C《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)》第一章.ppt

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1、第一章 程序設(shè)計(jì)方法和C++語言概述,復(fù)習(xí)幾個(gè)概念：程序，指令，語言；補(bǔ)碼 1.1 程序編寫過程 1.2 面向過程的程序設(shè)計(jì) 1.3 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì) 1.4 C++程序設(shè)計(jì)語言的發(fā)展 1.5 程序開發(fā)過程 1.6 簡(jiǎn)單的C++程序,小結(jié),問題,計(jì)算機(jī)程序，指令，語言,計(jì)算機(jī)的工作是用程序來控制的 程序是指令的集合。 指令是計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的命令。不同計(jì)算機(jī)識(shí)別的指令系列稱為計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)。 語言是編寫程序的工具,概念復(fù)習(xí),,計(jì)算機(jī)語言是用來編寫_________的。 程序必須被翻譯為電信號(hào)，計(jì)算機(jī)才能夠支配和處理；編程語言（計(jì)算機(jī)語言）必須實(shí)現(xiàn)翻譯過程。 計(jì)算機(jī)語言和編譯工具屬于_____

2、____。,復(fù)習(xí)1,系統(tǒng)軟件,程序,,計(jì)算機(jī)可以存儲(chǔ)程序指令和數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中存放的形式為：__________。 數(shù)通過___________編碼方式轉(zhuǎn)成二進(jìn)制的形式存放的。 字符通過___________編碼方式轉(zhuǎn)成二進(jìn)制的形式存放的。,復(fù)習(xí)2,二進(jìn)制,補(bǔ)碼,ASCII,,二進(jìn)制數(shù)的編碼表示:補(bǔ)碼,計(jì)算機(jī)中的補(bǔ)碼表示法 負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼由該數(shù)反碼的末位加 1 求得 對(duì)補(bǔ)碼再求補(bǔ)即得到原碼 補(bǔ)碼運(yùn)算規(guī)則 符號(hào)位可作為數(shù)值參加運(yùn)算 減法運(yùn)算可轉(zhuǎn)換為加法運(yùn)算： 加上一個(gè)負(fù)數(shù)等于加上該數(shù)的補(bǔ)碼 補(bǔ)碼運(yùn)算的結(jié)果仍為補(bǔ)碼 運(yùn)算結(jié)果溢出： 負(fù)數(shù)之和得正數(shù)，或正數(shù)之和得負(fù)數(shù),信息的表示與存儲(chǔ),-5 （8位

3、表示） 1000 0101 1111 1010 1111 1011,,信息的表示與存儲(chǔ)練習(xí),(1) 與十進(jìn)制數(shù)127等值的二進(jìn)制數(shù)是 A) 01111111 B) 11101111 C) 01111011 D) 10000000 (2)二進(jìn)制數(shù)01100100轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)是【 】。 A）64 B）63 C）100 D）144 (3)有一個(gè)數(shù)值152，它與十六進(jìn)制6A相等，那么該數(shù)值是【 】。 A)二進(jìn)制數(shù) B)八進(jìn)制數(shù) C)十進(jìn)制數(shù),A,A,B,,,程序編寫過程,程序設(shè)計(jì),用計(jì)算機(jī)解決一個(gè)實(shí)際應(yīng)用問題時(shí)的整個(gè)處理過程稱為程序設(shè)計(jì),,,1.2 面向過程的程序設(shè)計(jì)方法,,,1.

4、2 面向過程的程序設(shè)計(jì),基本結(jié)構(gòu) 1、順序 2、分支 3、循環(huán),,1.2 面向過程的程序設(shè)計(jì),模塊的單入 指的是該模塊被哪些模塊所調(diào)用； 模塊的單出 指的是該模塊調(diào)用了哪些模塊。,,1.2 面向過程的程序設(shè)計(jì),主要思想 自頂向下 逐步求精 一個(gè)計(jì)算機(jī)程序可以看成是由一系列任務(wù)組成 的，任何一項(xiàng)任務(wù)如果過于復(fù)雜就將其分解成一系列較小的子任務(wù)，直至每一項(xiàng)任務(wù)都很小，很容易解決。,,1.2 面向過程的程序設(shè)計(jì),計(jì)算每門課的平均成績(jī),,1.2 面向過程的程序設(shè)計(jì),不足： 1、結(jié)構(gòu)化編程將數(shù)據(jù)和過程相分離； 2、結(jié)構(gòu)化編程對(duì)代碼重用支持不夠。 可重用思想就是創(chuàng)建一些已知屬性的

