了得網計算機/網絡_面向對像程序設計教程（C++語言描述）（第3版）-微課版

產品特色

編輯推薦

(1) 以循序漸進、深入淺出的方式引導讀者學習面向對像程序設計的基本思想。
(2) 以面向對像程序設計方法為核心，以C 語言為工具。
(3) 不需要先有扎實的C語言基礎。
(4) 類是構造面向對像程序的。
(5) 每個關鍵概念都配以完整的C 測試實例。
(6) 每章後面配有與教學要求一致的練習題。
(7) 附錄配有與教學要求一致的實驗內容。

內容簡介

本書以面向對像程序設計(ObjectOriented Programming，OOP)方法為核心，並選用C 語言作為工具。
本書濃縮了作者多年來軟件開發經驗和教學實踐體會，圍繞兩條主線進行編寫：一條主線以通俗易懂的語言圍繞類與對像，介紹面向對像程序構造的基本思想；另一主線設計了豐富的實用程序，通過實踐引導讀者快速掌握使用C 語言開發面向對像程序的方法和技巧。力求使讀者不僅會使用C 語言編程，而且可以理解這些機制。本書共分10章，包括面向對像程序設計概論、從C到C 、類與對像、繼承機制、多態性和虛函數、運算符重載、模板、I/O流類庫、異常處理、綜合應用實例等內容。
本書內容安排循序漸進，講解深入淺出，列舉實例豐富、典型。每章提供的二維碼可觀看相應章節的視頻講解，練習題和實驗內容與教學要求一致，並提供全方位的教學資源。
本書是為已有C語言的初步知識，準備進行面向對像程序設計的初學者編寫的，可作為高等院校計算機及相關專業學習面向對像程序設計和C 語言程序設計的教材或參考書，也可供自學者使用。

