《C++程序设计》（第二版）教学指导书第二版

《C++程序设计》（第二版）教学指导书

——供任课教师使用通常认为C++是ー个非纯粹的面向对象的程序设计语言,因为它是从面向过程的C发展而来的,对它有种种诟病。然而编者认为符合ISO14882标准的C++语言是ー种先进的面向对象与参数化程序设计语言。因而本教材从面向对象和参数化程序设计两个方面来展开C++程序设计的教学，这在编者所见过的教材中是仅见的（其他的教材是从面向过程和面向对象两个方面来展开教学）,这也是本教材的教学体系先进所在。本教材的出发点是:与时俱进和实事求是。与时俱进是指教学内容要跟上计算机技术的最新发展;实事求是是指教学要切合当今大学生的实际情况,切合本课程在大一同时开设的课程中的地位。现有的C++的教材的教学体系大致可分两类:第一类是经典的,按语法顺序讲授基本知识、面向过程的程序设计、基于对象的程序设计和面向对象的程序设计。第二类是尽早进入面向对象的程序设计的讲授。侧重于面向对象。本教材可属于第二类,但对教学体系做了全面的改革,力求建立全新的面向对象与参数化程序设计的C++教学体系。将最新发展的知识传授给学生,教学内容的选定以ISO14882C++语言标准为基础。抛弃传统的C++教学面向对象内容以语法为主的教学模式,突出面向对象和参数化程序设计关键技术的教学,让学生获得面向对象C++程序设计的真实本领。这ー全新的教学体系经过4年大范围的教学实践已经成熟。本教材是通用教材,可以用于对计算机知识要求相当深入的专业,包括电类、机电一体化、计算机专业等等。尽管随后续课程组织不同,教学侧重有些不同,但本教材均可适用。课程特色第一,突出面向对象与参数化程序设计关键技术的教学:强调类对象个性实现的关键技术——多态,包括重载（编译时的多态,包括函数与运算符重载）、层次结构中的同名覆盖与超载（运行时的多态）。在介绍函数时就引入函数重载，在教学刚涉及类对象时就引入运算符的重载。引入的越早应用的机会越多。普遍使用这些技术是面向对象的C++的标/tls〇强调参数化程序设计,突出模板相关内容的教学。不是将模板作为一种语法现象,而是作为ー个有力的工具用于本教材所涉及的全部数据结构基本知识,包括顺序表、链表、栈、队、ニ叉树（可选）以及查找排序算法。同时介绍标准模板库的简单使用方法。提倡完善的类对象封装,不仅封装数据和对数据的操作,而且封装资源（尤其是内存）的动态分配与释放，形成一个完备的子系统。在ー个有层次结构的类体系中内存的动态分配与释放最好封装在成员对象（聚合）中,如同使用标准的string字符串类那样。介绍怎样在面向对象的程序设计中使用异常处理技术来处理一些很难查找甚至是无法避免的运行时错误和异常。总之,不是泛泛介绍面向对象的C++的语法和框架,而是突出实用技术,包括完善的封装、派生、多态和模板,在构造函数中动态分配资源、在析构函数中释放资源和异常处理,这是面向对象的C++程序设计的精髓。本教材要求学生能熟练应用多态（重载和超载）,熟练应用模板，熟练应用派生。习惯在构造函数中动态分配资源、在析构函数中释放资源和异常处理的方式。第二,强调算法，注意介绍有关独立于任何特定编程语言的算法概念和结构，即突出程序设计而不是语法。强调算法,不是忽视语法，而是不要繁琐的钻牛角尖的语法,我们要的是基本的常用的语法,但更多的是模仿。不是知道的语法越多,程序编得越好，而是自己动手编程越多,程序编得越好。第三，培养面向对象程序设计能力。掌握怎样从客观事物中抽象出类来的方法。基础教学与实践教学相结合。在基础教学中采用Windows平台下的控制台方式（命令行方式）以突出编程能力的培养。在实践部分比较全面地学习标准的Windows图形界面编程。采用研究型学习进行课程设计。本教材第二版做了大幅改动。首先例题和习题解答主体按三个熟练应用和一个习惯的要求,进行改编与重组,更加突出了面向对象C++程序设计的实用技术;采用统ー的规范的编程模式,不再体现编程的多样性，降低了学习难度。其次是调整章节安排与精简教学内容。第三,为了更好地配合精讲多练,安排了二十九个（其中两个选做）与教学内容紧密相关的同步实验。第四,更新部分不完全符合ISO14882C++语言标准的内容。性质与任务程序设计课程与数学、物理、外语等ー样，是大学生的通识教育课程,也是从技术角度学习计算机的主要基础课,包括面向对象程序设计及最基本的数据结构和软件工程的知识。其任务是培养学生的面向对象的编程能力,也锻炼大学生的逻辑思维能力（计算机思维方式）。学时安排本教程建议授课时数48学时,习题课8学时,上机实验56学时（含课外上机）。另有课程设计（小型软件设计的实践环节），16学时加上机实验32学时（含课外上机）。课堂教学内容分四部分,共十二章。第一部分,包括第一到第三章,是基础部分。介绍C++程序的基本组成和编写方法,函数的递归以及最简单的常用算法。这ー阶段代码的编写方法,应该是课堂教学的重点。第二部分,包括第四到第五章,是面向对象的入门部分。介绍类对象的组成，构造函数和析构函数的编写,运算符的重载，还有数组与指针的概念和两者之间的对应关系。