第1章  綜合實踐的需求和目標 1
1.1  理論要點 1
1.1.1  新工科教育需求 1
1.1.2  職業崗位要求 2
1.1.3  綜合實踐目標 3
1.1.4  目標達成方式 3
1.2  案例解析 4
1.3  實踐運用 7
1.3.1  基礎練習 7
1.3.2  綜合練習 8
第2章  結構化設計 9
2.1  理論要點 9
2.1.1  語言基礎知識 9
2.1.2  代碼規範方法 12
2.1.3  結構化程序設計方法 14
2.2  案例解析 16
2.2.1  順序結構 16
2.2.2  循環結構 18
2.2.3  分支結構 19
2.2.4  簡單應用 23
2.3  實踐運用 26
2.3.1  基礎練習 26
2.3.2  綜合練習 26
第3章  迭代編程實現 27
3.1  理論要點 27
3.1.1  迭代編程思想 28
3.1.2  程序排錯方法 28
3.1.3  指針與數組 30
3.1.4  函數實現方式 30
3.2  案例解析 32
3.2.1  輸出字母 32
3.2.2  超市計費 35
3.3  實踐運用 42
3.3.1  基礎練習 42
3.3.2  綜合練習 42
第4章  結構體數組的基本應用 43
4.1  理論要點 43
4.1.1  常用數據結構 43
4.1.2  結構體數組 44
4.1.3  文件讀寫操作 47
4.1.4  查找與排序 48
4.2  案例解析 49
4.2.1  搭建初始框架 51
4.2.2  實現數據存取 55
4.2.3  完成查找刪除 58
4.2.4  支撐排序新增 63
4.3  實踐運用 70
4.3.1  基礎練習 70
4.3.2  綜合練習 71
第5章  軟件繫統的開發流程 73
5.1  理論要點 73
5.1.1  軟件開發 73
5.1.2  排序算法 76
5.1.3  查詢方式 78
5.2  案例解析 79
5.2.1  繫統要求 79
5.2.2  需求分析 79
5.2.3  總體設計 79
5.2.4  詳細設計 83
5.2.5  編碼與測試 84
5.3  實踐運用 117
5.3.1  基礎練習 117
5.3.2  綜合練習 117
第6章  順序表的基本應用 121
6.1  理論要點 121
6.1.1  順序表 121
6.1.2  繫統集成 122
6.2  案例解析 125
6.2.1  學生信息管理繫統 125
6.2.2  職工管理繫統 143
6.3  實踐運用 158
6.3.1  基礎練習 158
6.3.2  綜合練習 159
第7章  鏈表的基本應用 162
7.1  理論要點 162
7.1.1  鏈表的特點 162
7.1.2  定義結點 165
7.1.3  建立鏈表 165
7.1.4  插入與刪除 167
7.2  案例解析 168
7.2.1  搭建繫統框架 169
7.2.2  實現創建存取 175
7.2.3  完成基本功能 181
7.3  實踐運用 195
7.3.1  基礎練習 195
7.3.2  綜合練習 197
第8章  順序表類實現面向對像編程 199
8.1  理論要點 199
8.1.1  面向對像編程 199
8.1.2  順序表類 201
8.1.3  C 的輸入/輸出 202
8.1.4  二分查找 203
8.2  案例解析 204
8.2.1  繫統分析 204
8.2.2  完成子繫統 208
8.2.3  提供豐富查詢 225
8.2.4  搭建整體繫統 246
8.3  實踐運用 257
8.3.1  基礎練習 257
