計算機程序設計基礎_精講多練CC++_第3章匯報人：AA2024-01-14contents目錄程序設計基本概念C/C語言基礎數據結構與算法基礎文件操作與異常處理面向對象程序設計基礎綜合案例分析與實戰演練01程序設計基本概念是一組按照特定語法規則編寫的、能夠被計算機執行的指令序列，用于解決特定問題或完成特定任務。是解決特定問題或完成特定任務的一種明確、有限、有效的計算步驟或方法。算法是程序設計的核心，直接影響程序的效率和質量。程序與算法算法程序是編程語言中用于定義數據種類的一種抽象概念，它規定了數據的存儲方式、取值范圍以及可以進行的操作等。常見的數據類型包括整型、浮點型、字符型、布爾型等。數據類型是用于存儲數據的一種標識符，它代表了內存中的一個存儲單元。在程序中，可以通過變量名來訪問和操作該存儲單元中的數據。變量數據類型與變量運算符是用于進行各種運算的符號，如算術運算符、關系運算符、邏輯運算符等。不同的運算符具有不同的優先級和結合性，需要按照相應的規則進行使用。表達式是由常量、變量、運算符和括號等組成的具有計算功能的語句。表達式的計算結果可以賦值給變量，也可以作為其他操作的參數。運算符與表達式程序設計風格是指程序員在編寫程序時所采用的書寫習慣和排版方式，包括縮進、空格、注釋等。良好的程序設計風格可以提高程序的可讀性和可維護性。程序設計規范是指在進行程序設計時應遵循的一些基本原則和約定，如命名規范、函數設計原則、錯誤處理機制等。遵循這些規范可以提高程序的質量和可重用性。程序設計風格與規范02C/C語言基礎C/C語言的歷史與發展C語言起源于1970年代，由DennisRitchie開發，用于編寫UNIX操作系統。C是C語言的擴展，由BjarneStroustrup于1980年代開發，增加了面向對象編程的特性。C/C語言的特點C/C語言具有高效、靈活、可移植性強等特點。它們可以直接訪問內存，支持指針操作，具有強大的數據處理能力。同時，C還支持面向對象編程，可以更方便地組織和管理代碼。C/C語言的應用領域C/C語言廣泛應用于操作系統、嵌入式系統、游戲開發、圖形圖像處理、網絡通信等領域。C/C語言概述標準輸入輸出庫C/C語言提供了標準輸入輸出庫，包括printf、scanf、cout、cin等函數和對象，用于實現基本的數據輸入輸出功能。文件輸入輸出C/C語言支持文件輸入輸出操作，可以使用fopen、fclose、fread、fwrite等函數進行文件的打開、關閉、讀取和寫入。錯誤處理在進行輸入輸出操作時，需要注意錯誤處理，例如檢查文件是否成功打開、讀取數據是否成功等?；据斎胼敵龊瘮淀樞蚪Y構是最簡單的控制結構，按照代碼的先后順序依次執行。順序結構選擇結構根據條件判斷的結果選擇不同的執行路徑，包括if語句和switch語句。選擇結構循環結構用于重復執行一段代碼，直到滿足某個條件為止。C/C語言提供了for循環、while循環和do-while循環三種循環結構。循環結構控制結構可以嵌套使用，實現更復雜的程序邏輯?？刂平Y構的嵌套控制結構函數與模塊化設計函數定義與調用函數是一段可重用的代碼塊，用于實現特定的功能。在C/C語言中，可以使用函數定義和函數調用的方式實現代碼的模塊化。函數參數與返回值函數可以接受參數并返回結果。通過函數參數和返回值，可以實現函數之間的數據傳輸和交互。局部變量與全局變量在函數中定義的變量稱為局部變量，只在函數內部有效。在函數外部定義的變量稱為全局變量，可以在整個程序中訪問。模塊化設計的優點模塊化設計可以提高代碼的可讀性、可維護性和可重用性。通過將功能劃分為不同的模塊，可以降低代碼的復雜性，提高開發效率。03數據結構與算法基礎數組是一種線性數據結構，用于存儲相同類型的元素。在C中，可以通過指定元素類型和數組大小來定義數組，并進行初始化。數組定義與初始化字符串是一種特殊的數組，用于存儲字符序列。C標準庫提供了豐富的字符串操作函數，如連接、比較、查找、替換等。字符串操作常見的字符串處理算法包括KMP算法、Boyer-Moore算法等，用于實現高效的字符串匹配和搜索。字符串處理算法數組與字符串指針概念與操作引用概念與使用指針與數組關系指針與引用指針是一種特殊的變量，用于存儲內存地址。通過指針可以間接訪問和操作內存中的數據。C中提供了指針的聲明、賦值、解引用等操作。引用是已存在變量的別名，與原變量共享同一塊內存地址。使用引用可以避免數據的拷貝，提高程序效率。指針與數組密切相關，數組名可以隱式轉換為指向數組首元素的指針。通過指針可以遍歷和操作數組中的元素。結構體是一種用戶自定義的數據類型，可以包含多個不同類型的成員變量。在C中，可以通過struct關鍵字定義結構體，并進行初始化。結構體定義與初始化聯合體是一種特殊的數據結構，允許在相同的內存位置存儲不同的數據類型。