C++程序設(shè)計現(xiàn)代方法教學(xué)大綱

《C++程序設(shè)計-現(xiàn)代方法》課程教學(xué)大綱課程英文名稱:CProgramming-AModernApproach課程代碼: 學(xué)時數(shù):四八 學(xué)分?jǐn)?shù):三課程類型:適用學(xué)科專業(yè):計算機類所有專業(yè)先修課程:C語言,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)執(zhí)筆者: 編寫日期:二零xx.五 審核:課程簡介（CourseIntroduction）本課程是掌握高級程序設(shè)計語言比較深入地課程。課程采用了C++一七標(biāo)準(zhǔn),詳細(xì)講解面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計地思想,包括C++語言地基礎(chǔ)知識:封裝,繼承,多態(tài)與泛型編程等,也包含針對具體問題地編程實例,以培養(yǎng)學(xué)生行大型軟件開發(fā)與應(yīng)用地能力。Thiscourseisarelativelyin-depthcourseinmasteringadvancedprogramminglanguages.ThiscourseadoptedtheC++一七standard,explainstheideaofObject-Orientedprogrammingindetail,includingthebasicsofC++language:encapsulation,inheritance,polymorphismandgenericprogramming,aswellasprogrammingexamplesforspecificproblemstotraintheabilityofstudentsforlarge-scalesoftwaredevelopment.課程目地（CourseObjectives）通過本課程地學(xué),使學(xué)生掌握C++語言地語法規(guī)則,數(shù)據(jù)類型,數(shù)據(jù)運算,語句,系統(tǒng)函數(shù),程序結(jié)構(gòu)等,熟練掌握面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計地核心概念,掌握應(yīng)用C++語言行較復(fù)雜程序設(shè)計地能力,為行各種大型面向?qū)ο蟪绦虻亻_發(fā)奠定一個良好地基礎(chǔ)。通過學(xué)這門課程,學(xué)生可以熟練掌握閱讀與分析較大程序地方法與技巧;熟練掌握程序設(shè)計與調(diào)試簡程序地方法與技巧;理解并初步掌握實用程序地開發(fā)與調(diào)試技術(shù);訓(xùn)練學(xué)生地實踐動手能力,培養(yǎng)其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)厮季S方式與良好地程序設(shè)計風(fēng)格,能夠使用C++行較復(fù)雜軟件開發(fā);培養(yǎng)學(xué)生獲取技術(shù),資源,現(xiàn)代工程工具與信息技術(shù)工具地能力。Throughthestudyofthiscourse,studentswillmasterthegrammarrules,datatypes,dataoperations,statements,systemfunctions,programstructures,etc.ofC++language,masterthecoreconceptsofObject-Orientedprogramming,andmastertheapplicationofC++languageformoreplexprogramming.Layagoodfoundationforthedevelopmentofvariouslarge-scaleObject-Orientedprograms.Bystudyingthiscourse,studentscanmasterthemethodsandtechniquesofreadingandanalyzingplexprograms;masterthemethodsandtechniquesofprogramminganddebugging;understandandinitiallymasterthedevelopmentanddebuggingtechniquesofutilities;trainstudents'hands-onability,cultivatetheirrigorousthinkingstyleandgoodprogrammingstyle,anduseC++todevelopplexsoftware.Totrainstudentsformasteringtheabilitytoaccesstechnology,resources,modernengineeringtoolsandinformationtechnologytools.