8.3.2  綜合練習 257
第9章  鏈表類實現面向對像編程 261
9.1  理論要點 261
9.1.1  鏈表類 261
9.1.2  鏈表排序算法 264
9.1.3  C 的文件讀寫 265
9.2  案例解析 266
9.2.1  繫統分析 266
9.2.2  搭建繫統框架 268
9.2.3  實現數據更新 275
9.2.4  增強健壯性 283
9.2.5  完成管理繫統 294
9.3  實踐運用 304
9.3.1  基礎練習 304
9.3.2  綜合練習 305
附錄 309
參考文獻 310

對分課堂是我2014年開始在復旦大學首先嘗試的一種新型教學模式，對變革傳統課堂教學，提升教學質量，增強學生的學習積極性，有顯著的效果。從那時到現在，我在全國很多教師培訓項目中介紹過對分。
老師是接觸對分較早的一位老師，2016年參與了我在蘇州進行的培訓。他是一位超級認真、對學生極其負責的好老師。但他回去用對分授課一開始並不順利，踫到一些問題，就擱置了。但不用對分，傳統課堂的問題解決不了，梁老師感覺還是需要用對分纔能徹底解決問題。2018年在廈門，他再次參加了對分課堂的培訓，找到了感覺，實踐中獲得了很大的突破。受到鼓舞，2019年，他在北京第三次參加對分課堂培訓，在首期全國高校對分課堂教師發展師研修班又學習了4天。
從此之後，梁老師在對分之路上一路前行。他真誠、用心，講邏輯、講證據，不斷實踐、反復調整，教學效果有極其明顯的提升，學生也非常喜愛他的課堂。2019年開始，他不僅自己用，還大量推廣，完成了數十場對分課堂的培訓和講座，聽眾達到數千人。他親自指導幾十位教師實踐對分課堂，成為對分課堂先鋒教師中的佼佼者。
對分課堂是教學方法，但方法和內容是要緊密融合的，教學內容主要體現在教材上，教材的重要性不言而喻。遺憾的是，我們當前的本科教學相對缺乏優秀的教材，問題十分緊迫、嚴峻。如果遵循西方教材的發展路徑，這個問題需要相當漫長的時間纔有可能得以緩解。對分課堂的出現，帶來了教學模式的變革，也對教材提出了新的要求，有可能創造一套編寫教材的新理念和新方法。
國內教材仿照蘇聯，內容過多、過難、過於學術化，按照學科邏輯編排，需要教師做深度解讀。國外很多優秀教材，內容豐富、圖文並茂，考慮學生的學習過程，適合學生自學。對分課堂是教與學的平衡，所以，適合對分的教材應該是上述兩種教材邏輯的結合。根據這個思路，我提出了“對分教材”的概念。這樣的教材，每個章節都包括三個部分，核心知識、案例素材和學習任務。
梁老師的這本教材，立足對分課堂模式，打破了主要服務於講授的傳統教材，提供了豐富案例素材，在理論要點與案例素材之間形成教學留白，給學生以自主學習的空間，形成探索應用型人纔培養的教材模式。
按照對分教材的要求，本教材每章均包括理論要點、案例解析和實踐運用三個部分，分別提供核心知識、案例素材和學習任務。使用時，教師講授要點，並展示理論在案例中的應用，學生理解理論、研讀案例，進行實踐，然後開展同伴討論，後教師答疑解惑。這樣的教材，讓教師的任務變得清晰明確，與對分流程自然貼合。
隨著新一輪科技革命與產業變革的到來，我國高等學校需要提高工程專業的人纔培養質量，需要變革教學模式，重構教學內容。本書老師多年教學經驗與教學成果的結晶，是綜合實踐類課程中教學內容創新的新探索，價值很大。使用這本教材進行教學，能讓學生更容易掌握編程方法，培育軟件開發的工程思維，形成解決復雜問題的實踐能力。
這本教材開闢了新工科教材建設的新階段，它的意義是極其深遠的。我深信，這本教材將會受到廣大學生的熱烈歡迎。我要衷心感謝梁老師對對分課堂的實踐和推廣，特別是基於對分模式，對程序設計類基礎課程做出巨大貢獻！未來，很多人一定會持有跟我相同的看法。

