C++程序設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)課件

C++程序設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)課件本課程將帶您深入學(xué)習(xí)C++程序設(shè)計的基礎(chǔ)知識，并掌握開發(fā)實用應(yīng)用程序的能力。C++語言概述C++語言的起源和發(fā)展C++語言是C語言的擴(kuò)展，由BjarneStroustrup于1979年創(chuàng)建。最初名為“CwithClasses”，后來更名為C++。它是一種強大的、面向?qū)ο蟮木幊陶Z言，廣泛應(yīng)用于系統(tǒng)編程、游戲開發(fā)、圖形處理等領(lǐng)域。C++語言的特點C++語言的特點包括：高效性、可移植性、面向?qū)ο缶幊?、支持多種編程范式等。它提供了豐富的庫和工具，方便開發(fā)者進(jìn)行各種類型的軟件開發(fā)。C++開發(fā)環(huán)境配置選擇合適的編譯器目前，常見的C++編譯器包括GCC、Clang、VisualStudio等。選擇適合自己的編譯器，并根據(jù)操作系統(tǒng)進(jìn)行安裝。設(shè)置編譯器路徑將編譯器的可執(zhí)行文件路徑添加到系統(tǒng)環(huán)境變量中，方便在命令行中調(diào)用編譯器。安裝集成開發(fā)環(huán)境(IDE)使用IDE可以方便地編寫、編譯、調(diào)試C++代碼。常用的IDE包括VisualStudio、Code::Blocks、QtCreator等。C++基本語法程序結(jié)構(gòu)C++程序一般由以下結(jié)構(gòu)組成：頭文件、命名空間、函數(shù)、變量聲明和語句塊。語法規(guī)則C++語言的語法規(guī)則包括：標(biāo)識符、關(guān)鍵字、運算符、注釋等。需要遵循相應(yīng)的語法規(guī)范，才能編寫正確的C++代碼。數(shù)據(jù)類型基本數(shù)據(jù)類型C++提供了多種基本數(shù)據(jù)類型，例如int、float、double、char等，用于存儲不同類型的數(shù)據(jù)。數(shù)組類型數(shù)組是一種用來存儲相同類型數(shù)據(jù)的集合，使用下標(biāo)訪問數(shù)組元素。指針類型指針是一種特殊的數(shù)據(jù)類型，用于存儲變量的內(nèi)存地址。引用類型引用是一種別名，它與變量共享相同的內(nèi)存地址。變量和常量變量變量是用來存儲數(shù)據(jù)的內(nèi)存空間，變量需要先聲明再使用，并在聲明時指定數(shù)據(jù)類型。常量常量是指在程序運行期間其值不能被改變的量。使用const關(guān)鍵字聲明常量，方便代碼維護(hù)和提高代碼安全性。運算符和表達(dá)式1算術(shù)運算符C++語言提供了多種算術(shù)運算符，例如加號、減號、乘號、除號、取模運算符等。2關(guān)系運算符關(guān)系運算符用于比較兩個值，并返回布爾值，例如大于、小于、等于、不等于等。3邏輯運算符邏輯運算符用于組合多個條件，并返回布爾值，例如邏輯與、邏輯或、邏輯非。程序的輸入輸出輸入操作使用cin對象從標(biāo)準(zhǔn)輸入流（通常是鍵盤）讀取數(shù)據(jù)。輸出操作使用cout對象將數(shù)據(jù)輸出到標(biāo)準(zhǔn)輸出流（通常是屏幕）。流程控制語句1順序結(jié)構(gòu)程序按照代碼的順序依次執(zhí)行，是最簡單的流程控制結(jié)構(gòu)。2選擇結(jié)構(gòu)根據(jù)條件判斷結(jié)果，選擇執(zhí)行不同的代碼塊，例如if-else語句、switch語句。3循環(huán)結(jié)構(gòu)重復(fù)執(zhí)行一段代碼，直到滿足特定的條件，例如for循環(huán)、while循環(huán)、do-while循環(huán)。if-else語句if語句如果條件為真，則執(zhí)行if代碼塊。else語句如果if條件為假，則執(zhí)行else代碼塊。if-elseif語句可以設(shè)置多個條件，根據(jù)不同的條件執(zhí)行不同的代碼塊。switch語句1switch語句switch語句用于根據(jù)表達(dá)式的值選擇執(zhí)行不同的代碼塊。2case標(biāo)簽每個case標(biāo)簽對應(yīng)一個可能的值，如果表達(dá)式的值與case標(biāo)簽的值匹配，則執(zhí)行該case標(biāo)簽對應(yīng)的代碼塊。3default標(biāo)簽default標(biāo)簽用于處理所有沒有匹配的case標(biāo)簽，如果表達(dá)式的值與任何case標(biāo)簽的值都不匹配，則執(zhí)行default標(biāo)簽對應(yīng)的代碼塊。