C++程序设计简明教程

众所周知，电子计算机自诞生以来，在各个领域的应用越来越广泛，与人们的联系越来越紧密。进入21世纪以来，这种联系程度有进一步加剧的趋势，计算机正在加速融入人们的生活。计算机作为一种强有力的工具，我们发现已经越来越离不开它了。

计算机通过执行程序来按照要求完成各种各样的工作，程序是用程序设计语言编写的。在众多的面向对象程序设计语言中，C++语言堪称是其中当之无愧的王者，它在工程实践中得到了广泛应用。C++语言完全兼容C语言，具有C语言的全部功能。C++语言全面支持面向对象程序设计方法，擅长于开发较大规模的软件。

C++语言是当今世界上应用最广泛、影响最深远的面向对象程序设计语言之一，也是较难掌握的一门语言。在IT业界有一句口号：“聪明的程序员学习Visual Basic，真正的程序员学习C++”。学好C++语言，不仅有助于深刻理解和掌握面向对象编程的思想和方法，而且可以较快地掌握Java、Visual C++以及C#等语言。正所谓射人先射马，擒贼先擒王。从这个角度来看，C++语言是程序员系统掌握计算机程序语言的首选语言。

本教材依据国家教育部本科《高级语言程序设计课程教学基本要求》编写而成，较为系统地讲解了C++语言的基本概念、常用算法和面向对象程序设计思想，共有11章，主要内容包括面向对象程序设计的概念以及C++语言的基本特点，基本数据类型、变量、运算符、表达式、控制结构以及复合数据类型，函数，类与对象，数组与指针，数据共享与安全，继承，多态性，C++的I/O流，异常处理，C++的应用。前10章全面地介绍了C++语言的基本语法、面向对象程序设计的基本思想、方法，以及数组、函数等重要知识；第11章由几个技术专题组成，综合应用了前面所学的知识，实现一些常用的数据结构。

本书采用案例教学方式，每章均以问题开始，引入语法和算法等相关知识，在解决问题的过程中将相关知识融会贯通，使学生能够迅速把握C++语言编程的要领，理解面向对象程序设计的精髓。本书结构合理，内容实用，行文顺畅，言简意赅。着重于帮助学生形成规范化的编程风格，突出程序设计中思想方法的重要地位；体现启发式教学的风格，培养学生建立C++程序设计的思路和方法。

本书最突出的特色是内容紧凑，语言生动活泼，概念描述准确，举例精当，实践性强。实例的选取不仅数量大，而且相互呼应，自成体系，其中有些案例为国内首次发表。参与编写教材的教师均具有深厚的工程背景，有着丰富的软件开发实践经验。书中经验之谈和心得体会比比皆是，显示了作者对C++语言和面向对象编程思想的深刻理解和熟练地把握运用。

本书由王晓东任主编，付勇智和杨毅任副主编。全书编写分工如下：王晓东编写第4、7、8章，并负责全书的统稿及定稿，王晓东、付勇智共同编写第1、2、5、6章，杨毅、王晓东共同编写第3、9、10、11章。另外参加本书部分编写工作的还有：郑克忠、陈艳海、黄连丽、苗暹、孙剑萍、刘林、程世平、张文生、吕进峰、郭宏、吴桂生、李晓波等。

在本书的写作过程中，得到了张友兵副教授的大力支持；在修改过程中，得到了孙希平博士的悉心指导；在书稿的校对过程中，得到了金唯的热情帮助，在此一一表示衷心的感谢。

在本书编写的过程中，参考了国内外大量的文献资料，在此特向这些文献资料的作者表示深深的谢意。由于作者水平所限，加之时间仓促，书中难免有疏漏和错误之处，敬请各位专家以及广大热心读者不吝指教。作者的E-mail地址是wangxd_qy@163.com。