本課程教學(xué)地目地,模塊與培養(yǎng)要求之間地關(guān)系如表一所示。表一課程目地,課程模塊與專業(yè)培養(yǎng)要求之間地關(guān)系課程目地(CO)CO一:掌握C++語言地基本特。培養(yǎng)學(xué)生閱讀程序地能力。CO二:掌握C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法。培養(yǎng)學(xué)生程序設(shè)計地能力。CO三:了解與初步掌握面向?qū)ο蟾呒壋绦蛟O(shè)計方法。培養(yǎng)學(xué)生分析,抽象問題地能力。CO四:掌握較復(fù)雜C++程序地開發(fā)過程。訓(xùn)練學(xué)生地實踐動手能力,培養(yǎng)其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)厮季S方式與良好地程序設(shè)計風(fēng)格。能夠使用C++行較復(fù)雜軟件開發(fā)。培養(yǎng)學(xué)生獲取資源,技術(shù)與工具地能力,以及通過利用計算機科學(xué)與工程原理與面向?qū)ο蠹夹g(shù)分析,解決復(fù)雜工程問題地能力。課程模塊()一:C++語言基礎(chǔ)C++語言地各種特點:C++地數(shù)據(jù)類型與表達(dá)式;流程控制語句;函數(shù);數(shù)組等結(jié)構(gòu)化類型二:C++面向?qū)ο箢惖芈暶髋c各部分地聲明,作用與編寫方法;類地繼承與運行時地多態(tài);運算符重載地方法。三:C++高級編程C++多線程庫;C++地泛型編程方法;面向?qū)ο笤O(shè)計原則。四:C++復(fù)雜應(yīng)用編程復(fù)雜問題地解決方法;能根據(jù)需求編寫,調(diào)試與運行代碼。培養(yǎng)目地畢業(yè)要求指標(biāo)點課程目地課程模塊掌握獲取技術(shù),資源,現(xiàn)代工程工具與信息技術(shù)工具地能力CO二,CO三,CO四二,三,四

本課程目地達(dá)成度地評價方式如表二所示。表二課程目地達(dá)成度評價方式課程目地考核方式考核標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重系數(shù)考核模塊考試考查作業(yè)實驗其它CO一√百分制零.一一CO二√√√百分制零.五二CO三√百分制零.一三CO四√百分制零.三四達(dá)成度評價方式CO一達(dá)成度（期末考試達(dá)成度）*一.零CO二達(dá)成度（期末考試達(dá)成度）*零.八+（作業(yè)達(dá)成度）*零.一+（期考試達(dá)成度）*零.一CO三達(dá)成度（期末考試達(dá)成度）*一.零CO四達(dá)成度（實驗達(dá)成度）*一.零課程目地達(dá)成度(CO一達(dá)成度)*零.一+(CO二達(dá)成度)*零.五+(CO三達(dá)成度)*零.一+(CO四達(dá)成度)*零.三本課程支撐地畢業(yè)要求指標(biāo)點地達(dá)成度評價方式如表三所示。表三畢業(yè)要求指標(biāo)點達(dá)成度評價方式指標(biāo)點權(quán)重系數(shù)*考核方式考核模塊考試考查作業(yè)實驗其它√√√√一,二,三達(dá)成度評價方式指標(biāo)點達(dá)成度(CO一達(dá)成度)*零.一+(CO二達(dá)成度)*零.五+(CO三達(dá)成度)*零.一+(CO四達(dá)成度)*零.三課程內(nèi)容安排與要求學(xué)內(nèi)容,要求及教學(xué)方法本課程建議四八學(xué)時,課堂講授四零學(xué)時,內(nèi)容包括:第一講 C++基礎(chǔ)（一）,四學(xué)時學(xué)內(nèi)容:對象地概念,面向?qū)ο蠹夹g(shù)地核心概念;C++程序地編輯,編譯與鏈接方法;C++引用類型;函數(shù)重載地概念與實現(xiàn)機制;異常處理。對象地概念,面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計地基本思想。面向?qū)ο蠹夹g(shù)地核心概念,C++程序開發(fā)地步驟。C++地引用類型。函數(shù)重載方法與意義。異常處理地方法。重點:對象地基本概念面向?qū)ο蠹夹g(shù)地核心概念引用類型異常處理語句函數(shù)重載難點:面向?qū)ο笈c面向過程兩種方法地不同引用類型教學(xué)要求:掌握:對象地基本概念;引用類型;函數(shù)重載方法;異常處理方法。理解:面向?qū)ο笈c面向過程地區(qū)別,面向?qū)ο蠹夹g(shù)地核心概念;異常處理地意義與方法。了解:C++程序編輯與運行過程。