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第1章 计算机、问题求解及程序设计导言1

1.1计算机概述1

1.1.1早期的计算机1

1.1.2计算机的分类2

1.1.3计算机资源共享2

1.2计算机硬件3

1.2.1存储器4

1.2.2中央处理器CPU6

1.2.3输入／输出设备7

1.2.4计算机网络7

1.2.5万维网8

1.3计算机软件9

1.3.1操作系统9

1.3.2应用软件11

1.3.3程序设计语言11

1.3.4面向对象程序设计12

1.4高级语言程序设计的处理13

1.5软件开发方法16

1.5.1明确问题需求阶段16

1.5.2分析问题阶段16

1.5.3设计阶段17

1.5.4实现17

1.5.5测试18

1.5.6维护18

1.5.7如何面对软件开发过程中的失败18

1.6应用软件开发方法18

1.7计算机程序员的职业道德20

1.7.1隐私和数据误用20

1.7.2计算机黑客20

1.7.3剽窃和软件盗版21

1.7.4计算机资源的误用21

本章小结22

快速检测习题22

复习题23

采访Bjarne Stroustrup23

第2章C++概述26

2.1 C++语言基本语法成分26

2.1.1注释27

2.1.2编译预处理命令#include27

2.1.3命名空间Namespace std28

2.1.4 main函数28

2.1.5声明语句29

2.1.6可执行语句29

2.2保留字和标识符30

2.2.1保留字30

2.2.2标识符31

2.2.3大写字母和小写字母31

2.2.4程序风格——选择标识符的名称31

2.3数据类型和声明32

2.3.1数据类型32

2.3.2 string类34

2.3.3数据类型的意义35

2.3.4声明35

2.3.5常量声明36

2.4可执行语句38

2.4.1内存中的程序38

2.4.2赋值语句38

2.4.3输入／输出操作39

2.4.4输入语句40

2.4.5程序输出41

2.4.6 return语句42

2.5 C++程序的一般形式43

2.5.1程序风格——程序中的空格44

2.5.2程序中的注释44

2.5.3程序风格——使用注释44

2.6算术表达式46

2.6.1“/和“％”运算符46

2.6.2混合类型表达式的数据类型47

2.6.3混合类型的赋值语句47

2.6.4包含多个运算符的表达式48

2.6.5C++中数学公式的写法50

2.7交互模式、批处理模式和数据文件54

2.7.1输入重定向55

2.7.2程序风格——提示与回显输出55

2.7.3输出重定向56

2.8常见的程序设计错误57

2.8.1语法错误57

2.8.2运行时错误58

2.8.3未检测到的错误59

2.8.4逻辑错误59

本章小结60

快速检测习题61

复习题62

程序设计题62

采访Josée Lajoie64

第3章 使用函数和类进行自顶向下设计66

3.1根据已有信息构建程序66

3.2库函数72

3.2.1程序风格——加下划线强调新结构73

3.2.2 C++库函数74

3.2.3预习75

3.3自顶向下设计和结构图76

3.4无参函数77

3.4.1函数原型78

3.4.2函数定义78

3.4.3函数在程序中的布局79

3.4.4程序风格——在函数声明和定义中使用注释81

3.4.5函数的执行顺序81

3.4.6使用函数子程序的优点81

3.5带输入参数的函数84

3.5.1带输入参数的void函数84

3.5.2带输入参数并有一个返回值的函数85

3.5.3程序风格——函数接口注释87

3.5.4程序风格——问题输入与输入参数87

3.5.5带多个参数的函数88

3.5.6实参和形参列表的对应89

3.5.7函数的数据区89

3.5.8使用驱动程序测试函数90

3.6名称作用域91

3.7通过类扩展C++：使用string类93

3.7.1 string类93

3.7.2声明string对象94

3.7.3读取和显示string对象94

3.7.4字符串的赋值和连接94

3.7.5运算符重载95

3.7.6点表示法（函数length和at的调用）95

3.7.7用于字处理操作的成员函数95

3.7.8把子串赋给string对象96

3.8常见程序设计错误97

本章小结99

快速检测习题100

复习题101

程序设计题101

采访Mark Hall103

第4章 选择结构：if和switch语句105

4.1控制结构105

4.2逻辑表达式106

4.2.1使用关系和相等运算符的逻辑表达式106