作者

2008年1月

序
前言
第1章 概述 1
1.1 结构化程序设计 1
1.1.1 程序设计语言的发展 1
1.1.2 结构化程序设计思想 3
1.2 面向对象程序设计 5
1.3 C++语言介绍 8
1.4 C++程序的开发环境 10
1.5 小结 13
习题一 13
第2章 C++基础 14
2.1 基本数据类型 14
2.1.1 标识符与关键字 14
2.1.2 常量 15
2.1.3 变量 17
2.2 表达式与语句 20
2.2.1 算术运算符 21
2.2.2 赋值运算符 21
2.2.3 自增、自减运算符 22
2.2.4 关系运算符 23
2.2.5 逻辑运算符 23
2.2.6 位运算符 24
2.2.7 条件运算符 26
2.2.8 逗号运算符 27
2.2.9 数据类型转换 27
2.2.10 C++语句 27
2.3 输入与输出 28
2.4 选择结构 31
2.4.1 if语句 31
2.4.2 switch语句 35
2.5 循环结构 36
2.5.1 while语句 36
2.5.2 do…while语句 37
2.5.3 for语句 39
2.5.4 循环嵌套 40
2.5.5 流程控制语句 41
2.6 复合数据类型 44
2.6.1 结构体 44
2.6.2 共用体 47
2.6.3 枚举类型 50
2.6.4 typedef 52
2.7 小结 52
习题二 53
第3章 C++函数 57
3.1 函数基础 57
3.1.1 函数定义和声明 58
3.1.2 函数调用 58
3.1.3 嵌套调用 62
3.1.4 递归调用 64
3.2 函数调用的方式 69
3.2.1 传值调用 69
3.2.2 引用调用 70
3.3 内联函数 72
3.4 带默认形参值的函数 74
3.5 函数重载 76
3.6 函数模板 79
3.7 小结 81
习题三 82
第4章 类与对象 84
4.1 概述 84
4.1.1 结构化程序设计 84
4.1.2 面向对象程序设计 86
4.2 类与对象的实现 89
4.2.1 类 89
4.2.2 数据成员 90
4.2.3 成员函数 91
4.2.4 访问控制属性 93
4.2.5 对象 94
4.3 对象的初始化和析构 96
4.3.1 构造函数 97
4.3.2 拷贝构造函数 98
4.3.3 析构函数 99
4.4 类的包含 102
4.5 类模板 107
4.6 程序举例 109
4.7 小结 117
习题四 118
第5章 数组与指针 120
5.1 数组 120
5.1.1 一维数组 120
5.1.2 二维数组 125
5.1.3 对象数组 127
5.1.4 vector容器 130
5.2 指针 134
5.2.1 指针变量 135
5.2.2 指针与数组 138
5.2.3 指针与函数 142
5.2.4 对象指针 144
5.2.5 成员指针 146
5.3 字符串 148
5.3.1 字符串的处理 149
5.3.2 字符串库函数 150
5.3.3 字符串类 152
5.4 动态内存分配 153
5.5 C++程序的结构 157
5.5.1 编译预处理 158
5.5.2 程序结构的组织 159
5.6 小结 161
习题五 162
第6章 数据共享与安全 164
6.1 作用域与生存期 164
6.1.1 作用域 164
6.1.2 生存期 170
6.2 静态成员 172
6.2.1 静态数据成员 173
6.2.2 静态成员函数 173
6.3 友元 175
6.3.1 友元函数 176
6.3.2 友元类 176
6.4 数据安全 179
6.4.1 常引用 181
6.4.2 常指针 181
6.4.3 常对象 182
6.4.4 常成员 182
6.5 小结 185
习题六 185
第7章 继承 187
7.1 概述 187
7.2 继承的实现 189
7.3 继承方式 192
7.3.1 公有继承 192
7.3.2 私有继承 193
7.3.3 保护继承 195
7.4 派生类的初始化和析构 197
7.4.1 派生类的构造函数 197
7.4.2 继承与包含 203
7.5 虚基类 203
7.5.1 多重继承 203
7.5.2 二义性 206
7.5.3 虚基类 209
7.6 向上映射 216
7.7 程序举例 219
7.8 小结 224
习题七 225
第8章 多态性 229
8.1 概述 229
8.2 运算符重载 230
8.2.1 规则 230
8.2.2 重载为成员函数 231
8.2.3 重载为友元函数 234
8.2.4 特殊运算符的重载 237
8.3 虚函数 240
8.4 抽象类 246
8.5 程序举例 253
8.6 小结 260
习题八 261
第9章 C++的输入/输出流 263
9.1 概述 263
9.2 输出流 265
9.2.1 流插入运算符 265
9.2.2 put 265
9.2.3 write 266
9.3 输入流 267
9.3.1 流提取运算符 267
9.3.2 get 267
9.3.3 getline 268
9.3.4 read 269
9.4 格式控制 270
9.4.1 成员函数 270
9.4.2 操纵符 274
9.5 文件的输入输出 278
9.5.1 文件打开与关闭 278
9.5.2 文件的顺序读写 280
9.5.3 文件的定位和状态检测 284
9.6 小结 288
习题九 288
第10章 异常处理 290
10.1 概述 290
10.2 抛出异常 291
10.3 异常捕获 292
10.4 程序举例 294
10.5 小结 296
习题十 296
第11章 C++应用 297
11.1 栈类 297
11.2 矩阵类 302
11.3 链表类 307
11.4 二叉树类 315
11.5 小结 320
习题十一 321
参考文献 322