本阶段逐步过渡到以算法为重点,逐渐淡化代码的编写细节。第三部分,包括第六到第八章,是核心部分。介绍通用算法的编写方法,特别是数据结构的基本算法,和软件的再利用。第六第七两章采用模板技术,第八章采用继承与派生。一般来讲,本阶段以算法为重点,不再细讲代码的编写。第四部分,包括第九到第十一章（标准模板库选读）,是扩展部分。包括:输入输出重载、在构造函数中动态分配资源、在析构函数中释放资源和异常处理、以及标准模板库。本阶段主要学习面向对象的C++程序框架构造知识。考虑到各专业相关课程配置不同,生源不同,授课内容可有筛选。选读内容,可以作为学有余力的同学的自学内容,做到因材施教。其实讲哪些内容,不讲哪些内容,教师完全可以自主掌握，关键是要学生掌握课程特色中所言的三个熟练应用和一个习惯。。教学方法现实情况是:第一,在大一的基础课程中,大学生将程序设计排在数学、外语和物理之后,不可能投入过多的精力,大学生如果要放弃某门课以保证集中精力通过其他课时,最不熟悉的本课程列在首位;第二,大学生对这门课学习的期望值很高,但对学习时可能遇到的困难估计不足;第三,本科生总学时数下降,尽管计算机课程重要性上升,但总学时不可能增加；第四,大学生上机实践的条件大大改善,特别有利于贯彻先进的精讲多练的教学思想。所以在学时有限和学生所投精力有限的条件下,围绕课程特色中提到的面向对象关键技术进行精讲多练是第一条。为此安排了29个同步实验。一年级大学生认为应试教育天经地义,大学应延续中学的应试教育,不懂得主动学习〇要培养大学生的自学能力。预习是本课程对学生的基本要求。整个教学强调过程,知识积累的过程，能力培养的过程,使学生能快乐地学习。（但绝不是自学,实践经验指出，自学出来的学生实际应用时编出

来的程序往往效率低,错误百出,而且别人看不懂,无法交流,原因就在不会规范化地编程。）一定要避免应试教育。教学要求高于考试要求,必须给学生真本事。考试可以多样化，面要广,难度要适中。切忌题目过偏过难，切忌出弯弯绕的语法题,要考学生编程的实际能力,这是大学的第一门计算机课,不要把多数学生的自信心毁了。授课时要采用案例教学法,从实例引出语法,尽管书中多数地方为了阅读方便是将语法条文单列,甚至放在前面，但上课时不要顺序往下讲。现在提供的电子教案只是参考，修改和重编的过程也是熟悉教学内容和发现问题的过程。要求每位老师自己做有自己个性的教案。面向对象程序设计的原代码通常比较庞大,原因是数据与数据的操作封装在ー起,原则上包含的操作要全面,正是众多的成员函数使学生认为自己面对的是ー个庞然大物,吓也吓蒙了。教师应该指出成员函数是ー个个独立的操作，每ー个成员函数都是简单的。可以给学生讲讲庖丁解牛的故事,要求学生做到目无全牛，也就是面向对象的程序要一个ー个函数来编。习题与实验都是学生的实践机会,具体指导和讲评是必要的。特别是在学生尚未入门时具体指导尤其重要，最好是在实验室里配大屏幕显示,学生与教师演示同步操作，或用同步操作的教学软件。如无此条件,至少教师在第二章和第三章课堂教学时多做控制台应用程序设计全过程演示。在辅导实验时只可能解决少数学生的少数问题，提倡上机时学生互相讨论互相帮助。做习题，也提倡较难的题可以同学之间先讨论再独立完成。也可以把部分习题的参考答案先发给学生作为参考,毕竟我们要求规范化编程，主要是灵活应用通用算法,不是创造别人看不懂的算法,初级阶段主要是模仿,见多识

广后就能编出好的程序。讲评是在学生做完习题和实验之后,针对学生实际发生的最常见的错误进行的,也可以介绍ー些同学的好作业,这是一个总结提高的过程。面向对象C++程序设计的习题基本是在一个C++的类或类模板定义中添加一些成员函数。建议可以给学生提供完整的类定义和需添加的成员函数的声明，以及检测其功能的主函数代码,同时给出需添加的成员函数的思路或提示,仅让学生编写需添加的成员函数，可能效果会更好。建议将给教师使用的习题参考答案,删去要求编写的函数，添加所需的说明,再发给同学去做习题,这样即降低了难度也突出了重点，便于学生调通程序，同时提高了学生的信心和学习的效率。实验也可做类似的考虑。该教学体系培养的学生所编的程序给人的第一影响应该是:这是规范的面向对象的程序。对于需要计算机知识较多的专业,程序设计课程应考虑后续课程的需要。尤其是电气电子信息类专业的学生的后续课程中需要大量的面向过程的程序设计的基础知识,包括汇编语言的编程,单片机、嵌入式系统和DSP的C语言编程。面向对象的程序设计其实与面向过程的程序设计是密不可分的。在本课程中,算法的描述实际上是面向过程的，而面向对象是ー种包装,它使程序的整体组织更合理，使用起来更方便。教学中应该合理地将两个方面有机地结合起来,即细节上算法的编程和程序总体上的把握并重。在前三章的教学中对算法的描述,必须侧重于采用C++语言编程的细节的讲解,即培养学生对算法的编程能力。要求学生学会先分析算法，再画UML的活动图或普通的流程图,最后进行编程。特别是在“基本控制结构程序设计”和“函数”这两章的教学中要严格贯彻这ー要求。