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spContent=计算机已经是“无所不能”,而每一项神奇的功能背后都有一系列计算机程序在运行。如今,电脑、智能手机的普及,每个人都可为计算机创造更加神奇的功能。学习程序设计,你也做得到。
—— 课程团队
课程概述

    本课程以C++语言为载体,讲授计算机程序设计,为更好地利用计算机解决工程实践、科学研究和日常生活中的问题打下基础。
    从程序设计方法角度分,计算机语言有面向过程的和面向对象的。面向过程的思想是将任务分解成一系列的函数,函数通过相互调用联系起来完成任务。面向对象的思想是将任务分解成一系列对象,对象具有功能。对象间通过消息传递信息,触发事件,完成任务。面向对象的语言被认为具有更好的重用性、可维护性和可扩展性。C++是面向对象的语言。但也要注意,面向过程和面向对象不是截然分开的,不是对立的。面向过程是面向对象的基础。本课程前半部分的编程思想仍是面向过程的,这对初学者更容易入门;后半部分是面向对象的,为进一步学习奠定基础。
    学习程序设计,要学习语言的语法,更重要的是求解问题的算法思想。语法的学习需要多尝试,算法的学习需要多思考。学习程序设计,就要多编程。

课程大纲

第1周 程序设计与C++概述

第1周单元测试

1.1 程序设计和C++

1.2计算机语言的分类

1.3HelloWorld和编程环境

1.4程序错了怎么办

1.5实例:生日贺卡

1.6实例:加法计算器

1.7实例:计算存款本息

1.8C++程序的基本要素

本周课件和推荐阅读

第1周编程作业

第2周 简单信息的表示和基本运算

第2周单元测试

2.1数据类型

2.2常量和变量

2.3算术运算和自增自减运算

2.4关系运算

2.5逻辑运算符

2.6位运算

2.7特殊运算符(赋值运算符、字节数运算符、条件运算符和逗号运算符)

2.8混合运算的类型转换

2.9实例:计算三角形的面积

2.10实例:构造5位数的反序数

2.11实例:加密解密

重点难点:整数、字符和字符串

重点难点:转义符

本周课件

小技巧:设置运行窗口颜色为白底黑字

第2周编程作业

第3周 运算的流程控制

第3周单元测试

3.1程序流程控制

3.2单路和双路分支

3.3多路分支

3.4已知次数循环

3.5已知条件循环

3.6实例:解一元二次方程

3.7实例:简单计算器

3.8实例:寻找自幂数

重要技巧:程序调试方法——加输出语句

重要技巧:程序调试方法——单步跟踪

本周课件

第3周编程作业

第4周 复杂信息的表达与处理

第4周单元测试

4.1一维数组

4.2二维数组

4.3结构体

4.4枚举(实例三色球组合)

4.5实例:冒泡排序

4.6实例:文字信息统计

4.7实例:使用string字符串

4.8实例:矩阵乘法

4.9实例:取子字符串

4.10实例:词频统计

本周课件

第4周编程作业

第5周 问题的模块化求解

第5周单元测试

5.1 模块化程序设计

5.2 函数的定义

5.3 函数的声明

5.4 函数的调用格式

5.5 参数的传递方式

5.6 为形参指定默认值

5.7 数组名作为函数的参数

5.8 结构体变量作为函数的参数

5.9 实例讲解

第5周课件

第5周编程作业

第6周 问题的模块化求解(2)——特殊函数

第6周单元测试

6.1 递归函数

6.2 内联函数

6.3 函数重载

6.4 变量的作用域和存储类型

6.5实例讲解(Hanoi问题,Fibonacci序列递归求解,二分查找的递归实现,排序函数重载)

第6周课件及课程学习建议

补充——图解汉诺塔

第6周编程作业

第7周 按址操作(1)——指针、变量和函数

第7周单元测试

7.1 什么是指针

7.2指针和变量的关系

7.3指针作为函数的参数

7.4返回指针的函数

7.5指向函数的指针

7.6实例讲解(利用指针实现三个数的排序、返回字符指针的去掉字符串首部空格函数、通过指针同时返回圆的面积和周长(扩展-多功能函数)、通定积分函数)