4.2.2使用逻辑运算符的逻辑表达式107

4.2.3运算符的优先级108

4.2.4书写C++条件109

4.2.5字符和字符串的比较110

4.2.6布尔类型赋值110

4.2.7布尔类型值的表示111

4.2.8用整数表示逻辑值111

4.3 if控制语句概述112

4.3.1带两个分支的if语句112

4.3.2简单if语句113

4.3.3带有字符和字符串的if语句条件114

4.3.4 if语句的格式115

4.4带复合选项的if语句116

4.4.1程序风格——使用复合的true或false语句编写if语句117

4.4.2跟踪if语句117

4.5算法的决策步骤119

4.5.1程序风格——使用全局常量增强程序的可读性和可维护性124

4.5.2关于标识符作用域的注意事项124

4.5.3在结构图中添加数据流信息124

4.5.4关于软件开发方法的说明125

4.6检查算法的正确性125

4.7嵌套if语句和多分支条件判断127

4.7.1嵌套if语句和if语句序列的比较127

4.7.2把嵌套if语句写成多分支条件判断语句128

4.7.3条件顺序128

4.7.4程序风格——验证变量值130

4.7.5逻辑表达式的短路检测131

4.8 switch控制语句132

4.8.1正确使用break关键字134

4.8.2嵌套if语句和switch语句的比较134

4.8.3使用switch语句选择候选函数134

4.9常见的程序设计错误136

本章小结136

快速检测习题138

复习题139

程序设计题140

第5章 重复和循环语句143

5.1计数循环和while语句143

5.1.1while语句144

5.1.2while语句的语法规则145

5.2在循环中累计求和或乘积147

5.2.1程序风格——编写通用的循环148

5.2.2求一组数据的乘积149

5.2.3复合赋值运算符149

5.3 for语句151

5.3.1程序风格——for语句的格式152

5.3.2自增／自减运算符152

5.3.3程序风格——局部变量的声明153

5.3.4步长不为1的自增／自减154

5.3.5将结果以表格形式显示154

5.4条件循环156

5.4.1循环控制变量递减的循环157

5.4.2执行次数为零的循环160

5.4.3程序风格——在函数子程序中执行循环160

5.4.4更为通用的条件循环160

5.5循环设计和循环模式161

5.5.1哨兵值控制的循环161

5.5.2计算平均值162

5.5.3标志控制的循环162

5.6 do-while语句166

5.7 while、for和do-while循环回顾169

5.8循环嵌套171

5.9调试、测试程序174

5.9.1使用调试器174

5.9.2不使用调试器调试程序175

5.9.3差1错误176

5.9.4测试176

5.10常见的程序设计错误176

本章小结178

快速检测习题180

复习题181

程序设计题182

采访Mike Weisert184

第6章 模块化程序设计186

6.1值和引用参数186

6.1.1值调用参数与引用调用参数188

6.1.2 void类型的函数能够返回结果189

6.1.3使用引用参数或值参数的时机189

6.1.4程序风格——书写形参列表189

6.1.5值参数和引用参数的比较190

6.1.6值参数提供的保护190

6.1.7实参／形参列表对应关系回顾190

6.2具有输入和输出参数的函数193

6.3使用函数进行逐步设计198

6.3.1程序中标识符的多次声明204

6.3.2程序风格——使用函数实现相对简单的算法步骤204

6.3.3程序风格——内聚函数204

6.4在函数中使用对象205

6.5程序系统的调试和测试207

6.5.1自顶向下测试和桩模块207

6.5.2自底向上测试和驱动器207

6.5.3程序系统的调试提示208

6.5.4标识符的作用域和观察窗口变量209

6.5.5黑盒测试与白盒测试209

6.6递归函数（选学）210

6.7常见程序设计错误212

本章小结213

快速检测习题214

复习题215

程序设计题215

采访Robert Sebesta218

第7章 简单数据类型220

7.1常量复习220

7.2数值数据类型的内部表示221

7.2.1数据类型的定点表示和浮点表示221

7.2.2整型222

7.2.3浮点类型222

7.2.4数值型值常量的数据类型222

7.2.5整型和浮点类型的取值范围222

7.2.6数值误差223

7.2.7混合类型：类型提升223