“类与对象”和“数组与指针”两章是过渡阶段,对编程的细节的讲授随教学推进而逐渐淡化,对程序的整体掌握的要求逐渐加强,使学生的编程能力上一个台阶。从第六章起,算法表述的细节基本留给学生自己看,教师重点讲解脱离具体C++语言的算法本身的描述和程序整体的构造。一方面提高学生的自学能力，另一方面引导学生的编程的大局观。要引导学生,不要做学生的尾巴，片面地降低要求。目录第一章C++基础知识第二章基本捽制结构程序设计第一章函数第四章类与对象第五章数组与指针第六章模板与数据结构第七章动态内存分配与数据结构第八章类的继承与派生第九章输入/输出流类库第十章异常处理第十一章标准模板库（选读）同步实验部分课程设计部分UML活动图UML类图疑难问题解答索引C++类的构造函数的作用的讨论const弓|用forward与向后移动if语句和switch语句的对应关系Node类和List类的复制构造函数讨论this指针的应用try块应用VC++6.〇与标准模板类库VC++的随机数VC++与标准名字空间编程中附加条件的安排标准流文件结束符的使用重载提取和插入运算符初学编程常见错误传统运行库和新的标准库中的输入输出流的差异递归算法的讨论调用树的使用动态分配的讨论多维数组与多级指针构造函数与虚函数关键字索引函数返冋值与返冋引用基类中protected成员的使用静态变量聚合的复制构造函数矩形类讨论类模板的插入和提取运算符的重载类模板的派生的讨论流类库屮的捽制枚举常量的定义模板编译模式模板与派生在实现通用性上的对比默认参数函数默认的构造函数内存分配图派生常见错误派生类的插入和提取运算符的重载使用多态完成定积分的通用性矢量类的边界输出运算符（插入运算符〈〈）的讨论数字与数字串顺序队列转化为循环队列的笄法讨论图解法阅读程序图解法分析克法 Fibonacci级数文件中的数据格式下标运算符重载前向引用声明循环控制变量使用要点异常处理匹配原则•个流文件•次只能与•个磁盘文件建立联系引用的讨论状态字state及其使用技巧指向类成员的指针指针与数组的差异第一章C++基础知识教学目的使大学生了解C++数据和运算的表述方法,简单的输入输出流类,引入广义的数据类型的概念。建议学时安排授课5学时初识C++程序,关键字与标识符,数据类型,变量与常量。2学时。运算符、表达式和语句,数组。2学时。简单的C++输入输出。1学时。教学方法提示从形式上看本章与面向过程的教材差异不大,但教学上要从面向对象的思维方式出发:数据类型总是与相关的算法封装在ー起。不要说成算法是独立的。某种算法可以用于那些数据,这是面向过程的说法，并不切合实际。实际上不同数据类型是重载了运算符。例如加法,对于整型数,执行的是定点运算;而浮点数,首先要对阶。再如除法,对于整型数,执行的是整除,商为整数,另有求余数的运算;而浮点数,商为浮点数,没有求余数的运算。从不同数据有不同算法出发,很容易理解为什么要将函数附属于数据类型。这样考虑问题，学生易于接受面向对象的思想。在本章中,存储方式的概念要建立起来,每ー个变量总是在内存中分配有一块内存单元,不仅本章中的左值、表达式、字面常量和sizeof()与之有关,后面的算法的分析、函数的传值等等全与之有关。介绍数据的存储方式,并在教学的过程中经常利用它们,也是本书的教学特点之一。基本数据类型,相关的算术、关系和逻辑运算,是本章最基本的知识点。有关运算符的结合性是决定同一优先级的运算符组合在ー起时的运算次序,同一优先级的运算符有相同的结合性。如+、-的结合性是从左到右(左结合),则a+b+c-d的运算次序为:((a+b)+c)-d〃先算a+b,再加c,最后减d赋值号=的结合性是从右到左(右结合),则24ス+イ的运算次序为:a=(b=(c+d))〃算出c+d的和,赋给b,再将b赋给a又如前++和单目负ー的结合性是从右到左(右结合),则ー++a的运算次序为:-(++a) 〃先做++a,再取相反数(加负号)这对算法描述是必须的,每ー步做什么必须确定。运算符++,学生往往没有真正理解,普通+的结果放在暂存器(累加器)中,而++的值要返回给变量,变量的值变了。画一个演示图应该好一些。要讲清楚a++与a+1的不同。在第五章的运算符重载教学中,++无返回值,+=有返回值,前者友元方式时参数要使用引用，学生不理解,说看不懂,细问发现不懂在++的运算过程。简单的数组概念的建立对算法的描述是很重要的,所以提前在这里引入。强调3点:第一，数组下标从。开始,这与简化大量的算法有关,不从〇开始,相关的典型算法往往是错的;第二,数组不能作为整体处理,只能按元素处理;第三,数组的初始化方法。字符数组与字符串现在是要求能用,因为它的应用实在太广了。本章中只能讲清组织方式。特别是串结束符,有了它,串的处理方式与数组大为不同。教师必须在这里给学生点明，输出串是输出串内容,输出数组是输出数组首地址。输入输出方式简介,强调会用。输入方面:第一,提醒学生字符输入容易出错,特别是数字与字符混合输入时,回车符的吸收问题要交待清楚。第二要讲清cin和cin.get()的差异,cin会自动跳过所有空白符(包括空格、制表、回车等等与格式有关的符号),cin.get()不会。