特點與描述3

1.3.2算法的評價5

1.3.3數據結構與算法“一題多解”6

1.4三大程序設計思想7

1.4.1面向過程程序設計7

1.4.2面向對象程序設計8

1.4.3函數式程序設計8

1.5認識C&C++源程序8

1.5.1程序示例8

1.5.2程序代碼說明10

1.6C&C++開發環境13

1.6.1常用的編譯器及IDE13

1.6.2AI助力編程14

1.7實用知識： 常見的編譯和運行錯誤14

1.7.1常見的編譯錯誤14

1.7.2常見的運行錯誤15

1.8練習與思考16

第2章順序結構與數學表達式18

2.1順序結構18〖3〗程序設計基礎及應用（C&C++語言）第2版目錄〖3〗2.2基本數據類型與變量19

2.2.1基本數據類型簡介19

2.2.2變量與內存的關系19

2.2.3變量定義與初始化20

2.2.4賦值運算符與自增/自減運算符20

2.2.5陷阱： 變量定義與賦值的常見問題22

2.3常量24

2.3.1字面常量24

2.3.2符號常量25

2.3.3#define宏定義26

2.3.4sizeof運算符28

2.4數學運算符與表達式28

2.4.1算術運算符28

2.4.2算術表達式及優先級29

2.4.3復合賦值運算符29

2.4.4逗號運算符29

2.4.5陷阱： 算術運算的常見問題30

2.5位運算符和表達式31

2.5.1位運算符及功能31

2.5.2位運算的應用32

2.6類型轉換33

2.6.1隱式類型轉換33

2.6.2顯式類型轉換33

2.6.3C++的類型推導34

2.7輸入與輸出34

2.7.1C++的cin和cout35

2.7.2庫函數scanf和printf38

2.7.3C++20的format格式化40

2.7.4一個字符的輸入與輸出41

2.8實用知識： 常用的數學庫函數42

2.8.1歐氏距離計算兩個坐標點距離42

2.8.2半正矢法計算兩個經緯度點的距離43

2.9簡單程序算法及應用44

2.9.1交換兩個整數的值44

2.9.2字母加密45

2.10練習與思考46

第3章選擇結構及相關表達式48

3.1選擇結構48

3.2關系運算符和關系表達式49

3.2.1關系運算符49

3.2.2關系表達式及應用49

3.2.3陷阱： 關系表達式的常見問題50

3.3邏輯運算符和邏輯表達式50

3.3.1邏輯運算符50

3.3.2邏輯表達式及應用51

3.4if語句52

3.4.1標準if…else…語句52

3.4.2簡單的if語句53

3.4.3復雜的if…else if…else語句53

3.4.4if語句的嵌套55

3.4.5條件運算符及條件表達式55

3.5switch語句56

3.5.1switch語句實現多分支結構56

3.5.2break語句的合理使用57

3.5.3if與switch的混用57

3.6實用知識： 通用工具函數58

3.6.1生成隨機數函數58

3.6.2進程控制函數59

3.7選擇結構算法及應用60

3.7.1判斷整數m是否能被n整除60

3.7.2大寫字母轉換成小寫字母60

3.7.3簡單的四則運算器61

3.8練習與思考62

第4章自定義函數與封裝66

4.1函數與結構化程序設計66

4.2自定義函數的聲明與定義68

4.2.1函數的聲明68

4.2.2函數的定義69

4.2.3函數返回值70

4.2.4陷阱： 函數定義的常見問題71

4.3函數的調用72

4.3.1函數調用的格式72

4.3.2陷阱： 函數調用的常見問題73

4.3.3函數的嵌套調用74

4.3.4調用內聯函數76

4.4函數的參數傳遞76

4.4.1參數的值傳遞76

4.4.2C++的引用傳遞77

4.4.3const修飾引用形參79

4.5變量的作用域與生存期79

4.5.1局部變量的作用域與生存期79

4.5.2全局變量的作用域與生存期80

4.5.3靜態變量的作用域與生存期81

4.6C++的函數重載與默認參數82

4.6.1C++的函數重載82

4.6.2C++的默認參數83

4.6.3陷阱： 函數重載的二義性84

4.7遞歸思想——遞歸函數85

4.7.1遞歸函數的定義85

4.7.2遞歸函數的調用過程86

4.7.3遞歸調用中的“棧”88

4.8實用知識： C++函數高級特性88

4.8.1返回類型推導89

4.8.2返回類型後置89

4.8.3匿名函數（Lambda）89