5、組件，然后插入到自己的程序中。,,1.3 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法,程序設(shè)計(jì)方法的發(fā)展歷程 面向?qū)ο蟮姆椒?封裝：將數(shù)據(jù)及對(duì)數(shù)據(jù)的操作方法封裝在一起，作為一個(gè)相互依存、不可分離的整體對(duì)象。 抽象：對(duì)同類型對(duì)象抽象出其共性，形成類。 消息隱藏：類通過一個(gè)簡(jiǎn)單的外部接口，與外界發(fā)生關(guān)系。 消息傳遞：對(duì)象與對(duì)象之間通過消息進(jìn)行通訊。,面向?qū)ο蟮姆椒?,對(duì)象和類,屬性 (Property) 尺寸、外形、表面、 方法 (Method) 制作、出售、 對(duì)“切”的處理、 事件 (Event) 切、,對(duì)象：一塊蛋糕,類 (Class)：蛋糕類,,面向?qū)ο蟮幕靖拍? 對(duì)象,一般意義上的對(duì)象： 是現(xiàn)實(shí)世

6、界中一個(gè)實(shí)際存在的事物。 可以使有形的（比如一輛汽車），也可以是無形的（比如一項(xiàng)計(jì)劃）。 是構(gòu)成世界的一個(gè)獨(dú)立單位，具有： 靜態(tài)特征(屬性)：可以用某種數(shù)據(jù)來描述 動(dòng)態(tài)特征(操作)：對(duì)象所表現(xiàn)的行為或具有的功能,面向?qū)ο蟮姆椒?,面向?qū)ο蟮幕靖拍? 類,分類人類通常的思維方法 分類所依據(jù)的原則抽象 忽略事物的非本質(zhì)特征，只注意那些與當(dāng)前目標(biāo)有關(guān)的本質(zhì)特征，從而找出事物的共性，把具有共同性質(zhì)的事物劃分為一類，得出一個(gè)抽象的概念。 例如，石頭、樹木、汽車、房屋等都是人們?cè)陂L(zhǎng)期的生產(chǎn)和生活實(shí)踐中抽象出的概念。,面向?qū)ο蟮姆椒?,公孫龍的“白馬非馬”,故事是春秋時(shí)的公孫龍先生說的。 城門上告示：“馬

7、匹不得入城”。公孫龍同志騎白馬而來，遭拒入。公孫龍一臉正色：“告示上寫的是馬，而我騎的是白馬，難道 馬等于 白馬嗎？” 守門士兵覺得白馬還真不是馬，于是放行。 依公孫龍先生的理論認(rèn)為：如果白馬是馬，黑馬也是馬，那么豈不白馬等于黑馬，所以，不能說白馬是馬?！鞍遵R非馬”是中國(guó)哲學(xué)史上的一樁公案。 不過，若是我們從程序的角度上說，可以認(rèn)為：馬在這里表示一種類型，而白馬，黑馬它們的類型都是馬。 白馬，黑馬具有相同的“數(shù)據(jù)類型”，但它們都相對(duì)獨(dú)立的個(gè)體。從這點(diǎn)說，別說有白黑之分，就算同樣是白馬，這一匹和哪一匹白馬，也是相對(duì)獨(dú)立的個(gè)體。 在程序中，“類型”和“變量”的關(guān)系正是“馬”和“白馬”的關(guān)系。 如果

8、C或C++有這種數(shù)據(jù)類型： Horse,那么，定義一匹“白馬”的變量應(yīng)該這樣： Horse AWhiteHorse;,,面向?qū)ο蟮幕靖拍? 繼承(類型關(guān)系),繼承對(duì)于軟件復(fù)用有著重要意義，是面向?qū)ο蠹夹g(shù)能夠提高軟件開發(fā)效率的重要原因之一。 定義：特殊類的對(duì)象擁有其一般類的全部屬性與服務(wù)，稱作特殊類對(duì)一般類的繼承。 例如：將輪船作為一個(gè)一般類，客輪便是一個(gè)特殊類。,面向?qū)ο蟮姆椒?,類的繼承和派生,“蛋糕類”派生“生日蛋糕類”，“蛋糕類”是“生日蛋糕類”的基類，“生日蛋糕類”是“蛋糕類”的派生類 “生日蛋糕類”繼承“蛋糕類”,屬性： 賀詞、 方法 裝飾、,,面向?qū)ο蟮幕靖拍疃鄳B(tài)性,多態(tài)