1. 程序设计基础实践教程（C/C++语言版） [张桂芬 葛丽娜]
2. C++案例项目精讲 [主编 杨国兴]
3. C++程序设计实践教程（第三版） [主编 刘卫国 曹岳辉]
4. C++程序设计（第三版） [主编 曹岳辉 刘卫国]
5. 数据挖掘算法—基于C++及CUDA C [蒂莫西•马斯特斯（Timothy]
6. C++程序设计简明教程 [黄能耿 黄致远 胡丽丹]
7. Visual C++6.0程序项目案例教程 [朱 铭 曾强聪 编著]
8. 嵌入式应用Qt_C++传感数据采集开发实训教程 [主编 刘和文 文燕 谢忠敏]
9. C++程序设计简明教程（第二版） [主 编 王晓东 副主编 陈艳海 ]
10. C++ STL基础案例教程 [钟琪 著]
11. C++程序设计基础教程 [主编 刘志宝 朱伟华 谢利民]
12. Visual C++ & Android程序设计综合实训（第二版） [主编 梁建武]
13. Visual C++程序设计教程（第二版） [梁建武]
14. C++应用程序设计 [刘彦姝 谢景伟]
15. C++程序设计 [陈国志 丛华 单正 编著]
16. C++面向对象程序设计习题解答及上机指导 [李素若 杜华兵]
17. C++面向对象程序设计 [李素若 杜华兵]
18. C/C++程序设计学习辅导 [李婷 李云峰 编著]
19. C/C++程序设计 [李云峰 李婷 编著]
20. 数字音频规范与程序设计：基于Visual C++开发 [曹强 编著]
21. C++程序设计基础实践教程 [主编 杨长兴 李利明]
22. C语言程序设计——Visual C++ 6.0环境（第二版） [张昕]
23. C++程序设计（第二版） [主编 杨长兴 刘卫国]
24. C++程序设计实践教程（第二版） [主 编 刘卫国 杨长兴]
25. C++程序设计基础 [主编 杨长兴]
26. 数据结构（C++描述）习题解答及实习指导 [李根强 谢月娥 主编]
27. 数据结构（C语言版）学习指导与习题解答 [赵坚 姜梅 主编]
28. C++程序设计实验指导与实训 [蔡立军 杜四春 银红霞 编著]
29. C++程序设计 [杜四春 银红霞 蔡立军 编著]
30. 数据结构（C++描述） [李根强 主 编]