使用聯合體可以節省內存空間，但需要注意數據類型的轉換和訪問。聯合體概念與使用結構體和聯合體的主要區別在于內存分配方式。結構體為每個成員變量分配獨立的內存空間，而聯合體則共享同一塊內存空間。結構體與聯合體的區別結構體與聯合體排序算法常見的排序算法包括冒泡排序、選擇排序、插入排序、快速排序等。這些算法的時間復雜度和空間復雜度各不相同，需要根據實際需求選擇合適的算法。查找算法查找算法用于在數據集合中查找指定元素。常見的查找算法包括線性查找、二分查找等。線性查找適用于無序集合，而二分查找適用于有序集合。圖論算法圖論算法是解決圖相關問題的有效方法。常見的圖論算法包括深度優先搜索（DFS）、廣度優先搜索（BFS）、最短路徑算法（如Dijkstra算法）等。這些算法可以應用于網絡路由、社交網絡分析等領域。010203常用算法及實現04文件操作與異常處理文件操作概念文件操作是指通過編程語言對計算機中的文件進行創建、打開、讀寫、關閉等操作。文件類型根據數據的組織形式，文件可分為文本文件和二進制文件。文件指針文件指針是一個指向文件的指針變量，通過文件指針可以訪問文件中的數據。文件操作概述在讀寫文件之前，需要先打開文件，可以使用編程語言提供的文件操作函數或類來打開文件。打開文件讀取文件寫入文件關閉文件讀取文件是指從文件中讀取數據，可以使用相應的讀取函數或操作符來實現。寫入文件是指向文件中寫入數據，可以使用相應的寫入函數或操作符來實現。在完成對文件的讀寫操作后，需要關閉文件以釋放資源。文件讀寫操作異常處理異常處理是指當異常發生時，程序能夠捕獲異常并執行相應的處理代碼，以保證程序的穩定性和可靠性。異常類型根據異常的性質和來源，異常可分為系統異常、自定義異常等。異常概念異常是指在程序運行過程中發生的非正常事件，如除以零、數組越界等。異常處理機制錯誤預防錯誤檢測錯誤處理錯誤恢復錯誤處理策略通過編程規范、代碼審查等手段預防錯誤的發生。通過異常處理機制、日志記錄等手段處理錯誤，保證程序的穩定性和可靠性。通過單元測試、集成測試等手段檢測錯誤的存在。通過備份恢復、容錯機制等手段恢復程序運行，減少錯誤對程序的影響。05面向對象程序設計基礎面向對象程序設計（Object-OrientedProgramming，OOP）是一種編程范式或編程風格，它以類或對象為設計核心，將數據與操作數據的方法結合在一起，以提高軟件的可重用性、靈活性和可維護性。OOP的主要概念包括類、對象、封裝、繼承、多態等。面向對象程序設計概述類與對象定義及訪問控制類（Class）是面向對象程序設計的基礎，它是一種用戶自定義的數據類型，用于描述具有相同屬性和方法的對象的集合。類定義了對象的結構和行為。02對象（Object）是類的實例，它具有類所描述的屬性和方法。對象是程序運行時的實體，可以與其他對象進行交互。03訪問控制（AccessControl）是指對類中的屬性和方法進行訪問權限的控制，包括公有（public）、私有（private）、保護（protected）等訪問級別。01繼承（Inheritance）是面向對象程序設計中的一個重要特性，它允許一個新類繼承已有類的屬性和方法，從而實現代碼的復用和擴展。多態（Polymorphism）是指允許使用父類類型的指針或引用來引用子類的對象，并在運行時根據實際對象的類型來調用相應的方法。多態是實現面向對象程序設計靈活性的關鍵。封裝（Encapsulation）是指將對象的屬性和方法封裝在類中，隱藏內部實現細節，只對外提供必要的接口。封裝可以提高軟件的可維護性和安全性。繼承、多態和封裝等特性介紹設計模式（DesignPattern）是在軟件設計中經常遇到的一些問題的解決方案。它描述了在特定環境下如何設計優雅的解決方案。常見的設計模式包括單例模式、工廠模式、觀察者模式、策略模式等。使用設計模式可以提高軟件的可重用性、可維護性和可擴展性，降低軟件開發的復雜度。常用設計模式簡介06綜合案例分析與實戰演練案例一：簡單計算器設計實現確定計算器應具備的基本功能，如加、減、乘、除等。采用面向對象的設計方法，定義計算器類，并實現相應的運算方法。編寫代碼實現計算器類及其方法，創建對象進行測試。增加高級運算功能，如求平方、開方、階乘等。需求分析設計思路實現過程拓展功能確定系統應具備的功能，如添加、刪除、修改、查詢學生信息等。需求分析采用面向對象的設計方法，定義學生類和管理系統類，并實現相應的操作方法。設計思路編寫代碼實現學生類和管理系統類及其方法，創建對象進行測試。實現過程增加排序、統計等高級功能，提高系統的實用性。拓展功能案例二：學生信息管理系統設計實現需求分析確定游戲的基本規則，如蛇的移動、食物的生成、游戲結束條件等。設計思路采用面向對象的設計方法，定義蛇類、食物類和游戲類，并實現相應的邏輯處理。實現過程編寫代碼