9、是指在一般類中定義的屬性或行為，被特殊類繼承之后，可以具有不同的數(shù)據(jù)類型或表現(xiàn)出不同的行為。這使得同一個(gè)屬性或行為在一般類及其各個(gè)特殊類中具有不同的語義。 例如： 數(shù)的加法 -實(shí)數(shù)的加法 -復(fù)數(shù)的加法,面向?qū)ο蟮姆椒?,程序設(shè)計(jì)方法的發(fā)展歷程 面向?qū)ο蟮姆椒?優(yōu)點(diǎn)： 程序模塊間的關(guān)系更為簡(jiǎn)單，程序模塊的獨(dú)立性、數(shù)據(jù)的安全性就有了良好的保障。 通過繼承與多態(tài)性，可以大大提高程序的可重用性，使得軟件的開發(fā)和維護(hù)都更為方便。,面向?qū)ο蟮姆椒?,面向過程與面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì),,是一種數(shù)學(xué)思維或計(jì)算機(jī)思維方法，與人們認(rèn)識(shí)世界的方法不同 以不穩(wěn)定的、多變的“過程”和“操作” 為中心來構(gòu)造系統(tǒng) 可

10、重用性較差,是建立在認(rèn)識(shí)方法學(xué)基礎(chǔ)上的一項(xiàng)技術(shù)科學(xué)，比較自然地模擬了人類認(rèn)識(shí)客觀世界的方式； 以相對(duì)穩(wěn)定的“對(duì)象”和“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”為中心來構(gòu)造系統(tǒng) 可重用性較好,面向過程程序設(shè)計(jì),面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì),,練習(xí)設(shè)計(jì)方法,第一步：分析、歸納、生成對(duì)象,第二步：用對(duì)象集成系統(tǒng),籌辦宴會(huì)項(xiàng)目,安排制作食物、布置裝飾品、邀請(qǐng)賓客、,,1.4 程序設(shè)計(jì)語言的發(fā)展,機(jī)器語言 簡(jiǎn)單的“0”和“1”的組合，硬件相關(guān)。 匯編語言 將機(jī)器語言映射為一些可以被人們讀懂的助記符，如“ADD”、“SUB”等，與硬件相關(guān)。 高級(jí)語言 接近自然語言，與硬件無關(guān)。,例子,例子,例子：考點(diǎn) *,,對(duì)比舉例機(jī)器語言,問題：A=1,B=

11、2 ，求C=A+B 的值 11000111 01000101 11111100 00000001 令A(yù)=1 11000111 01000101 11111000 00000010 令B=2 10001011 01000101 11111100 將B放入eax累加器 00000011 01000101 11111000 將A與累加器中數(shù)加 10001001 01000101 11110100 將累加器中數(shù)放入C中,機(jī)器語言是針對(duì)特定型號(hào)計(jì)算機(jī)的語言，執(zhí)行效率最高，但是不便于記憶。閱讀和書寫。-----第一代語言,,對(duì)比舉例匯編語言,問題：A=1,B=2 ，求C=A+B 的值 Mov dw

12、ord ptr ebp-4 ,1 令A(yù)=1 Mov dword ptr ebp-8 ,2 令B=2 Mov eax,dword ptr ebp-4 將B放入eax累加器 Add eax, dword ptr ebp-8 將A與累加器中數(shù)加 Mov dword ptr ebp-0ch ,eax 將累加器中數(shù)放入C中,匯編語言用來編寫直接控制機(jī)器操作的低層程序，與機(jī)器密切相關(guān)，移植性不好，效率高。-----第二代語言,,對(duì)比舉例高級(jí)語言,問題：A=1,B=2 ，求C=A+B 的值 A=1 B=2 C=A+B,高級(jí)語言與硬件結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)無關(guān)，可讀性、可維護(hù)性好，執(zhí)行速度慢，編寫訪問硬件資源