第7周编程作业

第8周 按址操作(2)——指针与数组、字符串、结构体,动态数组

第8周单元测试

8.1数组与指针、指针的算术运算

8.2指针的关系运算、通过指针访问数组元素

8.3二维数组与指针

8.4指向一维数组指针(行指针)、字符串指针

8.5 字符指针应用、指针数组

8.6结构体与指针

8.7动态数组

8.8实例讲解(数组元素逆序(指针和动态数组实现)、字符串排序(指针和动态数组实现)、32位二进制IP地址转换为十进制点分IP地址(带合法性检验))

第8周编程作业

第9周 数据的抽象与封装——类与对象(1)

第9周单元测试

9.1 类的概念

9.2 类的定义

9.3对象的声明与使用

9.4 类的私有、公有与保护成员

9.5 日期类的设计

9.6 结构化和面向对象的程序设计思想

9.7 可鸣笛、运动和播放MP3的汽车类的设计

9.8 圆类的设计

9.9 实例讲解

第9周编程作业

第10周 数据的抽象和封装——类(2)——构造函数、析构函数和指向对象的指针

第10周单元测试

10.1 构造函数的定义

10.2 重载构造函数

10.3 析构函数的定义

10.4 实例:整数翻译函数

10.5 实例:实际意义的析构函数

10.6 实例:Person类的设计

10.7 对象与指针

10.8 this指针

10.9 实例讲解

10.10 难点解析1——this指针

第10周编程作业

第11周 取其精华 发挥优势——继承

第11周单元测试

11.1具有行走听说功能的“人”类的设计

11.2为什么需要继承

11.3派生类的定义

11.4基类与派生类

11.5继承方式

11.6派生类的构造函数与析构函数

11.7从点到圆再到圆柱体的派生类设计

11.8从U盘到MP3的派生类设计

11.9实例讲解

第11周编程作业

第12周 统一接口 不同实现——多态性

第12周单元测试

12.1多态的概念

12.2派生类对象替换基类对象

12.3虚函数

12.4抽象类

12.5运算符的重载

12.6实例1水果类与虚函数

12.7实例2日期类与比较运算符的重载

12.8实例3分数类与加减运算符的重载

12.9实例4数组类与插入运算符(<<)的重载< span="">

12.10补充内容:虚析构函数

12.11补充内容:浅拷贝和深拷贝

第12周编程作业

第13周 标准输入输出与文件操作

第13周单元测试

13.1流的概念和流类的结构

13.2标准输入流

13.3标准输出流

13.4文件操作基础

13.5文本文件读写

13.6二进制文件的读写

13.7文件操作实例(随机发牌、统计词频、MP3赋值、成绩管理)

13.8补充内容:const用法总结

第13周编程作业

第14周 模板和标准模板库简介

第14周单元测试

14.1 函数模板

14.2 类模板

14.3 STL 简介

14.4 vector容器

14.5 vector上的迭代器

14.6 vector上应用算法

14.7 序列型容器概览

14.8 关联容器概览

14.9 map容器

14.10 容器适配器概览

第14周PPT课件

预备知识

本课程面向零基础同学。学习过“大学计算机基础”或其他计算机课程对学习有帮助,但不是必要的。

证书要求

学习本课程,积极参与课程讨论,完成本课的平时练习和期末测验,成绩合格获得合格证书,成绩优秀获得优秀证书。

评分依据:课程满分100分。课程讨论(讨论区提问和回答其他同学问题)占10%,平时测验占60%(每周单元测试20%,编程作业40%);期末测验占30%。60分获得合格证书,80-100分获得优秀证书。


参考资料

教材和教学参考书

教材:
[1] 赵英良 仇国巍等. C++程序设计教程. 清华大学出版社,2013.8. ISBN 978-7-302-33057-8
[2] 赵英良 卫颜俊等. C++程序设计实验指导与习题解析. 清华大学出版社,2013.8. ISBN 978-7-302-33058-5
参考书:

[1] 罗建军, 朱丹军, 顾刚等. C++程序设计教程(第2版). 高等教育出版社,2004.8. ISBN 978-7-04-022080-3
[2] 罗建军, 朱丹军,顾刚等. C++程序设计教程学习指导(第2版). 高等教育出版社,2004.8. ISBN 978-7-04-022190-9

[3] 谭浩强. C++程序设计(第2版). 清华大学出版社, 2011.

