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C++程序設計實踐教程(新國標微課版)

包郵 C++程序設計實踐教程(新國標微課版)

作者:馬光志
出版社:華中科技大學出版社出版時間:2023-07-01
開本: 16開 頁數: 432
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C++程序設計實踐教程(新國標微課版) 版權信息

C++程序設計實踐教程(新國標微課版) 本書特色

(1)全國目前沒有介紹2023年*新C 國際標準的教材。(2)內容比C  Primer等介紹2011年C 標準的教材更全面、更深入(3)注重實戰性,例題和習題來自于實戰開發中遇到的各種問題,能覆蓋知乎網站C 數千問答的內容。(4)教材及習題配有微課視頻,例題及習題同時注重趣味性,同時具備簡單的數學建模和面向對象的建模。(5)采用Microsoft Visual Studio Qt插件,兩者均能用于開發和發布windows、linux、andriod及ios等不同操作系統平臺下的軟件。

C++程序設計實踐教程(新國標微課版) 內容簡介

本書致力于從理論結合實戰的角度介紹C++的語法、標準庫以及開發環境,結合知乎網站等出現的數千個C++學習與開發問題,將面向對象的建模技術同簡單的數學建模相結合,從而同時培養同學分析問題、解決問題的能力。本書的例題及習題注重趣味性,并同時與要介紹的C++概念巧妙結合,從而較好闡述了C++語法概念的使用背景,使得同學們在遇到新的類似的問題時,能夠恰當的利用C++的相關概念解決問題。本教材采用的實驗環境為Microsoft Visual Studio+Qt插件,該環境開發和發布的程序可以在windows、linux、android、ios、QNX、Embedded Linux等不同操作系統平臺及桌面和移動等不同環境運行,利用數學建模+面向對象建模+圖形用戶界面三層模式。