教學(xué)方法:采用探討式,案例驅(qū)動地教學(xué)方法,以實例出發(fā)行介紹與比較,使學(xué)生首先對面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計有一個初步理解。能力培養(yǎng):培養(yǎng)學(xué)生分析,總結(jié)問題地能力。第二講類:面向?qū)ο蟮鼗ǘ?六學(xué)時學(xué)內(nèi)容:面向?qū)ο蟮爻绦蛟O(shè)計方法是運用面向?qū)ο蟮赜^點對現(xiàn)實世界地各種問題行抽象,并用計算機程序來描述并解決問題。這種描述與處理通過類與對象來實現(xiàn)。本講介紹類與對象地基本概念。數(shù)據(jù)抽象與封裝地概念;類地概念與定義。對象地概念;類與對象之間地關(guān)系;對象成員地使用方法。類地訪問控制。類地靜態(tài)數(shù)據(jù)成員與靜態(tài)成員函數(shù)。類對象地構(gòu)造,初始化與析構(gòu):構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)。數(shù)據(jù)封裝地概念。重點:類與對象地概念;類地定義;對象地定義。訪問控制。靜態(tài)成員。構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)難點:理解類地靜態(tài)成員。使用面向?qū)ο蠓椒ň帉憫?yīng)用程序。教學(xué)要求:掌握:類地定義方法;訪問控制,靜態(tài)成員地定義語法;類地構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)地概念,語法,用途;數(shù)據(jù)封裝地概念。理解:數(shù)據(jù)抽象地概念;封裝機制;通過類對抽象結(jié)果行描述;類與對象地關(guān)系。了解:make工具地使用;如何使用面向?qū)ο蠓椒ň帉憫?yīng)用程序。教學(xué)方法:采用啟發(fā)式教學(xué)方法,以現(xiàn)實世界地事物為例,采用案例驅(qū)動方式,講解面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計地核心概念,結(jié)合現(xiàn)實世界地對象及對象之間地關(guān)系,介紹面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計地類與對象等概念。能力培養(yǎng):培養(yǎng)學(xué)生分析,總結(jié)問題地能力。培養(yǎng)學(xué)生獲取技術(shù),資源,現(xiàn)代工程工具與信息技術(shù)工具地能力。第四講 類地高級特（二）,二學(xué)時學(xué)內(nèi)容:復(fù)制控制:淺復(fù)制與深復(fù)制,轉(zhuǎn)移語義。指向類成員地指針。友元機制。類地const成員。類地類型名。重點:復(fù)制控制。難點:復(fù)制控制地機制與實現(xiàn);轉(zhuǎn)移語義。教學(xué)要求:掌握:復(fù)制控制地機制與實現(xiàn);類地類型名定義方法。理解:轉(zhuǎn)移語義。了解:指向類成員地指針。教學(xué)方法:采用啟發(fā)式教學(xué)方法,并結(jié)合實例詳解講解知識點。能力培養(yǎng):在課程教學(xué),通過做學(xué)教學(xué)方法,采用案例驅(qū)動方式,訓(xùn)練學(xué)生掌握C++語言地操作實踐。通過課堂案例實踐與課后實踐作業(yè),培養(yǎng)學(xué)生面向?qū)ο笏伎?建模與編程能力。培養(yǎng)學(xué)生獲取技術(shù),資源,現(xiàn)代工程工具與信息技術(shù)工具地能力。能力培養(yǎng):培養(yǎng)學(xué)生分析,總結(jié)問題地能力。培養(yǎng)學(xué)生獲取技術(shù),資源,現(xiàn)代工程工具與信息技術(shù)工具地能力。第五講 運算符重載（二）,四學(xué)時學(xué)內(nèi)容:本講主要講述C++運算符重載地思想與方法,內(nèi)容包括運算符地重載形式,常用運算符地重載,并給出實際案例。運算符重載形式與規(guī)則。常用運算符地重載:賦值,算數(shù),關(guān)系,流。類型轉(zhuǎn)換。特殊運算符地重載:[],*,->,()。重點:常用運算符地重載。難點:特殊運算符地重載。教學(xué)要求:掌握:運算符重載地原理,語法;常用運算符地重載方法并能熟練運用。理解:兩種運算符重載形式地選擇;運算符函數(shù)參數(shù)與返回地選擇。了解:類型轉(zhuǎn)換運算符地重載;特殊運算符地重載。教學(xué)方法:采用探討式,案例驅(qū)動地教學(xué)方法,通過實例詳解講解知識點。能力培養(yǎng):在課程教學(xué),通過做學(xué)教學(xué)方法,采用案例驅(qū)動方式,訓(xùn)練學(xué)生掌握C++語言地運算符重載地思想與方法,幾種特殊運算符地重載。通過課堂案例實踐與課后實踐作業(yè),培養(yǎng)學(xué)生靈活運用面向?qū)ο笤O(shè)計思想地能力。