7.2.8类型转换224

7.2.9强制类型转换224

7.3字符数据和函数225

7.4布尔类型数据和逻辑表达式228

7.4.1逻辑表达式求补228

7.4.2布尔类型函数229

7.4.3布尔类型数据的输入与输出230

7.5枚举类型231

7.5.1字符作为枚举元素值232

7.5.2枚举类型的比较232

7.5.3整数类型之间的差别232

7.5.4读写枚举类型值233

7.5.5程序风格——在switch语句中使用return语句234

7.5.6枚举类型声明语句的放置位置234

7.5.7枚举类型的强制类型转换235

7.6常见程序设计错误236

本章小结237

快速检测习题238

复习题239

程序设计题239

第8章 流和文件242

8.1标准输入／输出流242

8.1.1每次读取一个字符244

8.1.2程序风格——使用流作为条件246

8.2外部文件247

8.2.1交互式与批处理247

8.2.2外部文件的目录名248

8.2.3将流连接到文件248

8.2.4copyLine函数250

8.2.5换行符的更多信息250

8.2.6使用getline处理文件流251

8.2.7程序风格——读取文件名252

8.3使用外部文件进行程序间的通信252

8.4关于读取字符串数据的更多信息256

8.5输入／输出控制符258

8.6常见程序设计错误260

本章小结261

快速检测习题262

复习题262

程序设计题263

采访Anita Borg266

第9章 数据结构：数组和结构体268

9.1数组数据类型268

9.1.1数组声明268

9.1.2数组的初始化270

9.1.3数组下标271

9.2数组元素的顺序存取273

9.3数组参数277

9.3.1数组元素作为函数参数277

9.3.2传递数组参数278

9.4读取部分数组元素281

9.5查找和排序数组283

9.5.1查找数组中的最小值283

9.5.2程序风格——作为注释的断言284

9.5.3数组查找285

9.5.4对数组按升序进行排序286

9.6 Big-O方法分析算法288

9.6.1查找算法的分析288

9.6.2排序算法的分析288

9.7结构体数据类型289

9.7.1声明结构体类型和结构体变量289

9.7.2访问结构体成员291

9.8结构体作为操作数和参数292

9.8.1结构体复制或赋值292

9.8.2结构体作为参数进行传递292

9.8.3读取结构体293

9.8.4引用参数的效率294

9.9字符串作为字符数组（选学）294

9.9.1声明和初始化字符数组295

9.9.2读写字符数组295

9.9.3一些有用的字符数组函数296

9.10常见的程序设计错误297

本章小结297

快速检测习题298

复习题299

程序设计题300

第10章 用户自定义类304

10.1类的定义和使用304

10.1.1 counter类304

10.1.2 counter类的定义305

10.1.3头文件counter.h中的编译预处理命令307

10.1.4使用counter类307

10.1.5文件CounterTest.cpp中的编译预处理命令308

10.2类的实现309

10.2.1构造函数311

10.2.2访问器和修改器函数311

10.2.3文件counter.cpp中的编译预处理命令311

10.3类和对象的使用规则总结312

10.3.1对象作为类的实例312

10.3.2公有访问和私有访问312

10.3.3类和成员函数定义的语法313

10.3.4结构体和类的比较314

10.3.5工程文件和独立编译315

10.3.6数组、结构体和类的组合315

10.3.7函数重载和多态性315

10.4类对象作为操作数和参数316

10.5fraction类317

10.5.1fraction类的设计317

10.5.2使用fraction类319

10.5.3fraction类的实现文件320

10.6circle类323

10.6.1circle类的设计323

10.6.2使用circle类325

10.6.3circle类的实现文件325

10.7SimpleString类327

10.7.1simplestring类的设计327

10.7.2simpleString类的定义328

10.7.3测试simplestring类的成员函数329

10.7.4simplestring类的实现文件330

10.8储蓄账户类338

10.9常见的程序设计错误338

本章小结339

快速检测习题340

复习题340

程序设计题341