張學新             
復旦大學心理學教授、對分課堂創始人

課件.zip

前    言
隨著新技術、新產業的發展，工程教育正面臨巨大機遇與挑戰，提升國家硬實力和國際競爭力需要新工科。新工科建設是高等教育主動應對新一輪科技革命與產業變革的戰略行動，對人纔質量的提升提出了更高要求。新工科需要培養大批具有較強行業背景知識、工程實踐能力、勝任行業需求的應用型和技能型人纔。根據新工科的要求，計算機專業的教育需要培養解決復雜工程問題的能力，培養具備工程實踐能力、能滿足社會需求的人纔。
新工科建設面臨的現實問題亟待解決。首先，學生的工程實踐能力不足，與新工科的要求相距甚遠。C/C 語言幾十年來影響深遠，應用非常廣泛，可以用於編寫繫統程序和應用程序，如開發遊戲、服務器、信息安全、多媒體、算法、嵌入式繫統、物聯網和人工智能等應用。C/C 語言能夠訓練良好的邏輯思維，通常作為計算機類專業和理工科專業的入門語言。新工科要求學生能高質量完成C/C 語言項目代碼。但是，學完C/C 語言後，大量的學生仍然不會編寫較為復雜的程序。其次，缺乏合適的新工科教材。新工科要求學生具有組織各種庫函數解決復雜工程問題的能力，C/C 項目綜合實踐中需要用到大量的函數，需要考慮多個程序文件、多個函數之間的交互作用，如何纔能有機組織形成一個完整的工程項目？這是培養學生解決復雜工程問題的良好機會。但是，當前工科教學模式傳統，教學內容落後，缺乏解決這種問題的新工科教材。
作者致力於編寫適用於新工科人纔培養的教材。本書希望在綜合實踐類課程中探索教學內容創新，培養學生能更好地適應未來職業發展、滿足新工科要求。為了培養學生解決復雜問題的編程實踐能力，本書致力於提供更加容易學會編程的路徑，借助簡單的方法形成邏輯思維、工程思維和計算思維。書中主要項目案例是作者近十年參與教學改革的成果，經過多年教學驗證，能有效提升學生的編程實踐能力，具有較強的普適性。
全書共9章，每章均包括理論要點、案例解析和實踐運用。第1章綜合實踐的需求和目標為初學者確定學習目標，第2章結構化設計介紹語言基礎和設計方法，第3章迭代編程實現介紹實現方法，第4章結構體數組的基本應用為初學者提供簡單繫統的實現方法，第5章軟件繫統的開發流程介紹復雜繫統開發方法，第6章順序表的基本應用介紹通用繫統集成方法，第7章鏈表的基本應用介紹鏈表實現方法，第8章順序表類實現面向對像編程介紹復雜繫統集成方法，第9章鏈表類實現面向對像編程介紹通用鏈表實現方法。附錄A主要介紹專業版代碼規範和企業級代碼規範，附錄B主要介紹軟件開發環境(Dev-C 和Visual Studio 2010)的使用，附錄以二維碼形式出現。
本書主要特點有實踐性、綜合性、工程性和學習性。
個特點是實踐性，強調核心語法，聚焦實踐能力。為了適應新工科對學生應具有解決復雜工程問題能力的要求，全書緊緊圍繞提升學生綜合編程實踐能力的核心目標，重點展示項目的設計和開發過程。首先，強調核心語法知識。為了提升學生的學習信心、減輕學生思想負擔，堅持理論夠用的原則，致力於利用C/C 語言核心知識進行程序設計，書中隻列出常用的知識點。其次，聚焦實踐能力培養。本書始終堅持把實踐應用放在位，通過知識的實踐應用，培養學生項目實踐的能力。初學者要把學習編程語言的焦點集中在編程實踐上，落實“做中學”的學習理念，多用多實踐，不死摳語法，不拘泥於知識細節。