培養(yǎng)學(xué)生獲取技術(shù),資源,現(xiàn)代工程工具與信息技術(shù)工具地能力。第六講 繼承（二）,四學(xué)時學(xué)內(nèi)容:本講介紹繼承與派生地有關(guān)概念及其在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計地應(yīng)用。軟件重用思想;繼承與派生地概念。派生類地定義;派生類地構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)。繼承地實現(xiàn)機制。基類成員地繼承。賦值兼容原則。多繼承。繼承地前提:正確地分離。重點:派生類地定義。派生類地構(gòu)造與析構(gòu)。繼承地實現(xiàn)機制。賦值兼容原則地原理。難點:多繼承:虛基類與虛繼承,以及多繼承面臨地二義問題。如何正確地給對象分類并實現(xiàn)。教學(xué)要求:掌握:繼承與派生地概念;賦值兼容原則;正確地分類方法。理解:基類成員地繼承。了解:多繼承。教學(xué)方法:采用探討式,案例驅(qū)動地教學(xué)方法,通過實例詳解講解知識點。能力培養(yǎng):在課程教學(xué),通過做學(xué)教學(xué)方法,采用案例驅(qū)動地方法,訓(xùn)練學(xué)生掌握C++語言地繼承與派生地思想與方法,繼承地實現(xiàn)機制,賦值兼容原則以及如何正確地分類。通過課堂案例實踐與課后實踐作業(yè),培養(yǎng)學(xué)生靈活運用面向?qū)ο笤O(shè)計思想與建模能力。培養(yǎng)學(xué)生獲取技術(shù),資源,現(xiàn)代工程工具與信息技術(shù)工具地能力。第七講多態(tài)（二）,二學(xué)時學(xué)內(nèi)容:本講介紹面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計多態(tài)地概念及有關(guān)知識。多態(tài)地概念。虛函數(shù)。純虛函數(shù)與抽象類。重點:多態(tài)地思想與實現(xiàn)形式。虛函數(shù)地實現(xiàn)機制。純虛函數(shù)與抽象類地概念及應(yīng)用。難點:虛函數(shù)地實現(xiàn)機制。抽象類地繼承。教學(xué)要求:掌握:多態(tài)地概念;虛函數(shù)地概念與語法,并能熟練運用;純虛函數(shù)與抽象類地概念及語法,并能熟練運用。理解:虛函數(shù)地實現(xiàn)機制。教學(xué)方法:采用探討式,案例驅(qū)動地教學(xué)方法,根據(jù)現(xiàn)實生活同一詞語在不同場合地意義不同地現(xiàn)象引入多態(tài)地概念,在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計可以對應(yīng)不同地機制實現(xiàn)多態(tài),當(dāng)不同地對象接受同樣地信息時也可以有不同地動作,這可以通過虛函數(shù)實現(xiàn)。能力培養(yǎng):在課程教學(xué),通過做學(xué)教學(xué)方法,訓(xùn)練學(xué)生掌握C++語言地多態(tài)地概念,純虛函數(shù)與抽象類地定義與使用。通過課堂案例實踐與課后實踐作業(yè),培養(yǎng)學(xué)生靈活運用面向?qū)ο笤O(shè)計思想與建模能力。培養(yǎng)學(xué)生獲取技術(shù),資源,現(xiàn)代工程工具與信息技術(shù)工具地能力。第八講模板（三）,六學(xué)時學(xué)內(nèi)容:本講介紹模板與泛型編程地有關(guān)概念。變量模板。函數(shù)模板:定義與使用函數(shù)模板;函數(shù)模板地重載與特化;完美轉(zhuǎn)發(fā);折疊表達(dá)式。類模板:定義與使用了模板;類模板地特化;類模板地友元;類模板地繼承與派生;類模板地變長參數(shù);類模板能地改。模板地別名。traits技術(shù)。模板元編程。重點:函數(shù)模板:定義與使用函數(shù)模板;函數(shù)模板地重載與特化。類模板:定義與使用了模板;類模板地特化;類模板地友元;類模板地繼承與派生。難點:模板地特化。類模板地應(yīng)用。traits技術(shù)。教學(xué)要求:掌握:函數(shù)模板地概念與語法;類模板地概念與語法;并能在十幾種運用。理解:泛型程序設(shè)計地思想;類模板地別名。了解:traits技術(shù);模板元編程。教學(xué)方法:采用探討式,案例驅(qū)動地教學(xué)方法,根據(jù)面向過程地程序設(shè)計存在地重復(fù)編寫同一段代碼地問題引入類型參數(shù)化地思想,即同一函數(shù)可處理不同類型地數(shù)據(jù)。通過實例,用類模板實現(xiàn)鏈表,可處理不同類型地數(shù)據(jù),加深對模板地理解。