第三,输入一系列数字时,用空格或回车分隔,不可以用逗号分隔。第四,输入字符串使用cin.getline。的方法,提醒同学:它提取回车符但不保存回车符，而是加一个串结束符。其他错误解答请参考本指导书第9章。输出方面:格式控制演示交代清楚,学生就会理解。字符输出要提醒同学,左值输出的才是字符,表达式输出的是ASCII码值,因为在表达式中已转为整数。第二版中,C++程序改用标准库头文件，无后缀.h,并加usingnamespacestdo教师应作简单说明。注意新标准要求main。函数必须返回int型,〇为正常,否则返冋其他整数。这样可以取代exit()等函数(exit()库函数通常在程序出错时用来退回到操作系统，详细见教材4.3.2节)。一般函数返冋为int的也不可省略,否则编译器发出警告。疑难解答VC++的随机数VC++输出的随机数，并非随机数,而是特定值,如整型数,为Oxcccccccc(-858993460),float型为ー1.07374e+008,duoble型为ー9.25596e+061。关键字索引

and运算符代替&&;and_eq运算符代替&=;asm运算符用于标识混编的C++源程序中的汇编语言代码;auto说明符说明变量为自动变量,见主教材（下同）P.84；bitand运算符代替&:bitor运算符代替!;bool说明符用于说明布尔型变量,见P.7：break语句结束循环语句或开关语句的执行,见P.40和P.50：case标号用于开关语句，见P.40；catch语句用于异常处理中捕获异常子句，见P.343；char说明符用于说明字符型变量,见P.6；class说明符用于说明类类型，见P.106；compl运算符代替ー:const说明符用于说明常量类型,见P.11、136、165、193和200；const_cast运算符常量强制类型转换运算符，详见后文;continue语句用于循环语句,结束本次循环，见P.52；default标号用于开关语句，表示其他情况，见P.40；delete运算符用于回收动态存储空间，见P.220；do语句用于循环语句，实现直到型循环,见P.44；double说明符用于说明双精度实型变量，见P.7dynamic_cast运算符动态强制类型转换运算符，详见后文;；else语句用于组成双分支结构条件语句，见P.34；

enum说明符用于说明枚举类型,见P.59：explicit说明符取消构造函数隐式数据类型转换的功能,见P.357：export说明符用于模板分离编译模式,见本指导书第六章模板:extern说明符说明变量为外部变量，见P.84：false逻辑值对应0,表示逻辑假，见P.7；float说明符用于说明单精度实型变量，见P.7for语句用于ー种当型循环语句,见P.46；friend说明符用于说明友元函数和友元类，见P.135和139：goto语句用于无条件转移程序执行次序，见P.52：if语句用于组成双分支结构条件语句，见P.34；inline说明符用于说明内联函数,见P.96和110：int说明符用于说明整型变量，见P.6：long说明符用于说明长整型变量，见P.7；mutable说明符使const对象和成员函数的数据成员可修改，见后文:namespace说明符用于说明名字空间域,见P.148：new运算符用于分配动态存储空间，见P.220；not运算符代替!;not_eq运算符代替!=:operator说明符用于定义运算符重载函数的函数名,见P.130：or运算符代替II:or_eq运算符代替1=;private说明符访问限定或派生方式为私有的，见P.107和267；

protected说明符访问限定或派生方式为保护的,见P.107和267：public说明符访问限定或派生方式为公有的,见P.107和267：register说明符说明变量为寄存器变量，见P.84：reinterpret_cast运算符重解释强制类型转换运算符,详见后文;return语句作为函数返回语句，见P.2和69：sizeof运算符计算类型或变量占用内存的字节数，见P.19：short说明符用于说明短整型变量，见P.7：signed说明符用于说明有符号整型变量,见P.7：static说明符说明静态变量或类的静态成员，见P.84和139：static_cast运算符静态强制类型转换运算符，详见后文:struct说明符用于说明结构类型,见P.142：switch语句用于组成多分支结构开关语句，见P.40：template说明符用于参数化程序设计的模板构成，见P.186：this说明符指向具体类对象本身的指针，见P.166：throw说明符用于异常处理中抛出异常，见P.342：true逻辑值对应1或非〇,表示逻辑真,见P.7：try语句用于异常处理测试程序块，见P.342：typedef说明符用于类型定义,见P.173：typeid运算符运行时类型信息运算符，详见后文:typename说明符用于模板定义时类型参数的说明,见P.186：union说明符用于说明联合类型,见P.144；unsigned说明符用于说明无符号整型变量，见P.7：using说明符用于using声明或using指示符，见P.145：virtual说明符用于说明虚基类或虚函数，见P.278或289；void说明符用于说明无值类型，见P.7:volatile说明符修饰函数,表示表示该函数不做编译优化,见P.356：wchar_t说明符宽字符类型,见P.6：while语句用于循环语句,见P.43和44；xor运算符代替へxor_eq运算符代替A=:强制类型转换及其他运算符说明如下:static_cast 静态强制数据类型转换。