掌握C++：计算机专业高级程序设计入门

C++是一种高级编程语言，它是由Bjarne Stroustrup在贝尔实验室于1980年左右开发的，目的是为了扩展C语言的能力，使之能够进行面向对象的程序设计。C++是C语言的一个超集，同时支持过程化编程、面向对象编程和泛型编程等编程范式。由于C++的高效和灵活，它被广泛应用于软件开发领域，尤其是在系统软件、游戏开发、高性能服务器和客户端应用中。 ### 知识点一：程序设计的基本概念 1. **程序与程序设计**：程序是为了解决特定问题而编写的指令序列。程序设计则涉及到使用某种编程语言将问题解决的思路转化为计算机可识别的程序代码的过程。 2. **变量和数据类型**：在C++中，变量用来存储数据，数据类型指定了变量存储信息的种类和大小。基本数据类型包括整型、浮点型、字符型等。 3. **表达式与运算符**：表达式是由变量、常量和运算符组合起来的式子，运算符执行特定的运算，如算术运算符（+、-、*、/、%）和关系运算符（==、!=、<、>等）。 4. **控制结构**：控制结构决定程序的执行路径，C++中的控制结构包括条件判断（if-else结构）和循环（for、while、do-while结构）。 ### 知识点二：程序设计语言的基本语法规则 1. **基本语法元素**：包括标识符（变量名、函数名等）、关键字（C++语言保留的字，如int、return等）、注释（提供代码文档说明）。 2. **函数**：函数是组织好的、可重复使用的代码块，用于执行特定的任务。C++中的main函数是程序的入口点。 3. **作用域**：作用域决定了变量和函数的可见性与生命周期。C++中有局部作用域、全局作用域和类作用域等。 4. **预处理器指令**：预处理器指令在编译之前由编译器的预处理器执行，如#include指令用于包含头文件。 ### 知识点三：常用数据形式和简单算法 1. **数据结构**：数组、结构体、联合体和类是C++中常用的数据结构，用于存储和管理数据。 2. **算法概念**：算法是一组定义明确的指令，用于完成特定任务。在C++中，算法通常是通过函数实现的。 3. **常见算法**：排序（如冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序等）、搜索（如顺序搜索、二分搜索等）。 ### 知识点四：结构化方法和程序设计集成开发环境 1. **结构化方法**：结构化程序设计是一种自顶向下、逐步求精的程序设计方法，主要包括顺序结构、选择结构和循环结构。 2. **程序设计集成开发环境（IDE）**：IDE为开发者提供了代码编辑、编译、调试等一系列集成开发工具，如Visual Studio、Code::Blocks、Eclipse CDT等。 ### 知识点五：C++集成环境下的简单应用程序开发 1. **环境设置**：安装和配置C++开发环境，如选择合适的编译器（GCC、Clang、MSVC等）和IDE。 2. **编辑与调试**：学会在IDE中创建项目，编写代码，以及使用调试工具定位和修正程序中的错误。 3. **实验与验证**：通过编写代码练习基本语法，理解每个知识点，并通过实验验证理论知识。 ### 知识点六：面向对象编程（OOP） 1. **类与对象**：类是C++面向对象编程的基础，是创建对象的模板。对象是类的实例。 2. **封装、继承和多态**：封装隐藏了类的实现细节，继承实现了代码的重用，多态允许将子类的对象当作父类的对象使用。 ### 知识点七：泛型编程和模板 1. **模板概念**：模板是C++支持泛型编程的工具，可以用来创建通用的数据结构或函数，以处理不同的数据类型。 2. **类模板和函数模板**：类模板定义了一个通用类，而函数模板定义了一个通用函数。 通过掌握以上知识点，学生不仅能够用结构化方法开发小型应用程序，而且还可以深入理解面向对象编程和泛型编程的思想，为学习后续的计算机科学和软件工程相关课程打下坚实的基础。