13、的系統(tǒng)軟件較難。-----第三代語言,,1.4.2 C++的誕生,C語言之父dennis Ritchie,The C Programming Language,,1.4 C++的誕生,C++之父 Bjarne stroustrup,The C ++ Programming Language,,1.4 C++的誕生,C++語言是從C語言發(fā)展演變而來。C++包含了整個(gè)C，C是建立C++的基礎(chǔ)。C++包含C的所有特征、屬性、優(yōu)缺點(diǎn)，并添加了面向?qū)ο蟮闹С帧?C++語言,C語言,面向?qū)ο?,1.5 程序開發(fā)過程,源程序：.cpp compile(Ctrl+F7) 目標(biāo)程序：.obj Build(

14、F7) 可執(zhí)行程序：.exe,,,,本書采用VC++6.0集成開發(fā)環(huán)境,1.6 簡(jiǎn)單的C++程序,,1.6 簡(jiǎn)單的C++程序,/*************************************** 程序文件：ch1_1.cpp 程序功能：在屏幕上輸出hello world! 作 者：XXX 創(chuàng)建時(shí)間：XX年XX月XX日 ***************************************/ #include using namespace std; void main() cout<<“Hello World!“<

15、是程序員為讀者作的說明，用來提高程序的可讀性，C++程序在編譯過程中忽略注釋。 1、“//” 用來注釋一行說明，在“//”之后的文字直到換行都為注釋。一般用來對(duì)于程序中難懂的代碼進(jìn)行說明。 2、 “/*”和“*/” 用來注釋一段說明，在“/*”和“*/”之間的部分，不管多長(zhǎng)都為注釋。,,1.6 簡(jiǎn)單的C++程序,所有以“#”開頭的代碼，稱為編譯預(yù)處理。 #include 每次啟動(dòng)編譯器時(shí)，先運(yùn)行預(yù)處理器，預(yù)處理器找到所有以“#”開頭的代碼行進(jìn)行處理。include是一條預(yù)處理指令，意思是“后面跟的是一個(gè)文件名，請(qǐng)找到該文件并將其加入?！? iostream是系統(tǒng)定義的一個(gè)“頭文

16、件”，它設(shè)置了C++的I/O相關(guān)環(huán)境，并定義了輸入輸出流對(duì)象cout和cin等。,,1.6 簡(jiǎn)單的C++程序,using namespace std; 1998年批準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)C++使用namespace命名空間標(biāo)準(zhǔn)。iostream是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫，cout是標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)提供的一個(gè)對(duì)象，標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)在namespace說明書中被指定為“std”。因此這句代碼的意思是使用標(biāo)準(zhǔn)命名空間std中的函數(shù)。,,1.6 簡(jiǎn)單的C++程序,正式的程序從代碼“void main()”開始，它包含一個(gè)名為main()的函數(shù)，也稱為主函數(shù)。每個(gè)C++程序有且僅有一個(gè)main()函數(shù)，程序在開始運(yùn)行時(shí)會(huì)自動(dòng)調(diào)用mai

17、n()函數(shù)。 main()前面的void表示函數(shù)的返回值的類型，意味著程序執(zhí)行結(jié)束后無需向操作系統(tǒng)返回。 所有的函數(shù)都以左大括號(hào)開始，右大括號(hào)結(jié)束，在大括號(hào)之間的部分稱為函數(shù)體。,函數(shù)：是指能實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)功能的代碼塊。,,1.6 簡(jiǎn)單的C++程序,1、cout：標(biāo)準(zhǔn)輸出流對(duì)象， 2、<<： 插入操作符可以連續(xù)使用 3、endl：代表換行符 意思是使用cout將“<<”后面的內(nèi)容打印在屏幕上。 在函數(shù)體的每一句代碼后面都有一個(gè)分號(hào)“;”表示一個(gè)C++語句的結(jié)束。,cout<<” Hello World!”<