格式如下:doublea;intk;k=static_cast<int>（a）;〃将双精度型的a的值转换为整型赋给k特别注意a本身的类型不变,仍是双精度,所有转换都是数值而非变量的转换。允许在两种类型之间进行标准转换（如void・转换为char*,int转换为float等等）,包括允许基类指针到派生类指针的向下类型转换。但不能在const类型和非const类型转换之间转换,不能在非公有派生的基类和派生类的指针（引用）间转换，不能转换为无相应构造函数或转换运算符的类型。constcast专用于转换const或volatile类型。格式如下:constcastchar*string_copy(char*);constchar*p_str;char*pc=string_copy(const_cast<char>(p_str))〃取消p_str的const属性注意:const_cast不能用于强制转换常变量的常量性。mutable在const对象和成员函数中,用mutable修饰的数据成员也可以被修改。使用格式如下:classstudent{intid;mutablestringname;〃使name可以被修改public:voidsetname(stringName)const{name=Name;};〃合法1；intmain(){conststudentstu1;)reinterpret_castC++利用重解释转换进行非标准转换(void・转换为int・、int*转换为char・等等）。重解释转换不可用于标准转换,如duoble到int的转换。该转换可能导致严重的运行时错误。dynamic.cast 动态强制类型转换运算符用于运行时多态,也就是说用于派生体系,而且基类至少包含一个虚函数。它可以沿继承树向上(向基类)或向下(向派生类)进行类型转换,改变指针(引用)的类型。使用时包含vtypeinfo〉。classbase{protected:intb;base(intx=0){b=x;}virtualvoidvertFunc(){}voidshow。{coutvv"基类:b=u«b«endl;})classderv:publicbase{intd;public:derv(intx=0,inty=0):base(x){d=y;}voidshow(){coutvv”派生类:d=H«d«endl;})intmain(){base*pb;derv*pd=newderv(23,29);pb=dynamic_cast<base*>(pd);pb->show();〃输出基类:b=23转换遵从赋值兼容规则pb=newderv(31,37);pd=dynamic_cast<derv*>(pb);pd->show();return。;〃输出派生类:b=31,d=37)它可以将指向某派生类对象的基类指针转换为该派生类指针,如类型有误,返回NULL,可进而判断对象属于哪ー种派生类。在VC++中需要使用运行时类型识别(RTTI)必须选择Projectlsetting项,单击标签C/C++»在Category列表框中选择C++Language,选中“EnableRun-TimeTypeInformation”,单击OK。typeid 作为运行时类型信息运算符可获得未知对象类型的信息。这些信息放在typejnfo类中(其确切定义与编译器有关)：classtype_info{type_info(consttype_info&);〃不再有默认构造函数type_info&operator=(consttype_info&);public:virtual-type_info();type_info&operator==(consttype_info&)const;type_info&operator!=(consttype_info&)const;constchar*name()consl;〃返|口|lype_info对象所表示类型的名字)用户不能在自己的程序中定义type_info对象。在程序中创建type_info对象的唯一途径是使用typeid运算符。如:employee*pe=newmanager;cout«typeid(*pe).name()«endl;//$flij出manager使用时包含vtypeinfo〉。选中"EnableRun・TimeTypeInformation”。第二章基本控制结构程序设计教学目的使大学生掌握基本控制结构程序设计的C++语言实现和常用算法（递推、迭代、穷举、筛选等）。