[4] Stanley B. Lippman,Josée Lajoie,Barbara E. Moo 著. 王刚,杨巨峰 译.C++ Primer(中文版 第5版). 电子工业出版社, 2013.

[5] [美] Stephen Prata 著. 张海龙,袁国忠译.C++ Primer Plus(第6版 中文版). 人民邮电出版社,2012. 

[6] 陈锐,华庆一等.最新C/C++函数与算法速查速用大辞典. 中国铁道出版社,2015.9

常见问题

Q: 本课程的选课条件是什么?
A: 本课程预计的主要对象是大学本科生,但不限于大学生。只要你有热情,有决心,就能学好。如果在大学学了“大学计算机基础”或接触过其他语言的程序设计,对本课学习会有所帮助,但这不是必要的,更不是充分的。

Q:如何学好程序设计?
A:建议同学们在学习程序设计过程中,注意运用下面三种设计方法:
1、模仿设计
同学们初学程序设计,首先是模仿设计。所谓模仿就是参照某个成功的程序,做一些微小局部的改动,程序总体结构不变。
例如教材讲述了求1+2+3+……+100的程序编写,你可以模仿连加程序,尝试编写连乘1*2*3*……*10的程序。这个模仿只进行两个变化,一是加号改乘号;二是结果变量初始值由0改为1;三是循环截止由100改为10。
又例如教材介绍了两数求最大的程序,你可以模仿尝试编写求最小的程序。变化是小于号改为大于号。
又例如教材介绍日期结构体的程序,你可以模仿尝试编写时间结构体的程序,变化是输出日期和时间的格式不一样。
又例如教材介绍学生类的程序,你可以模仿尝试编写职员类的程序,比如仅仅变化学生的成绩属性为职员的薪水属性。
通过这样的模仿可以尽快掌握程序设计的基本方法。
2、多解设计
一题多解是程序设计的特色之一。同样一个问题可以设计出多种求解算法,自然可以编写设计出许多种程序,都能正确求解这个问题。当然这些程序之间比较,可能一些程序运行速度快,一些程序占用空间少。例如求1+2+3+……+100的问题,就可以设计出三种不同算法:一是直接用公式计算;二是从头循环加到尾部;三是从尾部循环加到头。这样就可以编写设计出三个不同的程序。在学习程序设计时,不能满足于一种求解程序,而应该多做变换,比如语句变换,C++有三种循环语句,可以尝试相互代换。又比如数据类型或结构变换,这样就可以设计不同的程序,然后分析每个程序的时空效率。
3、分解设计
    程序设计说穿了,就是让计算机按照你事先安排好的步骤进行求解工作。一个问题分几步求解,是由你来设计的。如何将问题分解成一个一个较小的子问题,是程序设计的核心。至于每个子问题涉及哪些数据类型?是采用函数结构,还是采用哪几条语句?就相对容易清晰了。同学们要善于分解,通过反复的训练,提高分解问题的能力。(顾老师)

Q:学习编程需要准备什么东西?
A:你可以拥有一台电脑,但不是必须的。学校的机房也是很好的去处,只要有电脑用就可以。对电脑的配置也没有要求,当前能用的电脑都可以。最好有个U盘之类的存储装置,将自己平时练习的程序保存下来,以备以后参考。保存在网上、保存在邮箱中也是不错的选择。教材或参考书应该有一本,一是编程前要阅读学习,二是在编程中经常需要查阅。

Q:学习C++程序设计使用什么软件好?
A:编程软件常常是各有优点。我们课程使用的是DEV C++。这是一款自由软件,使用简单,体积小,容易获得。其他的Visual C++6.0、VS2008~2012,Borland C++等都是很好的编程软件。有时间都熟悉一下是很好的选择,因为在考试、竞赛、招聘中会遇到各种不同的环境。


Q:课程结束后如何查看课程内容?

A:登录中国大学MOO C→ 点头像 → “我的课程” →已结束


Q:如何查看已结束的课程?

A:课程介绍页→课程图标下方(右上,开课时间上方)→“第**次开课”→选择“第3次开课”。