18、+程序中最小的功能單位，在一個(gè)C++程序中至少包含一個(gè)函數(shù)（main函數(shù)），也可以包含一個(gè)main函數(shù)和若干個(gè)其它函數(shù)。一個(gè)C程序中有并且僅有一個(gè)名為main的函數(shù)，其它函數(shù)可由用戶取名，它們的位置任意，但執(zhí)行總從main函數(shù)開始,小結(jié)：,,2. 一個(gè)函數(shù)由兩部分組成： 函數(shù)的說明部分。包括函數(shù)名、函數(shù)類型、函數(shù)屬性、函數(shù)參數(shù)（形參）名、形式參數(shù)類型。void main( ) 函數(shù)體，即由最外層的一對(duì)“ ”括住的部分。 函數(shù)體一般包括定義（說明）部分和執(zhí)行語句部分。語句的數(shù)量不限，程序中由這些語句向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)出操作命令。,C++程序?qū)嵗f明,,3.C++語言程序有比較自由的書寫格式，一行內(nèi)

19、可以寫幾個(gè)語句，一個(gè)語句也可以分寫在多行上。 4. C++語言程序中的每一條執(zhí)行語句都必須用分號(hào)“；”結(jié)束，分號(hào)是C++語句的一部分。,C++程序?qū)嵗f明,,1.6 簡(jiǎn)單的C++程序,操作步驟 1、新建一個(gè)工程 1) 啟動(dòng)VC++ 6.0 2) 新建一個(gè)console工程 3) 編寫源程序 2、編譯和連接 編譯：compile(Ctrl+F7) 鏈接：Build(F7) 3、運(yùn)行 使用的命令：Ctrl+F5,,作業(yè),1、 程序設(shè)計(jì)語言的發(fā)展過程 機(jī)器語言、匯編語言和高級(jí)語言。 2、C和C++的關(guān)系 3、如何編寫、編譯、運(yùn)行一個(gè)C++程序 思考題：一圓型游泳池如圖所示，現(xiàn)在需在其周圍建

20、一圓型過道，并在其四周圍上柵欄。柵欄價(jià)格為35元/米，過道造價(jià)為20元/平方米。過道寬度為3米，游泳池半徑由鍵盤輸入。要求編程計(jì)算并輸出過道和柵欄的造價(jià)。 4、熟悉VC++ 6.0的環(huán)境。,,小結(jié),本章首先介紹了一般的程序編寫過程。該過程實(shí)際為使用計(jì)算機(jī)語言將現(xiàn)實(shí)世界的問題經(jīng)過概念世界的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)世界的程序代碼。根據(jù)認(rèn)識(shí)現(xiàn)實(shí)世界問題的基本觀點(diǎn)，形成了兩種不同的程序設(shè)計(jì)方法：面向過程的程序設(shè)計(jì)方法和面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法。 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法就是研究對(duì)象及對(duì)象之間的各種靜態(tài)關(guān)系和動(dòng)態(tài)關(guān)系。 C++語言是一種能同時(shí)支持面向過程的程序設(shè)計(jì)方法和面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法的編程語言。C++語言是

21、對(duì)C語言的面向?qū)ο髷U(kuò)展。使用C++語言開發(fā)程序的過程包括：編輯、編譯和鏈接。而一個(gè)簡(jiǎn)單的C++程序由注釋、編譯預(yù)處理指令和函數(shù)組成。,常問問題,學(xué)習(xí) OO/C++ 需要多長(zhǎng)時(shí)間？ 你應(yīng)該做： 看兩類書：一類是 C++法律的指導(dǎo), 另一類是 C++道德的指導(dǎo) 你不應(yīng)該做兩件事： 不應(yīng)該去學(xué)習(xí) C 作為學(xué)習(xí) OO/C++ 的臺(tái)階 不應(yīng)該去學(xué)習(xí) Smalltalk 作為學(xué)習(xí) OO/C++ 的臺(tái)階,The Pure Object Environment and Programming Language,essential,effective,,,常問問題,學(xué)習(xí)C++ 的過程？ C++的語法和應(yīng)用。使用Visual C++工具，編寫的windows console（控制臺(tái)）程序； 編寫windows sdk程序，了解windows的內(nèi)功，事件和消息的驅(qū)動(dòng)機(jī)制，以及windows API 學(xué)習(xí)MFC, 深入淺出MFC。,,