C++程序設計實踐教程(新國標微課版) 目錄

第1章 C 引論 1

1.1 計算機的體系結構 1

1.1.1 計算機系統的體系結構 1

1.1.2 數據與機器指令的解析 3

1.2 進制及其轉換和運算 5

1.2.1 計算機采用二進制的原因 5

1.2.2 C 的常用進制及其運算 6

1.3 80x86系列匯編語言 8

1.3.1 匯編語言及C 編譯簡介 8

1.3.2 匯編指令及C 程序編譯 9

1.4 C 的發展歷史及特點 13

1.4.1 C 的發展歷史 14

1.4.2 C 的特點 14

1.5 語法圖與程序流程圖 15

1.5.1 C 的語法圖 15

1.5.2 程序流程圖 17

1.6 編譯環境的安裝與使用 18

1.6.1 編譯過程及編譯環境 19

1.6.2 Microsoft Visual Studio 2019的安裝 19

練習題 26

第2章 類型、常量及變量 27

2.1 C 的單詞 27

2.1.1 C 的字符集 27

2.1.2 C 的關鍵字 28

2.2 預定義類型及值域和常量 29

2.2.1 預定義類型及其數值轉換 29

2.2.2 強制類型轉換及類型值域 31

2.2.3 預定義類型及相關常量 33

2.3 變量及其類型解析 37

2.3.1 變量的聲明和定義 38

2.3.2 指針及其類型理解 41

2.3.3 有址引用變量 49

2.3.4 無址引用變量 55

2.3.5 元素、下標及數組 57

2.4 運算符及表達式 60

2.4.1 位運算與等號運算 60

2.4.2 指針運算及其結合方向 61

2.4.3 關系運算及結果轉換 62

2.5 結構與聯合 64

2.5.1 結構體 64

2.5.2 聯合體 66

練習題 68

第3章 語句、函數及程序設計 70

3.1 C 的語句 70

3.1.1 簡單語句 70

3.1.2 轉移語句 71

3.1.3 分支語句及分支預選 73

3.1.4 循環語句 76

3.1.5 break和continue語句 80

3.1.6 asm和static_assert語句 81

3.2 C 的函數 82

3.2.1 函數聲明與定義 82

3.2.2 頭文件與聲明 84

3.2.3 函數的參數聲明 86

3.2.4 函數重載 88

3.2.5 inline、constexpr及consteval函數 90

3.2.6 線程互斥及線程本地變量 94

3.3 作用域 95

3.3.1 全局作用域與文件作用域 95

3.3.2 局部作用域與塊作用域 97

3.4 生命期 99

3.5 程序設計實例 101

3.5.1 棧編程實例 101

3.5.2 隊列編程實例 103

3.5.3 有限自動機編程實例 105

練習題 108

第4章 C 的類 110

4.1 類的聲明及定義 110

4.1.1 面向對象的基本概念 110

4.1.2 類及對象定義的實例 111

4.2 成員訪問權限及突破方法 115

4.2.1 成員的訪問權限 116

4.2.2 突破成員的訪問權限 117

4.3 內聯、匿名類及位域 118

4.3.1 函數成員的內聯 118

4.3.2 無對象的靜態匿名聯合 119

4.3.3 局部類及位域成員 121

4.4 new和delete運算符 122

4.4.1 簡單類型及單個對象內存管理 122

4.4.2 復雜類型及對象數組內存管理 124

4.5 隱含參數this 126

4.6 對象的構造與析構 128

4.6.1 構造函數及對象初始化 128

4.6.2 成員默認值及構造與析構 130

4.7 類及對象的內存布局 132

練習題 135

第5章 成員及成員指針 137

5.1 實例成員指針 137

5.1.1 實例成員指針的用法 137

5.1.2 實例成員指針的限制 139

5.2 const、volatile和mutable 140

5.2.1 const和volatile的用法 140

5.2.2 mutable實例數據成員 144

5.3 靜態數據成員 146

5.3.1 靜態數據成員的用法 146

5.3.2 靜態數據成員的限制 149

5.4 靜態函數成員 151

5.4.1 靜態函數成員的訪問 151

5.4.2 靜態函數成員的限制 152

5.5 靜態成員指針 153

5.5.1 靜態成員指針的用法 153

5.5.2 多種指針的混合用法 154

5.6 聯合的成員指針 155

練習題 157

第6章 繼承與構造 160

6.1 單繼承類 160

6.2 繼承方式 162

6.2.1 繼承后成員的訪問權限 162

6.2.2 訪問權限的修改 165

6.3 成員訪問及其指針 166

6.4 構造與析構 168

6.4.1 對象構造的執行順序 168

6.4.2 new、delete引起的構造與析構 169

6.5 父類與子類 170

6.5.1 父類及其函數調用 170

6.5.2 友元和派生類函數中的父子類關系 172

6.6 派生類的內存布局 174

練習題 175

第7章 可訪問性 178

7.1 作用域運算符 178

7.1.1 面向對象的作用域 178

7.1.2 面向過程的作用域 181

7.2 名字空間 182

7.2.1 名字空間的基本用法 182

7.2.2 使用名字空間的注意事項 185

7.3 成員友元 187

7.3.1 成員友元的一般用法 188

7.3.2 互為依賴的類的友元 189

7.4 普通友元及其注意事項 190

7.4.1 普通友元的一般用法 191

7.4.2 友元使用的注意事項 193

7.5 覆蓋與隱藏 195

7.5.1 覆蓋與隱藏的用法 195

7.5.2 使用using避免數據成員覆蓋 196

7.6 同體與異體 198

練習題 199

第8章 多態與虛函數 203

8.1 虛函數 203

8.1.1 虛函數的聲明及定義 203

8.1.2 虛函數的重載及內聯 205

8.2 虛析構函數 209

8.3 類的引用 210

8.3.1 類的引用變量及其析構 211

8.3.2 類的引用參數及其析構 213

8.4 抽象類 217

8.4.1 抽象類的定義及用法 217

8.4.2 抽象類的應用實例 218

8.5 虛函數友元與晚期綁定 221

8.5.1 虛函數作為友元 221

8.5.2 虛函數的晚期綁定 222

8.6 有虛函數時的內存布局 223

練習題 225

第9章 多繼承與虛基類 227

9.1 多繼承類 227

9.1.1 無多繼承的替代方案 227

9.1.2 多繼承存在的問題 228

9.2 虛基類 230

9.3 派生類成員 232

9.3.1 無虛基類時的成員同名 232

9.3.2 有虛基類時的成員同名 233

9.4 單重及多重繼承的構造與析構 234

9.4.1 單繼承的構造與析構 234