采访Timothy Budd343

第11章 数据抽象和面向对象设计345

11.1多维数组345

11.1.1声明二维数组345

11.1.2初始化二维数组346

11.1.3使用循环嵌套处理二维数组346

11.1.4二维数组作为函数参数347

11.1.5多维数组348

11.2结构体数组349

11.3模板类351

11.3.1模板类的定义351

11.3.2模板类的实现353

11.3.3支持独立编译的编译指令355

11.4索引表抽象数据类型355

11.4.1为何使用索引表类355

11.4.2索引表类的分析和设计356

11.4.3使用indexList类358

11.5实现索引表类360

11.6面向对象设计举例365

11.7运算符重载和友元371

11.7.1运算符重载371

11.7.2友元372

11.7.3实现电话号码簿entry类373

11.8 vector类375

11.8.1 vector类的成员函数376

11.8.2通过迭代器访问向量376

11.8.3标准算法377

11.8.4在电话号码簿程序中使用vector和algorithm类378

11.9常见的程序设计错误381

本章小结382

快速检测习题383

复习题383

程序设计题384

采访John Lakos387

第12章 递归389

12.1递归的特点389

12.2跟踪递归函数391

12.2.1跟踪递归函数391

12.2.2逆序显示字符392

12.2.3函数调用中的栈394

12.2.4 C++中参数栈的实现395

12.3递归的数学函数396

12.4带有数组参数的递归函数400

12.5使用递归方法解决问题404

12.6常见的程序设计错误408

本章小结409

快速检测习题409

复习题410

程序设计题410

采访Marshall Cline411

第13章 指针和动态数据结构414

13.1指针和new运算符414

13.1.1通过指针访问数据415

13.1.2指针操作415

13.1.3指向结构体的指针416

13.2堆操作418

13.2.1 new运算符对堆的影响418

13.2.2将内存单元返还给堆418

13.3链表和list类419

13.3.1声明结点420

13.3.2链接结点420

13.3.3在链表中插入结点421

13.3.4在表头插入结点422

13.3.5在表尾插入结点422

13.3.6删除结点422

13.3.7遍历链表423

13.3.8循环链表和双向链表（选学）424

13.3.9 list类425

13.4栈抽象数据类型427

13.4.1 C++的stack类427

13.4.2实现stack模板类430

13.4.3实现栈操作431

13.4.4测试栈ADT432

13.5队列抽象数据类型433

13.5.1 C++中的queue类434

13.5.2实现队列ADT434

13.6二叉树438

13.6.1二叉搜索树439

13.6.2在二叉搜索树中进行查找439

13.6.3创建二叉搜索树440

13.6.4显示二叉搜索树441

13.7二叉搜索树的抽象数据类型443

13.7.1二又树类的设计443

13.7.2二叉树类的实现444

13.8二又搜索树的效率448

13.9常见的程序设计错误449

13.9.1语法错误449

13.9.2运行时错误449

本章小结450

快速检测习题450

复习题451

程序设计题453

第14章 使用进程和线程进行多重处理456

14.1多任务处理456

14.1.1串行程序设计和并行程序设计456

14.1.2时间共享多任务处理457

14.1.3抢占式多任务处理457

14.1.4时间片与并行关系458

14.1.5并发程序设计459

14.2进程459

14.2.1创建进程460

14.2.2等待线程461

14.2.3由进程执行另一程序462

14.3进程间通信与管道463

14.3.1管道463

14.3.2使用管道464

14.3.3使用标准输入进行进程间通信465

14.3.4举例说明父进程与子进程间的通信466

14.4线程469

14.4.1创建线程469

14.4.2线程同步471

14.4.3互斥锁472

14.4.4死锁474

14.5常见程序设计错误486

本章小结486

C++结构复习487

快速检测习题488

复习题488

程序设计题488

附录AASCII字符集490

附录B保留字和特殊字符491

附录CC++库函数精选492

附录D运算符496

附录E继承和多态性简介497