目錄

第1章面向對像程序設計概論

1.1程序設計方法

1.1.1結構化程序設計方法

1.1.2面向對像程序設計方法

目錄

第1章面向對像程序設計概論

1.1程序設計方法

1.1.1結構化程序設計方法

1.1.2面向對像程序設計方法

1.2面向對像程序設計的基本概念

1.2.1抽像

1.2.2封裝

1.2.3消息

1.2.4繼承

1.2.5多態

1.3面向對像程序設計語言

1.3.1混合型的面向對像程序設計語言C

1.3.2純面向對像程序設計語言Java

1.4C 對面向對像程序設計方法的支持

1.5C 程序的實現

1.5.1Visual C 6.0

1.5.2Visual Studio

習題

第2章從C到C

2.1C 程序基本組成

2.1.1C 程序基本結構

2.1.2C 程序基本組成

2.2簡單的輸入輸出

2.2.1鍵盤輸入

2.2.2屏幕輸出

2.3指針與引用

2.3.1指針

2.3.2引用

2.4函數

2.4.1函數的定義與調用

2.4.2函數原型與帶默認參數的函數

2.4.3函數的參數傳遞

2.4.4內聯函數與重載函數

2.4.5標準庫函數

2.5new和delete運算符

2.6其他若干重要的C 特性

2.6.1符號常量

2.6.2變量的定義

2.6.3強制類型轉換

2.6.4string類型

2.6.5結構

2.7應用實例

2.7.1結構體的定義

2.7.2主要函數的實現

2.7.3程序的主函數

習題

第3章類與對像

3.1類

3.1.1類的定義

3.1.2類成員的訪問控制

3.1.3成員函數的實現

3.2對像

3.2.1對像的聲明

3.2.2對像的創建和銷毀

3.2.3對像成員的訪問

3.3構造函數與析構函數

3.3.1構造函數

3.3.2析構函數

3.3.3拷貝構造函數

3.4this指針

3.5子對像和堆對像

3.5.1子對像

3.5.2堆對像

3.6類的靜態成員

3.6.1靜態數據成員

3.6.2靜態成員函數

3.7

3.7函數

3.7類

3.8應用實例

3.8.1Student類的定義

3.8.2Student類中函數的實現

3.8.3靜態成員的初始化及程序的主函數

習題

第4章繼承機制

4.1基類和派生類

4.1.1繼承和派生的基本概念

4.1.2繼承的種類

4.2單繼承

4.3派生類的訪問控制

4.3.1公有繼承

4.3.2私有繼承

4.3.3保護繼承

4.4多繼承

4.4.1多繼承的定義格式

4.4.2二義性和支配規則

4.4.3虛基類

4.5繼承機制下的構造函數與析構函數

4.5.1繼承機制下構造函數的調用順序

4.5.2派生類構造函數的規則

4.5.3繼承機制下析構函數的調用順序

4.6應用實例

4.6.1保護成員的作用

4.6.2私有繼承

習題

第5章多態性和虛函數

5.1靜態聯編與動態聯編

5.1.1靜態聯編

5.1.2動態聯編

5.2虛函數

5.2.1虛函數的作用

5.2.2虛函數與一般重載函數的區別

5.2.3繼承虛屬性

5.3成員函數中調用虛函數

5.4構造函數和析構函數中調用虛函數

5.5純虛函數和抽像類

5.5.1純虛函數

5.5.2抽像類

5.6虛析構函數

5.6.1虛析構函數的定義與使用

5.6.2虛析構函數的必要性

5.7應用實例

5.7.1類的設計

5.7.2基類Employee的定義

5.7.3兼職技術人員類Technician的定義

5.7.4銷售員類Salesman的定義

5.7.5經理類Manager的定義

5.7.6銷售經理類Salesmanager的定義

5.7.7編號的初始化與主函數

習題

第6章運算符重載

6.1運算符重載的規則

6.1.1運算符重載的規則

6.1.2編譯程序選擇重載運算符的規則

6.2運算符重載的形式

6.2.1用成員函數重載運算符

6.2.函數重載運算符

6.2.3兩種運算符重載形式的比較

6.3單目運算符重載

6.4賦值運算符重載

6.4.1淺拷貝與深拷貝

6.4.2重載賦值運算符的格式

6.4.3重載賦值運算符函數的返回值

6.4.4賦值運算符重載函數與拷貝構造函數的區別

6.5特殊運算符重載

6.5.1“［］”運算符重載

6.5.2“（）”運算符重載

6.6類類型轉換運算符重載

6.6.1基本類型到類類型的轉換

6.6.2類類型到基本類型的轉換

6.7應用實例

習題

第7章模板

7.1模板的概念

7.1.1強類型的嚴格性與靈活性

7.1.2解決衝突的途徑

7.1.3模板的概念

7.2函數模板

7.2.1函數模板的定義

7.2.2函數模板的實例化

7.2.3函數模板的重載

7.3類模板

7.3.1類模板定義

7.3.2類模板的實例化

7.3.3使用函數類型參數的類模板

7.3.4使用默認參數的類模板

7.4標準模板庫STL

7.4.1容器

7.4.2迭代器

7.4.3算法

7.5應用實例

7.5.1通過自定義類模板對雙向鏈表進行基本操作

7.5.2通過STL對雙向鏈表進行基本操作

習題

第8章I/O流類庫

8.1概述

8.1.1流的概念

8.1.2流類庫

8.1.3支持文件的流類

8.2格式化輸入輸出

8.2.1使用ios類的成員函數進行格式控制

8.2.2使用控制符進行格式控制

8.3重載流的插入符和提取符

8.4I/O常用成員函數

8.4.1輸入流的常用成員函數

8.4.2輸出流的常用成員函數

8.5流的錯誤處理

8.5.1I/O流的錯誤狀態字

8.5.2I/O流的狀態函數

8.6文件流操作

8.6.1文件流

8.6.2文件的打開與關閉

8.6.3文件的讀寫

8.7應用實例

8.7.1定義類

8.7.2數據輸入函數

8.7.3數據顯示函數

8.7.4數據查找函數

8.7.5數據插入函數