建议学时安排授课6学时,习题课2学时分支结构程序设计:if语句,条件运算符"?:"，switch语句。2学时。循环结构程序设计:while语句,do...while语句,for语句,循环的嵌套;转向语句。2学时。常用算法应用实例。枚举类型定义,输入输出文件简介。2学时。教学方法提示本章是用C++语言来描述程序的3种基本结构和介绍常用算法,这是学生编程的入门,也是重点。必须给学生指明,算法就是对数据的操作方法,让学生始终处于面向对象程序设计的氛围中。在本章教学中要求学生养成先分析算法,再画流程图或UML的活动图,最后进行编程的良好习惯。在本章和下一章的教学中要严格贯彻这ー要求。现在不严格要求,形成随意直接编程的坏习惯,要改也难了。不要指望在本章中让学生入门,他们还是在门口徘徊，要有几个反复。到第4章学完,站得高了,回过头来看,才能比较深刻地理解,オ会初步入门。千万不要在这里堆砌过多的学时,学生总会说不懂,要跟他说大胆的往前走。实际上后面的教学内容不断反复使用3种基本结构,在这个过程中学生会逐步熟练起来的。教师在第二章和第三章课堂教学时应多做控制台应用程序设计全过程演示。学生调试程序的能力主要在这时培养,不仅是C++,而且以后“微机系统”等后续课程用Debug调试各种程序（汇编,C51,DSP的C语言编程）的基本功都是在这里打下的。辅导上机,主要指导学生怎样跟踪程序的运行,怎样设置被监视的变量,怎样设置断点,怎样单步运行,怎样使用Debug工具。授之以鱼,不如授之以渔。帮同学调通一个程序,不如教会同学怎样去调程序。讲解3种基本结构时不要按书上的顺序ー个ー个地讲，建议把相关的语句对比起来讲解。比如3种循环语句对比起来讲,效率和效果都要好得多。这样学时是绰绰有余。而有关switch语句的两个例子宜先讲简单的例2.10,后讲不加break的例2.9〇注意不要按C语言的习惯,在for语句括号表达式中定义控制变量。教师首先不要那样做。理由在下一章介绍。本章的例题非常多,并不是要题题全讲,那样学时是不够的,能讲70%就很多了。编书的出发点是多给学生一些各种编程类型的样板。学习编程与算法有些象外语,模仿是重要的第一步。有同学特别希望有编程题的标准答案,这是错误的,标准答案是不存在的。但有一个规范化编程样板,对初学者却是非常重要的。大学生往往忽视了这一点,教师应该时时提醒。比如实验四中的约瑟夫算法，由于学生不愿模仿,把数组〇号元素放弃,从1号开始,结果书上提供的算法就全错了,陷入死循环。学生不善于模仿,不要去批评他，碰了钉子,学生オ有更深的印象。例题源程序有主教材例题和同步实验范例两类,课堂教学完全可以任意选择。非精讲的程序要求学生一定要自己读懂，见多识广,水平才能提高;正如外语只抠精讲部分,不看泛读,考试能对付,水平肯定高不了。本教材强调算法，不是忽视语法,而是不要繁琐的转牛角尖的语法,不要让这种语法把学生的时间占光了,我们要的是基本的常用的语法，更多的是要模仿。不是知道的语法越多,程序编得越好，而是自己动手编程越多，程序编得越好。从本章起，开始有大量的实验,一定要抓紧。为了突出算法,本书主要采用命令行程序设计,教师在本章和下一章课堂教学时应多做控制台应用程序设计全过程演示,否则学生做实验时会卡在工程文件的建立上，而且错误是五花八门不胜枚举，使学生信心大减输入输出文件简介,放在这儿是ー个创新。就是让学生先用起来,知道文件可以保存数据,并依样使用文件。文件输入输出用两个例子分别对同一个文件进行写入和读取,让同学切实体会到程序退出后信息确实没有丢失。注意:教师认为文件引入很自然,但学生还没这个概念,认为屏显示与文件保存没什么两样,“数据丢失,大不了再算一遍”,请教师务必讲清楚。疑难解答初学编程常见错误最常见的初级错误有:赋值号(=)与比较运算的相等号(==)混淆,循环语句中两个分号误为逗号,使用了数学符号而不是运算符等等。在条件语句和循环语句中最常见的错误之一是不会使用复合语句。如：if(a<=b)temp=a;a=b;b=temp;其目的是当a<=b时，交换a、b两变量,学生误认为将实现交换的三条语句放在同一行就可以了。但if语句后面跟的仅是一条语句,必须将三条语句用花括号括起来。而且学生发现的错误是有时输出的b是随机数,他始终想不到是错在未用复合语句。再如,在循环语句中,循环变量往往同时用作数组的下标变量,很易出错。书上的例题都是规范的编程方法,学生编程往往喜欢随意修改,如例2.26被改为：inti=0;ifstreambaiji;baiji.open(ubaiji.txt*');do{baiji.get(a[i]);i++；}while(ali]!='\n');其原意是从baiji文件中读取一行文字。当读完一行,a[i]中放了换行符,但随后i++,判断循环条件时,比较的是数组的下ー个元素,陷入死循环。而原例题判断是在i++之前。学生不认为这里会错，而奇怪我的步骤没错，怎么文件读不出来?常用算法应用实例是一个总结提高,有利于开拓学生的思路、提高编程的能力。这几道题都是经典的。