能力培養(yǎng):在課程教學(xué),通過做學(xué)教學(xué)方法,采用案例驅(qū)動地方式,訓(xùn)練學(xué)生掌握C++語言地函數(shù)模板與模板函數(shù),類模板與模板類地定義與使用。通過課堂案例實踐與課后實踐作業(yè),培養(yǎng)學(xué)生靈活運用面向?qū)ο笤O(shè)計思想與建模能力。培養(yǎng)學(xué)生獲取技術(shù),資源,現(xiàn)代工程工具與信息技術(shù)工具地能力。第九講容器,迭代器與泛型算法（三）,六學(xué)時學(xué)內(nèi)容:容器地概念。容器地迭代器:結(jié)構(gòu)設(shè)計與實現(xiàn)。泛型算法:多種類型地泛型算法;iteratortraits。標(biāo)準(zhǔn)模板庫STL。重點:迭代器地概念與設(shè)計。泛型算法地設(shè)計。難點:迭代器地概念與設(shè)計。iteratortraits。教學(xué)要求:掌握:容器地概念,并能在實際設(shè)計封裝良好地容器類;迭代器地概念,并能在實際為容器設(shè)計迭代器;泛型算法地概念,并能在實際設(shè)計簡單地泛型算法。理解:STL庫C++地標(biāo)準(zhǔn)模板庫STL,并能在實際主動使用標(biāo)準(zhǔn)容器與算法。了解:iteratortraits。教學(xué)方法:采用探討式,案例驅(qū)動地教學(xué)方法,通過對比原生指針迭代地方式,詳細(xì)講解迭代器地結(jié)構(gòu)。通過實際地需求,分析,講解泛型算法地設(shè)計思路與編碼。能力培養(yǎng):在課程教學(xué),通過做學(xué)教學(xué)方法,訓(xùn)練學(xué)生掌握C++語言地容器與迭代器,泛型算法地定義與使用。通過課堂案例實踐與課后實踐作業(yè),培養(yǎng)學(xué)生靈活運用面向?qū)ο笤O(shè)計思想與建模能力。培養(yǎng)學(xué)生獲取技術(shù),資源,現(xiàn)代工程工具與信息技術(shù)工具地能力。第一零講多線程（三）,二學(xué)時學(xué)內(nèi)容:多線程有關(guān)地關(guān)鍵概念。C++地多線程庫:thread,mutex,condition_variable,future。多線程編程案例。重點:多線程庫重要類（模板）地使用。難點:多線程編程。教學(xué)要求:掌握:thread與mutex地使用方法。理解:無。了解:并發(fā)地概念;同步與異步地概念;互斥,享與鎖地概念;C++地多線程庫,并能初步應(yīng)用。教學(xué)方法:采用探討式,案例驅(qū)動地教學(xué)方法,通過案例地分析與講解,介紹多線程庫地使用方法。通過較復(fù)雜案例地講解,說明多線程地編碼方法。能力培養(yǎng):在課程教學(xué),通過做學(xué)教學(xué)方法,采用案例驅(qū)動地方式,訓(xùn)練學(xué)生掌握C++多線程庫地使用。培養(yǎng)學(xué)生獲取技術(shù),資源,現(xiàn)代工程工具與信息技術(shù)工具地能力。第一一講面向?qū)ο蟮卦O(shè)計原則（三）,二學(xué)時學(xué)內(nèi)容:單一職責(zé)原則。開閉原則。聚集與組合復(fù)用原則。里氏替換原則。依賴倒置原則。接口隔離原則。最少知識原則。重點:OOD原則。難點:原則地應(yīng)用。教學(xué)要求:掌握:初步OOD原則,并能在實際主動運用。理解:無。了解:了解主要地OOD原則。教學(xué)方法:采用探討式,案例驅(qū)動地教學(xué)方法,通過案例地分析與講解,介紹OOD原則應(yīng)用場景。能力培養(yǎng):在課程教學(xué),通過做學(xué)教學(xué)方法,采用案例驅(qū)動地方式,訓(xùn)練學(xué)生初步掌握OOD原則及其應(yīng)用場景。培養(yǎng)學(xué)生獲取技術(shù),資源,現(xiàn)代工程工具與信息技術(shù)工具地能力。第一二講C++程序設(shè)計案例（三）,二學(xué)時學(xué)內(nèi)容:一個復(fù)雜地C++程序案例實現(xiàn)過程。MVC設(shè)計模式。重點:程序設(shè)計過程。難點:MVC原理。教學(xué)要求:掌握:無。理解:無。了解:了解C++程序地完整開發(fā)過程;MVC地概念。教學(xué)方法:采用探討式地教學(xué)方法,通過案例地分析與講解,介紹復(fù)雜程序設(shè)計全過程。能力培養(yǎng):在課程教學(xué),通過做學(xué)教學(xué)方法,采用案例驅(qū)動地方式,訓(xùn)練學(xué)生分析,設(shè)計與實現(xiàn)復(fù)雜問題地能力。培養(yǎng)學(xué)生獲取技術(shù),資源,現(xiàn)代工程工具與信息技術(shù)工具地能力。（二）自學(xué)內(nèi)容與要求無。（三）實踐教學(xué)環(huán)節(jié)與要求本課程實驗含一個實驗項目,八學(xué)時