8.7.6主函數

習題

第9章異常處理

9.1異常處理的基本思想

9.1.1異常處理的概念

9.1.2異常處理的基本思想

9.2異常處理的實現

9.2.1異常處理的語法

9.2.2異常處理的執行過程

9.2.3異常接口聲明

9.2.4標準庫的異常處理

9.3定義自己的異常類

9.4異常的逐層傳遞

9.5異常處理中的構造與析構

9.6應用實例

9.6.1采用自定義異常類

9.6.2采用標準異常類

習題

第10章綜合應用實例

10.1設計任務與要求

10.2程序的總體結構

10.3詳細設計

10.3.1分數類設計

10.3.2異常類設計

10.3.3測試函數設計

10.4程序清單

10.5實例輸出

附錄實驗

實驗1簡單的C 程序（2學時）

實驗2引用與函數（2學時）

實驗3構造函數與析構函數（2學時）

實驗4靜態成（4學時）

實驗5繼承與派生（4學時）

實驗6多態性與虛函數（4學時）

實驗7運算符重載（2學時）

實驗8模板（2學時）

實驗9I/O流（2學時）

實驗10異常處理（2學時）

參考文獻

前言

前言

自從臺計算機誕生以來，程序設計方法與程序設計語言不斷發展。面向對像的程序設計使計算機解決問題的方式更符合人類的思維方式，更能直接地描述客觀世界，通過增加代碼的可重用性、可擴充性和程序自動生成功能來提高編程效率，並且大大減少軟件維護的開銷，從而被越來越多的軟件設計人員所接受。“面向對像”不再是軟件開發中的一個時髦名詞，而是對軟件開發人員的基本要求。面向對像程序設計已經成為程序設計領域的主流技術。
前言

自從臺計算機誕生以來，程序設計方法與程序設計語言不斷發展。面向對像的程序設計使計算機解決問題的方式更符合人類的思維方式，更能直接地描述客觀世界，通過增加代碼的可重用性、可擴充性和程序自動生成功能來提高編程效率，並且大大減少軟件維護的開銷，從而被越來越多的軟件設計人員所接受。“面向對像”不再是軟件開發中的一個時髦名詞，而是對軟件開發人員的基本要求。面向對像程序設計已經成為程序設計領域的主流技術。
目前，在教學實踐中還很難找到一本合適面向對像程序設計的入門教材能夠兼顧到理論應用和編程實踐。我們編寫本書的目的是為了給面向對像程序設計初學者提供一本清晰的入門教材，該教材以面向對像程序設計(ObjectOriented Programming，OOP)方法為核心，並選用C 語言作為工具。本書圍繞兩條主線進行編寫：一條主線以通俗易懂的語言圍繞類與對像，介紹面向對像程序構造的基本思想；另一條主線設計了豐富的實用程序，通過實踐引導學生快速掌握使用C 語言開發面向對像程序的方法和技巧。
本書濃縮了作者多年來軟件開發和教學實踐的經驗和體會，通過多次講授面向對像程序設計，作者能夠深刻理解面向對像程序設計編程的基本學習要求，與其他面向對像程序設計教材相比，本書有以下特色：
(1) 以循序漸進、深入淺出的方式引導讀者學習面向對像程序設計的基本思想。
本書在章節的安排上是由易到難。在講解每章的過程中，盡量用一個實例，從滿足基本要求開始，一步一步融入新的思想和方法。每章後設計了一個應用實例，圍繞一個專用繫統來開發，重點對本章內容進行綜合運用，同時與前面章節相呼應。
為了突出教學重點，本書實例中沒有用到C 語言的復雜結構，這樣既使程序具有可讀性，又避免了喧賓奪主。
(2) 以面向對像程序設計方法為核心，以C 語言為工具。
面向對像程序設計作為一種程序設計方法，應該是獨立於程序設計語言的。本書在講解面向對像程序設計的每一個新機制時，首先介紹為什麼要引入這些機制，然後說明這些機制在C 內部是如何實現的。我們力求使讀者不僅學會使用，而且可以理解這些機制。隻有這樣讀者纔可能很容易地轉向其他程序設計語言。
當然，在面向對像程序設計語言環境中進行程序設計，可以使面向對像思想得到更好的支持。所以，在學習面向對像程序設計的過程中，掌握程序設計語言的特征固然是重要的，但掌握面向對像程序設計思想卻是更本質的要求。
(3) 不需要先有扎實的C語言基礎。
一是C 語言對C語言主要的擴充是引入了面向對像的概念及相應的處理機制。本書第2章介紹了C 語言的新特性，且重點介紹了它在後續章節中要用到的部分。二是沒有設計復雜的算法，這與本書的教學目標是一致的。
(4) 類是構造面向對像程序的。
時下流行的一個觀點是，學習C 應該先從類學起。從第3章開始，書中的實例程序基本上都是由主函數加上類組成的，類是構造面向對像程序的。這樣有助於初學者采用面向對像思維方式而不是傳統結構化的思維方式來解決實際問題，有助於構造良好的程序結構，為日後處理大型程序打好基礎。
(5) 每個關鍵概念都配以完整的C 測試實例。
本書針對所講述的知識點提供便於理解的實例，避免枯燥無味的講解，給讀者以直觀的感受。每章後面提供一個綜合實例，如此環環緊扣，幫助讀者完成從了解、熟練到深入理解的學習過程。為了確保正確性，每個實例均已在Visual C 6.0環境下調試通過。
(6) 每章後面配有與教學要求一致的練習題。
每章後面的練習題內容全面，形式多樣。包括問答題、選擇題、判斷題、分析程序輸出結果題和編程題等。通過這些練習題，讀者可以及時地檢查和考核對本章內容學習和掌握的情況，教師也可以從中選出一些題作為作業題。
(7) 附錄配有與教學要求一致的實驗內容。
安排並指導學生上機實習，對學好本課程具有重要意義。對初學者來說，理解面向對像程序設計的基本思想需要一個循序漸進的過程。所以本書提供的實驗內容既有驗證性的，也有應用性的。每個實驗中除了給出實驗目的、實驗內容外，還要求學生結合實驗結果進行分析和討論。
（8）每章提供了教學視頻。
為了讓讀者更輕松地完成本書的學習，我們精心制作了20小時的微課教學視頻，全程語音講解，讓讀者一學就會。
為方便教師教學和學生學習，我們還編寫了配套的教學用書《面向對像程序設計(C 語言描述)題解及課程設計指導》，並提供書中所有源代碼和課堂教學的課件等資源，構成一個完整的教學繫列。
本書第3章～第10章由馬石安編寫，第1章～第2章以及附錄由魏文平編寫，全書由馬石安統一修改、整理和定稿。