注意:文本文件阅读可以用的程序很多,常见的有,记事本、写字板、Word、Explorer,VisualSdutio等文本编辑器,其中记事本对程序生成的没有回车的文本往往无法读出。学生往往只用记事本读程序生成的文本文件,有时发现只有黑方块，但用自编的程序读出却完全正确,于是用了大量时间去查错,不知是记事本的要求不同。注意:当文本文件中既有文字又有数字时,请在文字后加回车(或endl),否则用自编程序读文件时可能会出错,因为文本文件中数字是用数字串存储的,提取数据时系统自动将串转换为数,有回车时从哪里开始转换十分清楚。if语句和switch语句的对应关系if语句和switch语句有一个呼应关系。if语句的嵌套方式对应于有break的switch语句,它实现互不相干的分段,每次仅处理一个分段;而并列的if语句对应没有break的switch语句，它依次处理各个分段,但各分段的方法不同。前者例子很多,后者见书上例2.9和习题2.4。习题2.4编程计算个人所得税。个人所得税率表如下:月收入1200元起征,超过起征点500元以内部分税率5%,超过500元到2,000元部分税率10%,超过2,000元到5,000元部分税率15%,超过5,000元到20,000元部分税率20%,超过20,000元到40,000元部分税率25%,超过40,000元到60,000元部分税率30%,超过60,000元到80,000元部分税率35%,超过80,000元到100,000元部分税率40%,超过100,000元部分税率45机#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){doubleincome,tax=0;intk;coutvv"请输入个人月收入:n«endl;cin»income;if(income<=1200){coutvv"免征个人所得税"vvendl;return0;)elseincome-=1200;if(income>20000){〃收入超过起征点20000以卜.各段,使用不包含break的switch语句k=income/20000;switch(k){default:tax+=(income-100000)*0.45;income=100000;case4:tax+=(income-80000)*0.40;income=80000;case3:tax+=(income-60000)*0.35;income=60000;case2:tax+=(income-40000)*0.30;income=400(M);case1:tax+=(income-20000)*0.25;income=20000;)1if(income>5000){ 〃收入超过起征点20000以下各段,使用并列的if语句tax+=(income-5000)*0.20;income=5000;)if(income>2000){tax+=(income-2000)*0.15;income=2000;)if(income>500){tax+=(income-500)*0.10;income=500;tax+=income*0.05;couivv”应征所得税:M«tax«endl;return0;}程序从最高税率段开始计算,分段叠加。先算两万元以上各段,每两万为一档,采用没有break的switch语句。后面各低收入段,用并列的if语句,这两种方法是对应的。第二要注意计算的入口处,收入减去该段的下限，进行计算，以后各段都是完整的段,计算十分简单。循环控制变量使用要点循环语句中的循环控制变量最好不要参加运算,即使参加也只能参加不改变其本身值的运算,如习题2.11求完全数解答中的求某数的因子的运算不会改变原数的值。这是规范的做法。除前面常见错误小节中举的读文件的例子外,下面再看同步实验练习5.2求水仙花数学生的解法:#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){inti,j,k,m,a[3];for(i=100;i<=999;i++){k=0;for(j=0;j<=2;j++){〃将该数分解为各位数字,并求各位数字的立方和a[j]=i%10;i=i/10;k=k+a[j]*a[j]*a[j];if(i=k)coutvvivv"是水仙花数、H«endl;return0;}成了死循环,原因是循环变量参加的运算改变了循环变量本身的值。应该添加一个变量m来代替i参加将该数分解为各位数字的运算。#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){inti,j,k,m,a[3];for(i=100;i<=999;i++){m=ii 〃用m代替i参加运算k=0;for(j=0;j<=2;j++){〃将该数分解为各位数字,并求各位数字的立方和a[j]=m%10;m=m/10;k=k+a|j]*a[j]*a[j];)if(i==k)cout«i<ぐ’是水仙花数。"