第二個特點是綜合性，突出綜合應用，形成整合能力。首先，以項目為牽引，實現C/C 的數組、函數、指針、結構體、文件和類等大部分知識的整合，突出綜合應用。其次，實現跨課程整合，通過項目形成整合能力。綜合實踐中不僅要用到C/C 的基礎知識，而且還要用到“數據結構”課程中講解的常用數據結構(結構體數組、順序表、鏈表、順序表類和鏈表類)、常用排序算法(直接插入排序、直接選擇排序和冒泡排序)和查找算法(順序查找和二分查找)。此外，還會用到“軟件工程”課程中講解的軟件開發流程知識。
第三個特點是工程性，強化工程思維，培養工匠精神。首先，養成工程思維。全書以項目為核心，使學生掌握良好的工程化方法(軟件設計方法、迭代編程方法、測試方法、排錯方法等)，形成初步的軟件項目思維，具備解決復雜問題的能力。其次，注重工程倫理，培養追求卓越的工匠精神。代碼規範是程序員之間相互交流的重要方式，在編程實踐中需要養成良好的編程習慣，形成工程性編程規範。軟件開發是一個不斷改進的迭代過程，編程需要有追求卓越的工匠精神，纔能為社會提供良好的軟件作品。
第四個特點是學習性，體現對分精神，具有易學習性。首先，體現對分精神，兼顧教與學的平衡。對分課堂是復旦大學張學新教授提出的中國原創教學模式，經過千百位教師實踐，教學效果良好，深受師生歡迎。按照對分課堂教材的編寫要求，每章包括理論要點、案例解析和實踐運用三個部分。理論要點給出本章及後續章節所需要的理論知識概要，書中沒有詳盡闡述知識點，相關細節由學生自己查詢。案例解析提供學習素材，展示理論要點的實際應用。通過實踐運用提供不同的學習任務，實現單項訓練和綜合訓練。其次，具有易學習性。本書從學習者的角度采用逐步迭代的方式講解編程過程，讓學生容易閱讀、容易學習。本書第2~9章采用層層遞進的編寫方式，構建從弱基礎到高水平的編程提升之路，通過循序漸進的項目案例，實現學生對C/C 編程的輕松入門和快速提高。多年教學實踐證明，編程基礎薄弱的學生，隻需要學習第4章案例，采用迭代的方式就能完成數百行代碼的項目，迅速提高實踐能力，收獲滿滿的成就感，提升編程信心。為了便於學習，書中給出了所有案例的完整源代碼以及運行結果圖，供學生閱讀、分析、領悟和超越。
本教材全程邀請“對分課堂”創始人、復旦大學張學新教授作為撰寫指導。全書9章，給出寫作提綱和基本要求。第3、5章編寫，第7、9章由楊永斌編寫，第4章由朱超平編寫，第6章由嚴玥編寫，第1、2章由劉波編寫，第8章和附錄由王田編寫。後統編定稿。寫作過程中校稿和繪圖等方面得到陳海波、陳小容、陳益、汪春峰、黃鑫、徐歡、俞拓城等同學的大力支持，在此特別感謝。
本書受到重慶市大數據智能化類特色專業建設項目(重慶工商大學 計算機特色建設專業〔62011600705〕)重點資助，還受到其他一些項目聯合資助，主要有：中國關心下一代十三五國家規劃重點課題“中國原創教學模式‘對分課堂’教學實踐研究”子課題“對分課堂教學法在計算機程序設計類課程教學研究”(GGWEDU016-G0167)，重慶市教育教學改革研究項目“工程教育專業認證和新工科背景下的計算機類專業人纔培養模式改革與實踐”(203424)和“計算機實驗教學及創新雲桌面的研究與實踐”(213207)，重慶市教育科學規劃課題“‘雙一流’背景下基於SPOC混合教學模式的構建與應用研究”(2018-GX-023)，重慶工商大學教改項目“新工科背景下程序設計類課程‘對分課堂’教學模式的實踐與探索”(2019310)和“高級程序設計(C&C )”(204024)，在此一並致謝。
本書所有代碼在Visual Studio 2010開發環境下通過測試，並盡量做到代碼縮進4個空運算符前後各空一格。盡管本書基於多年的教學實踐，歷經數月的編寫和反復校對，但是由於作者水平有限，仍有可能存在不足，懇請讀者批評指正，以便修改。本書提供PPT課件、案例源代碼、視頻和附錄等電子資源，以方便教學和學習，需要時可聯繫出版社或者本人。

重慶工商大學