9.4.2 多繼承的構造與析構 236

9.5 多繼承類的內存布局 237

9.5.1 無虛基類時的內存布局 237

9.5.2 有虛基類時的內存布局 239

練習題 242

第10章 異常與斷言 245

10.1 異常處理 245

10.1.1 拋出與捕獲 245

10.1.2 異常的傳播 247

10.2 捕獲順序 248

10.3 函數的異常接口 249

10.3.1 異常接口聲明 250

10.3.2 noexcept接口 251

10.4 異常類型 253

10.5 異常對象的析構 254

10.5.1 通過對象指針析構 254

10.5.2 未完成對象的析構 256

10.6 斷言 257

練習題 259

第11章 運算符重載 260

11.1 運算符概述 260

11.1.1 結果為左值的運算符 260

11.1.2 運算符重載的分類 261

11.1.3 成員重載與非成員重載 262

11.2 運算符參數 263

11.2.1 自增與自減的重載 264

11.2.2 重載運算符-> 265

11.2.3 單雙目運算符的重載 266

11.3 賦值與調用 268

11.3.1 賦值運算符的重載 268

11.3.2 構造函數的重載 271

11.3.3 安全的編程方法 272

11.4 類型轉換與內存管理 273

11.4.1 單個顯式參數構造函數 274

11.4.2 強制類型轉換重載函數 275

11.4.3 重載new和delete 276

11.5 重載、[]及文本運算符 278

11.5.1 重載運算符 278

11.5.2 重載[]運算符 280

11.5.3 重載文本運算符 281

11.6 運算符重載實例 282

11.6.1 符號表運算的重載實例 282

11.6.2 棧及隊列運算重載實例 284

練習題 289

第12章 類型解析、轉換與推導 295

12.1 隱式與顯式類型轉換 295

12.1.1 簡單類型的隱式轉換 295

12.1.2 簡單類型的顯式轉換 297

12.1.3 簡單類型的轉換結果 298

12.2 cast系列類型轉換 302

12.2.1 static_cast——靜態轉換 302

12.2.2 const_cast——只讀轉換 303

12.2.3 dynamic_cast——動態轉換 306

12.2.4 reinterpret_cast——重釋轉換 310

12.3 類型轉換實例 312

12.3.1 typeid獲取類型標識 313

12.3.2 explicit要求顯式調用 314

12.3.3 棧的類型轉換實例 316

12.4 自動類型推導 318

12.4.1 auto的一般用法 319

12.4.2 auto用于函數、數組、列表和結構 320

12.4.3 表達式類型的提取decltype 322

12.5 Lambda表達式 324

12.5.1 Lambda表達式的聲明 324

12.5.2 Lambda表達式的參數 327

12.5.3 準函數Lambda表達式 331

練習題 334

第13章 模板、模塊、概念、協程 335

13.1 變量模板及其實例 335

13.1.1 變量模板的定義 335

13.1.2 變量模板的實例化 336

13.2 函數模板 337

13.2.1 函數模板的定義 337

13.2.2 成員函數模板的定義 339

13.2.3 可變類型參數及折疊表達式 340

13.3 函數模板實例化 343

13.3.1 函數模板強制實例化 343

13.3.2 函數模板實例特化 344

13.3.3 涉及指針的模板實例化 345

13.4 類模板及模板別名 346

13.4.1 類模板及模板別名定義 346

13.4.2 派生類類模板的定義 347

13.4.3 多類型參數的類模板 348

13.4.4 省略參數的類模板 349

13.4.5 類模板的友元及Lambda表達式 351

13.5 類模板的實例化及特化 354

13.5.1 類模板的實例化 354

13.5.2 類模板實例特化 354

13.5.3 類模板的部分特化 357

13.5.4 實例化與類型推導 359

13.5.5 類模板及實例成員指針 360

13.5.6 模板分隔符的二義性 361

13.5.7 類模板與泛型 362

13.6 模塊、概念、協程 366

13.6.1 模塊及分區 366

13.6.2 概念及約束 368

13.6.3 協程及編譯配置 371

13.6.4 智能指針及內存回收 376

練習題 379

第14章 流及標準類庫 381

14.1 流類概述 381

14.2 輸出流 382

14.3 輸入流 385

14.4 文件流 386

14.5 串流處理 388

14.6 函數模板format 389

14.7 標準類庫的容器 390

14.8 類型特征type_traits 393

練習題 396

第15章 面向對象開發實例 397

15.1 面向對象設計概述 397

15.2 對象的靜態模型 398

15.3 面向對象的分析 400

15.4 對象的設計與實現 401

15.5 骰子游戲模型設計實例 403

15.5.1 問題描述 403

15.5.2 對象模型 404

15.5.3 對象設計 405

15.6 游戲模型程序設計 408

練習題 414

參考文獻 422
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C++程序設計實踐教程(新國標微課版) 作者簡介

馬光志,湖北鐘祥人,博士,副教授。1985在大連理工大學獲計算機軟件學士學位,1988年在華中科技大學獲計算機軟件碩士學位,2009年獲華中科技大學計算機軟件博士學位,1997、2011年先后在美國North Illinois University、Kennesaw State University培訓及訪問。主要研究方向為人工智能、圖像處理、深度學習,曾發表國際期刊SCI論文25篇、國際會議發表論文10篇,國內期刊會議論文30篇,出版教材5部,獲得授權發明專利1項,獲得6項軟件著作版權。主持與參加了近30個研究開發項目,包括國家自然科學基金1項,省自然科學基金1項,國家863及973共4項,國家重大研發計劃1項,中英國際合作及中加國際合作項目各1項,上海聯影橫向合作項目4項,以及與醫學圖像、醫院信息、衛生監管等相關的多個研究開發項目8項。曾參加C語言至8086匯編語言編譯器的研究與開發項目。獲得中國醫院科技創新獎1次,湖北省科技進步二等獎2次、三等獎1次。講授的課程主要包括數據開采與知識發現、面向對象程序設計、C 程序設計、Java程序設計、匯編語言程序設計,Lisp語言,Prolog語言,數據結構等。

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