4.9自定義函數的應用90

4.9.1獲得用戶選擇的購物菜單90

4.9.2遞歸求快速冪問題91

4.10練習與思考92

第5章疊代與循環結構95

5.1循環結構95

5.2循環控制語句96

5.2.1while語句96

5.2.2for語句98

5.2.3do…while語句100

5.2.4陷阱： 循環的常見問題101

5.3循環和疊代的提前結束102

5.3.1break語句102

5.3.2continue語句退出疊代104

5.4循環結構的嵌套105

5.4.1循環嵌套的語句105

5.4.2多種循環的優化107

5.5循環與遞歸108

5.6實用知識： 循環讀入與出錯處理110

5.6.1循環讀入直到滿足特定條件110

5.6.2控制多行輸入直到EOF結束110

5.6.3忽略輸入錯誤的輸入控制111

5.7循環結構的算法及應用113

5.7.1數學表達式的求解113

5.7.2多種方法求一組數的平均值114

5.7.3循環執行用戶選擇菜單功能115

5.8練習與思考116

第6章數值型數組與數據處理119

6.1一維數組119

6.1.1一維數組的定義與存儲119

6.1.2數組元素的使用121

6.1.3基於範圍的for循環123

6.2一維數組與指針124

6.2.1指針與指針變量124

6.2.2函數參數的址傳遞126

6.2.3使用指針變量訪問數組128

6.2.4陷阱： 數組越界問題129

6.3一維數組與函數129

6.3.1一維數組作為函數的形參129

6.3.2返回指針的函數133

6.4實用知識： 數據處理的實用算法133

6.4.1中值與方差（標準差）計算134

6.4.2返回數組的最大值/最小值及下標134

6.4.3順序查找與折半查找136

6.4.4冒泡排序與選擇排序137

6.4.5插入與刪除139

6.5二維數組與多維數組141

6.5.1二維數組的定義與存儲141

6.5.2二維數組元素的使用142

6.5.3二維數組與指針143

6.5.4二維數組與函數144

6.5.5多維數組145

6.6指針數組與二級指針145

6.6.1指針數組146

6.6.2二級指針147

6.7數據處理與工程應用147

6.7.1實現購物菜單的結賬子功能147

6.7.2接收不定個數的整數148

6.7.3計算日平均溫度與最大溫差150

6.7.4動態規劃算法應用實例151

6.8練習與思考152

第7章字符型數組與字符串處理155

7.1字符數組的定義與初始化155

7.1.1字符數組的定義155

7.1.2字符數組的初始化156

7.1.3字符數組元素的使用156

7.1.4陷阱： 字符串使用=和==的問題157

7.2字符數組的輸入與輸出157

7.2.1接收一個單詞給字符數組157

7.2.2接收一行句子給字符數組158

7.2.3輸出字符串159

7.2.4陷阱： 混合輸入字符串和數字的問題160

7.3字符數組與函數160

7.3.1字符數組作為函數的形參160

7.3.2數組作為函數的返回值163

7.3.3字符串數組164

7.4字符串與數值型的轉換函數165

7.4.1利用sprintf函數將數值轉換為字符串165

7.4.2利用sscanf 函數將字符串轉換為數值165

7.5實用知識： 字符串處理函數165

7.5.1常用函數166

7.5.2字符或子串查找與替換167

7.5.3字符串分割168

7.5.4內存處理函數168

7.6字符串處理綜合應用169

7.6.1所有單詞首字母大寫169

7.6.2合並兩個有序字符串170

7.6.3身份證號碼是否合法170

7.7練習與思考171

第8章文件與數據處理173

8.1文件概述173

8.1.1文件存儲類型173

8.1.2文件對象173

8.2C++文件打開與關閉174

8.2.1文件的打開174

8.2.2文件的關閉176

8.3C++的文件讀寫176

8.3.1fstream類的常用檢查方法176

8.3.2文本文件的讀寫177

8.3.3二進制文件的讀寫180

8.3.4隨機讀寫181

8.4C語言的文件操作183

8.4.1C語言的文件打開與關閉183

8.4.2C語言的文件讀寫184

8.5實用知識： 帶參數的main函數186

8.6文件應用示例187

8.6.1密碼文件的讀寫187

8.6.2學生成績分段統計效果圖188