本書介紹

在編寫過程中，本書參考和引用了大量書籍和文獻資料，在此，向被引用文獻的作者及給予本書幫助的所有人士表示衷心感謝，尤其感謝江漢大學領導和同事以及清華大學出版社領導和編輯的大力支持與幫助。
由於作者水平有限，加之時間倉促，書中難免存在缺點與疏漏之處，敬請讀者及同行予以批評指正。

編者
2018年3月

在線試讀

第3章
類與對像

類構成了實現C 面向對像程序設計的基礎。類用來定義對像的屬性和行為，類是C 封裝的。本章將結合實例詳細討論類及對像。

視頻講解

3.1類
C 語言的類就是一種用戶自己定義的數據類型，和其他數據類型不同的是，組成這種類型的不僅可以有數據，而且可以有對數據進行操作的函數。
C 規定，任何數據類型都必須先定義後使用，類也不例外。
3.1.1類的定義
為了在程序中創建對像，必須首先定義類。C 語言用保留字class定義一個類，一般形式為：

class類名

{第3章
類與對像

類構成了實現C 面向對像程序設計的基礎。類用來定義對像的屬性和行為，類是C 封裝的。本章將結合實例詳細討論類及對像。

視頻講解

3.1類
C 語言的類就是一種用戶自己定義的數據類型，和其他數據類型不同的是，組成這種類型的不僅可以有數據，而且可以有對數據進行操作的函數。
C 規定，任何數據類型都必須先定義後使用，類也不例外。
3.1.1類的定義
為了在程序中創建對像，必須首先定義類。C 語言用保留字class定義一個類，一般形式為：