循環(huán)語句for循環(huán)for循環(huán)用于執(zhí)行指定次數(shù)的循環(huán)，適合執(zhí)行次數(shù)已知的循環(huán)。1while循環(huán)while循環(huán)用于執(zhí)行條件為真的循環(huán)，適合執(zhí)行次數(shù)未知的循環(huán)。2do-while循環(huán)do-while循環(huán)至少執(zhí)行一次循環(huán)體，適合需要至少執(zhí)行一次循環(huán)的場景。3for循環(huán)初始化在循環(huán)開始前，初始化循環(huán)變量，例如i=0。條件判斷在每次循環(huán)開始前，判斷循環(huán)條件是否為真，如果為真，則執(zhí)行循環(huán)體。循環(huán)體循環(huán)體包含要重復(fù)執(zhí)行的代碼。更新在每次循環(huán)結(jié)束后，更新循環(huán)變量，例如i++。while循環(huán)1循環(huán)條件在每次循環(huán)開始前，判斷循環(huán)條件是否為真，如果為真，則執(zhí)行循環(huán)體。2循環(huán)體循環(huán)體包含要重復(fù)執(zhí)行的代碼。do-while循環(huán)1循環(huán)體循環(huán)體包含要重復(fù)執(zhí)行的代碼。2條件判斷在每次循環(huán)結(jié)束后，判斷循環(huán)條件是否為真，如果為真，則繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)體。函數(shù)函數(shù)定義和聲明函數(shù)定義函數(shù)定義包含函數(shù)名、參數(shù)列表、返回值類型和函數(shù)體。函數(shù)聲明函數(shù)聲明用于告訴編譯器函數(shù)的存在，包括函數(shù)名、參數(shù)列表和返回值類型。函數(shù)調(diào)用函數(shù)調(diào)用使用函數(shù)名和實際參數(shù)調(diào)用函數(shù)。函數(shù)參數(shù)值傳遞將實參的值復(fù)制到形參，形參的改變不會影響實參。引用傳遞將實參的地址傳遞給形參，形參的改變會影響實參。函數(shù)返回值返回值函數(shù)可以返回一個值，返回值類型在函數(shù)定義時指定。return語句使用return語句將值返回給調(diào)用函數(shù)。數(shù)組1一維數(shù)組一維數(shù)組是一種線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲相同類型的元素。2二維數(shù)組二維數(shù)組是一種矩陣結(jié)構(gòu)，用于存儲相同類型的元素，可以用兩個下標(biāo)訪問數(shù)組元素。3字符數(shù)組字符數(shù)組用于存儲字符串，可以作為字符串變量使用。一維數(shù)組數(shù)組定義使用數(shù)據(jù)類型和數(shù)組名聲明數(shù)組，并指定數(shù)組的大小。數(shù)組訪問使用下標(biāo)訪問數(shù)組元素，下標(biāo)從0開始。二維數(shù)組數(shù)組定義使用數(shù)據(jù)類型和數(shù)組名聲明二維數(shù)組，并指定行數(shù)和列數(shù)。數(shù)組訪問使用兩個下標(biāo)訪問二維數(shù)組元素，第一個下標(biāo)表示行號，第二個下標(biāo)表示列號。字符數(shù)組字符串常量使用雙引號括起來的字符序列。字符串變量使用字符數(shù)組存儲字符串，可以使用字符串庫函數(shù)操作字符串。指針指針概念指針是一種特殊的數(shù)據(jù)類型，用于存儲變量的內(nèi)存地址。指針聲明使用數(shù)據(jù)類型和指針名聲明指針，指針名后加星號。指針運算指針可以進(jìn)行加減運算、取值運算等操作。指針基本概念1指針變量指針變量用來存儲變量的內(nèi)存地址。2指針類型指針類型與它指向的變量類型相同，例如int型指針只能指向int型變量。3NULL指針NULL指針表示指針沒有指向任何變量，其值通常為0。指針運算123地址運算符(&)獲取變量的內(nèi)存地址。間接訪問運算符(*)通過指針訪問指針指向的變量。指針加減運算指針加減運算用于訪問數(shù)組元素。指針與數(shù)組指針指向數(shù)組可以使用指針指向數(shù)組的第一個元素，然后通過指針訪問數(shù)組元素。數(shù)組名作為指針數(shù)組名可以作為指向數(shù)組第一個元素的指針使用。動態(tài)內(nèi)存分配1堆內(nèi)存堆內(nèi)存是用于動態(tài)內(nèi)存分配的內(nèi)存區(qū)域，可以使用new和delete運算符進(jìn)行操作。