8.6.3溫度周報文件的讀寫190

8.7練習與思考190

第9章自定義數據類型192

9.1C++的類與對象192

9.1.1類的定義192

9.1.2創建和使用對象195

9.1.3構造函數和析構函數197

9.1.4對象數組199

9.1.5運算符重載200

9.2C++類的進一步定義202

9.2.1C++類的繼承性202

9.2.2C++類的多態性206

9.2.3命名空間210

9.3typedef類型與using210

9.3.1typedef211

9.3.2using211

9.4結構體211

9.4.1結構體類型的定義211

9.4.2結構體類型變量212

9.4.3結構體類型的數組215

9.5聯合體216

9.5.1聯合體的定義與應用216

9.5.2位段的定義與應用217

9.6枚舉類型218

9.6.1枚舉類型的定義與使用218

9.6.2C++的枚舉類220

9.7實用知識： C++的string類220

9.7.1string類對象的定義220

9.7.2string 類成員函數221

9.7.3string 類的運算符222

9.7.4string類對象的輸入與輸出222

9.7.5string與其他類型轉換223

9.7.6C++正則表達式224

9.8自定義類型的綜合應用226

9.8.1自定義日期類226

9.8.2自定義類型數據的文件讀寫 228

9.9練習與思考229

第10章指針進階應用232

10.1void指針232

10.2函數指針與函數對象233

10.2.1函數指針233

10.2.2函數對象234

10.3動態內存分配與回收235

10.3.1棧內存與堆內存235

 10.3.2在C++中動態分配內存236

10.3.3含有動態內存分配成員的類238

10.3.4malloc與free函數239

10.4C++的智能指針240

10.4.1unique_ptr240

10.4.2shared_ptr240

10.4.3weak_ptr241

10.5鏈式數據結構241

10.5.1單鏈表242

10.5.2單鏈表的訪問243

10.5.3單鏈表結點的插入243

10.5.4單鏈表結點的刪除245

10.6實用知識： 通用算法函數246

10.6.1改變序列的算法247

10.6.2不修改序列的算法247

10.6.3有序範圍的操作249

10.6.4for_each函數249

10.7鏈表與算法的應用250

10.7.1鏈表的應用250

10.7.2算法的應用251

10.8練習與思考252

第11章泛型編程與C++標準模板庫254

11.1模板與泛型編程機制254

11.1.1C++的函數模板254

11.1.2C++中的類模板255

11.1.3C++的可變參數模板256

11.1.4C11的泛型宏257

11.2C++模板類pair與tuple257

11.2.1pair257

11.2.2tuple258

11.2.3比較pair與tuple259

11.3C++ STL組件259

11.3.1容器類型259

11.3.2疊代器260

11.4C++順序容器261

11.4.1array與vector261

11.4.2list與forward_list263

11.5C++關聯容器264

11.5.1set與multiset集合265

11.5.2map與multimap映射265

11.6C++容器適配器266

11.6.1stack266

11.6.2queue與priority_queue266

11.7實用知識： C++數值計算268

11.7.1數值界限268

11.7.2泛型數值計算算法268

11.7.3線性代數運算269

11.8數據處理與統計分析270

11.8.1數據分類匯總及Top n排名270

11.8.2統計頻次最高的前n個單詞271

11.9練習與思考272

第12章軟件工程項目開發應用技術274

12.1程序設計的多文件結構274

12.1.1多文件工程274

12.1.2條件編譯指令276

12.2靜態鏈接庫276

12.2.1創建靜態鏈接庫277

12.2.2部署靜態鏈接庫278

12.3異常處理278

12.4GUI與可視化設計279

12.4.1GUI框架和工具279

12.4.2C++語言的GUI程序279

12.4.3EasyX繪圖實例280

12.5練習與思考282