高级语言程序设计（2020-2021-2）

雷小锋

目录

  • 1 C++语言导论
    • 1.1 C++语言与问题求解
    • 1.2 人类如何求解问题
      • 1.2.1 过程化思维
      • 1.2.2 面向对象思维
      • 1.2.3 泛型思维
    • 1.3 计算机的工作原理
      • 1.3.1 计算机组成
      • 1.3.2 计算机如何执行程序
      • 1.3.3 计算机如何存储程序和数据
      • 1.3.4 关于存储的约定
    • 1.4 从人机需求到计算机语言
      • 1.4.1 机器语言（只考虑计算机的需求）
      • 1.4.2 汇编语言（考虑一点点人的需求）
      • 1.4.3 高级语言（兼顾人机需求）
    • 1.5 从人机需求到C++语言
      • 1.5.1 过程化编程
      • 1.5.2 面向对象编程
      • 1.5.3 泛型编程
  • 2 动手写个小程序
    • 2.1 求解素数判断问题
    • 2.2 程序的一般结构
    • 2.3 程序的编译和链接
    • 2.4 C++程序是字符序列
    • 2.5 C++程序是单词序列
    • 2.6 C++程序是语句序列
    • 2.7 C++程序是函数集合
    • 2.8 C++程序是文件集合
  • 3 C++过程化编程
    • 3.1 过程化编程的主要工作
    • 3.2 描述简单数据
      • 3.2.1 C++语言的数据类型
        • 3.2.1.1 C++语言的内置数据类型
        • 3.2.1.2 C++语言的复合数据类型
        • 3.2.1.3 定义自己的数据类型
      • 3.2.2 描述字面量
      • 3.2.3 描述变量
    • 3.3 描述数据处理过程
      • 3.3.1 数据的基本运算处理
      • 3.3.2 控制数据处理流程
      • 3.3.3 流程控制实验练习
      • 3.3.4 输入输出处理
        • 3.3.4.1 键盘输入
        • 3.3.4.2 屏幕输出
        • 3.3.4.3 控制输入输出格式
        • 3.3.4.4 文件输入输出处理
    • 3.4 制造数据处理机器：函数
      • 3.4.1 定义函数
      • 3.4.2 调用函数
      • 3.4.3 函数调用的形参生成
      • 3.4.4 函数嵌套和递归调用
      • 3.4.5 函数内联
      • 3.4.6 函数重载
      • 3.4.7 函数的默认形参值
    • 3.5 结构化编程与程序组织
      • 3.5.1 函数声明的组织方式
      • 3.5.2 程序的多文件组织
      • 3.5.3 作用域和生存期
        • 3.5.3.1 作用域
        • 3.5.3.2 生存期
      • 3.5.4 函数和变量的共享：链接性
      • 3.5.5 名字空间域
    • 3.6 描述复杂数据：复合数据类型
      • 3.6.1 常变量
      • 3.6.2 数组变量
      • 3.6.3 指针变量
        • 3.6.3.1 定义指针变量
        • 3.6.3.2 访问指针变量
        • 3.6.3.3 指针与动态变量
        • 3.6.3.4 动态数组
      • 3.6.4 描述字符串变量
      • 3.6.5 引用：给变量取个别名
      • 3.6.6 嵌套复合的数据类型
        • 3.6.6.1 常量数组与枚举类型
        • 3.6.6.2 指针数组与数组指针
        • 3.6.6.3 常量指针与指针常量
        • 3.6.6.4 多维数组和多级指针
        • 3.6.6.5 常变量、指针、数组的引用
        • 3.6.6.6 简化嵌套复合声明：typedef
      • 3.6.7 复合数据类型与函数
        • 3.6.7.1 数组与函数
        • 3.6.7.2 指针与函数
        • 3.6.7.3 引用与函数
  • 4 面向对象编程
    • 4.1 面向对象编程的主要工作
    • 4.2 描述需要什么样的对象
      • 4.2.1 定义类
      • 4.2.2 产生对象
      • 4.2.3 访问对象的成员
      • 4.2.4 描述对象的成员
    • 4.3 约定对象生死时刻的行为
      • 4.3.1 必须编写析构函数
      • 4.3.2 浅拷贝和深拷贝
      • 4.3.3 构造和析构函数的调用时机
    • 4.4 约定对象运算的行为
      • 4.4.1 友元函数和友元类
      • 4.4.2 两种重载操作符的方式比较
      • 4.4.3 重载赋值运算符
      • 4.4.4 深拷贝的赋值运算符
    • 4.5 约定类成员的常量性
      • 4.5.1 常量数据成员
      • 4.5.2 常成员函数
      • 4.5.3 常对象和常成员函数
      • 4.5.4 mutable成员
      • 4.5.5 volatile成员
    • 4.6 约定类成员的静态性
      • 4.6.1 静态数据成员
      • 4.6.2 静态成员函数
      • 4.6.3 const和static成员小结
    • 4.7 对象组合
    • 4.8 对象继承与派生
      • 4.8.1 选择继承方式
      • 4.8.2 改造基类成员
      • 4.8.3 重写构造和析构函数
      • 4.8.4 派生类与基类的赋值兼容
        • 4.8.4.1 派生类对象与基类对象的兼容性
        • 4.8.4.2 派生类对象与基类引用/指针的兼容性
        • 4.8.4.3 针对基类引用/指针进行通用编程
    • 4.9 对象行为的多态：重载和虚函数
      • 4.9.1 编译期多态：重载
      • 4.9.2 运行期多态：虚函数
        • 4.9.2.1 在类层次中定义虚函数
        • 4.9.2.2 使用虚函数实现通用输出操作符
        • 4.9.2.3 虚函数运行期绑定原理
        • 4.9.2.4 运行期绑定的优势与不足
        • 4.9.2.5 虚析构函数
        • 4.9.2.6 不产生对象的类：抽象类
        • 4.9.2.7 只有纯虚函数的类：接口类
    • 4.10 运行期类型识别RTTI
    • 4.11 异常处理机制
  • 5 泛型编程
从人机需求到计算机语言

计算机语言需要满足人和计算机的需求。

（1）计算机语言应该能够反映人类的思维模式，让我们能够方便自然地描述问题求解思路；

（2）计算机语言必须为计算机理解和执行程序提供必要的信息。