class類名

{

public：

<公有數據和函數>

protected：

<保護數據和函數>

private：

<私有數據和函數>

};
其中，類名必須是一個有效的C 標識符，不能是C 語言的關鍵字，類的名字一般都以大寫字母開始。類所說明的內容以一對花括號括住，構成類體。右花括號後的分號“； ”作為類聲明的結束標志是不能漏掉的。類中定義的數據和函數分別稱為數據成員和成員函數。
數據成員用來描述對像的屬性，可以像聲明普通變量的方式來聲明，並且允許是任何數據類型，包括用戶自定義的類類型(但不允許是當前正在定義的類，除非使用指針形式)。類中數據成員在聲明時不允許初始化。
成員函數用來描述對像的行為，與普通函數一樣，它可以重載，可以使用默認參數，還可以聲明為內聯函數。
3.1.2類成員的訪問控制
關鍵字public、protected和private均用於控制類中成員在程序中的可訪問性。關鍵字public、protected 和private以後的成員的訪問權限分別是公有、保護和私有的。所有成員默認定義為private的，但為了提高程序的可讀性，不主張使用這種默認定義方式。
公有成員定義了類的外部接口。私有成員是被隱藏的數據，隻有該類的成員函函數纔可以引用它。保護成員具有公有成員和私有成員的雙重性質，可以被該類或派生類的成員函函數引用。
關鍵字public、protected和private出現的順序和次數可以是任意的。但初學者應該養成一種良好的習慣，將訪問控制方式相同的成員放在一起，並且先列出public成員，再列出protected和private成員。對一個類的使用者來說，關心的是那些可被訪問的外部接口。
3.1.3成員函數的實現
成員函數的實現，可以放在類體內，見例3.1。也可以放在類體外，但必須在類體內給出原型說明，見例3.2。放在類體內定義的函數被默認為內聯函數，而放在類體外定義的函數是一般函數，如果要定義為內聯函數則需在前面加上關鍵字inline。
與普通函數不同的是，成員函數是屬於某個類的，在類體外定義成員函數的一般形式為：

第
3
章

類與對像

面向對像程序設計教程（C 語言描述）（第3版）——微課版

<返回類型><類名>∷<成員函數名>（<參數說明>）

{

函數體

}
其中“∷”稱為作用域運算符，“<類名>∷”表明其後的成員函數是在這個類中聲明的。在“函數體”中可以直接訪問類中說明的成員，以描述該成員函數對它們所進行的操作。
【例3.1】定義一個點類（Point），示例類體內實現成員函數。

// 程序Li3_1.cpp

// 定義一個點類（Point），示例類體內實現成員函數

#include

using namespace std;

class Point

{

public:

void setxy(int x,int y)

{

X=x;

Y=y;

}

void displayxy()

{

cout<<"("<
}

private:

int X,Y;

};

【例3.2】定義一個點類（Point），示例類體外實現成員函數。

// 程序Li3_2.cpp

// 定義一個點類（Point），示例類體外實現成員函數

// 點類的界面部分

#include

using namespace std;

class Point

{

public:

void setxy(int,int);

void displayxy();

private:

int X,Y;

};

// 點類的實現部分

void Point∷setxy(int x,int y)

{

X=x;

Y=y;

}

void Point∷displayxy()

{

cout<<"("<
}

提示：在一個類的定義中，可以將一部分成員函數的實現放在類體內，將一部分成員函數的實現放在類體外。一般將代碼少的成員函數的實現放在類體內。
為了減少代碼的重復，加快編譯速度，在大型程序設計中，C 的類結構常常被分成兩部分：一部分是類的界面，另一部分是類的實現。在類的界面中僅包括類的所有數據成員以及成員函數的函數原型，放在頭文件中，供所有相關應用程序共享。而對於類的實現，即成員函數實現則放在與頭文件同名的源文件中，便於修改。這種做法還有利於為一個類的同一界面提供不同的內部實現。
【例3.3】按類的界面與類的實現兩部分來重新定義一個點類（Point）。

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