2動態(tài)內(nèi)存分配在程序運行期間根據(jù)需要分配內(nèi)存，可以節(jié)省內(nèi)存空間。3內(nèi)存泄漏使用new分配的內(nèi)存，必須使用delete運算符釋放，否則會造成內(nèi)存泄漏。new和delete運算符new運算符使用new運算符在堆內(nèi)存中分配內(nèi)存。delete運算符使用delete運算符釋放使用new分配的內(nèi)存。類和對象1類類是用戶自定義的數(shù)據(jù)類型，用于描述一組對象的共同特征和行為。2對象對象是類的實例，它擁有類中定義的屬性和方法。3面向?qū)ο缶幊堂嫦驅(qū)ο缶幊淌且环N將程序分解成多個對象的編程范式，它提高了代碼可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。類的定義類名類名用于標(biāo)識類。成員變量成員變量用來存儲對象的屬性。成員函數(shù)成員函數(shù)用來描述對象的行為，也稱為方法。類的封裝數(shù)據(jù)隱藏將類的成員變量和成員函數(shù)隱藏起來，只允許通過訪問器函數(shù)訪問。數(shù)據(jù)封裝將數(shù)據(jù)和操作數(shù)據(jù)的函數(shù)封裝在一起，提高代碼安全性。訪問修飾符publicpublic成員可以被任何地方訪問。privateprivate成員只能被類本身訪問，不能被其他類訪問。protectedprotected成員可以被類本身和派生類訪問。構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)構(gòu)造函數(shù)構(gòu)造函數(shù)用于初始化對象，在對象創(chuàng)建時自動調(diào)用。析構(gòu)函數(shù)析構(gòu)函數(shù)用于釋放對象占用的資源，在對象銷毀時自動調(diào)用?？截悩?gòu)造函數(shù)1拷貝構(gòu)造函數(shù)拷貝構(gòu)造函數(shù)用于創(chuàng)建新的對象，并用另一個已存在的對象初始化新對象。2深拷貝深拷貝會復(fù)制對象的全部數(shù)據(jù)，包括動態(tài)分配的內(nèi)存。3淺拷貝淺拷貝只會復(fù)制對象的指針，不會復(fù)制實際數(shù)據(jù)。運算符重載運算符重載對C++中的運算符進(jìn)行重載，使其能夠處理自定義類型。1重載規(guī)則必須遵循一定的規(guī)則，例如不能改變運算符的優(yōu)先級和結(jié)合性。2繼承1繼承的概念繼承是一種面向?qū)ο缶幊讨械臋C(jī)制，允許派生類繼承基類的屬性和方法。2派生類和基類派生類是從基類繼承來的類，基類是提供屬性和方法的類。3繼承類型繼承類型包括：public繼承、protected繼承、private繼承。繼承的概念代碼復(fù)用繼承可以重用基類的代碼，減少代碼冗余。代碼擴(kuò)展派生類可以擴(kuò)展基類的功能，增加新的屬性和方法。派生類和基類派生類派生類繼承基類的屬性和方法，可以增加自己的屬性和方法?；惢愂翘峁傩院头椒ǖ念?，派生類可以繼承基類的屬性和方法。虛函數(shù)和多態(tài)虛函數(shù)虛函數(shù)是基類中聲明的函數(shù)，在派生類中可以重寫該函數(shù)。多態(tài)多態(tài)是指用相同的接口訪問不同的對象，在運行時動態(tài)選擇執(zhí)行哪個方法。文件操作文件打開和關(guān)閉使用fstream庫中的文件流對象打開文件，并使用close()函數(shù)關(guān)閉文件。文件讀寫操作使用get()、put()、getline()、read()、write()等函數(shù)進(jìn)行文件讀寫操作。文件類型文件類型包括文本文件和二進(jìn)制文件。文件打開和關(guān)閉1打開文件使用文件流對象打開文件，并指定打開模式。2關(guān)閉文件使用close()函數(shù)關(guān)閉文件。文件讀寫操作讀取文件使用get()、put()、getline()等函數(shù)讀取文件數(shù)據(jù)。1寫入文件使用put()、write()等函數(shù)將數(shù)據(jù)寫入文件。2二進(jìn)制文件操作二進(jìn)制文件二進(jìn)制文件以二進(jìn)制形式存儲數(shù)據(jù)，可以存儲任何類型的數(shù)據(jù)。讀寫操作使用read()、write()函數(shù)進(jìn)行二進(jìn)制文件的讀寫操作。異常處理1異常異常是指在程序運行期間發(fā)生的錯誤事件。2異常處理異常處理用于處理程序運行時發(fā)生的錯誤，保證程序的正常執(zhí)行。3try-catch語句try-catch語句用于捕獲異常，并進(jìn)行處理。try-catch語句try塊包含可能拋出異常的代碼。catc