«endl;)return0;)编程中附加条件的安排学生在初学编程时,对题目提出的各种条件应如何实现心中无数,必须多加指点。如穷举法采用循环,对须剔除的情况,应在循环体内用条件语句实现,并使用continue语句,不可用break。有同学将附加条件放在循环条件中,当然出错。例如:0到4五个数字,组成五位数,每个数字用一次,但十位和百位不能为3(当然万位不能为0),输出所有可能的五位数。#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){inti,j,k,l,m,n,count=0;for(i=l;i<=4;i++){for(j=0;jv=4;j++){if(j==i)continue;for(k=0;k<=4;k++){if(k==3llk==illk==j)continue;for(l=0;l<=4;l++){if(l==3lll==i|||==j||l==k)continue;fbr(m=0;m<=4;m++){if(m=illm==jllm==kllm==l)continue;n=i*10000+j*1000+k*l00+1*10+m;cout«n«\t';〃或cout<<i<<j«k«l«m«,\t';count++;if(count%5=0)cout«endl;))|))return0;学生往往会把排除条件放在循环条件中,不知道应放在循环体中,并用continue跳过，不再输出。如(为了简单,不考虑每个数只用一次):intmain(){inti,j,k,l,m,n,count=0;for(i=l;i<=4;i++)for(j=0;j<=4;j++)for(k=0;k<=4&&ko3;k++) //k到3循环就停止,4没做for(l=0;l<=4&&l<>3,1++)〃同上for(m=0;m<=4,m4-+){n=i*10000+j*1000+k*100+1*10+m;cout«n«'\t,;〃或cout«i<<j«k«l«m«At,;count++;if(count%5==0)cout«endl;)return0;标准流文件结束符的使用例2.13采用函数intcin.get（）,当键盘输入Ctrl+z时它可以返回文件结束符EOF,即ー1,其后输入的内容全部忽略。但是Ctrl+z必须在独立的一行的开头输入,否则Ctrl+z被忽略。而函数cin.get（字符变量）中的字符变量（实参）不能取得文件结束符,并发生输入流出错,以后跳过该语句,进入死循环（参见第9章）。但可以如下使用:cout<〈"输入ー一段文本（无空行）："<<endl;

while(cin.get(ch)){if(ch==,\n,)nline++;〃ch必须为字符型〃遇换行符行数+1if(!isword)nword++;nch++;isword=l;)elseisword=0;}；〃在单词的起始处给单词数〃ch必须为字符型〃遇换行符行数+1if(!isword)nword++;nch++;isword=l;)elseisword=0;}；〃在单词的起始处给单词数+1〃字符数加+1//读到间隔符〃读到文本结束符为止函数cin.get（字符变量）的返回值是该输入流对象cin的引用（参见第九章），该函数作为循环条件放在while语句中,实际是以函数的返冋值流对象cin的引用作为循环条件,当键盘输入Ctrl_z后，标准输入流结束,循环条件为假,循环结束。详见本指导书第九章的解释。他必须为字符型实践教材实验四范例2他必须为字符型while(cin.get(c)){switch(c){case’0':caseT:case'2':case3':case'4':case'5':case'6':caseワ’:case8:case'9':nDigit++;break;case'case'\n':caseAt':nWhite++;break;default:nOther++;break;))这两题的源代码在教学资源例题源代码Ex_2_13_l和同步实验范例源代码Exp_4_2_l中。图解法阅读程序程序设计能力的培养包括两个方面:编写程序能力和阅读程序能力。图解法在读懂程序方面可以带来很大方便,跟踪程序执行,实际上是填写变量表格完成的。参照本章习题2.1的解答。图解法分析算法 Fibonacci级数例2.14是已知Fibonacci级数的公式来编程的,如果不知道,可以用图解法。安排四个变量:兔子总数s,成年兔数a,一月兔数b,初生兔数c；则由下图可以得到具体算法。下图每ー个变量的内存图中列出的数据从右到左按月变化,绘制时也可以从左到右按月变化,比变量表格方便。2110211010321 100s:总兔数量a:成年兔b：a:成年兔a=a+b;〃本月成年兔为上月一月兔与成年兔之和b=c;〃本月一月兔数量为上月初生兔c=a;〃本月初生兔数量为本月成年兔（每对生一对）s=a+b+c;〃本月兔总数代入初值:a=0;b=0;c=l;就可以进行递推。第二种考虑,安排三个变量:本月兔子总数i,上个月兔子总数j,前个月兔子总数k,前个月兔子总数恰好是本月可生育兔子的数量,即本月新生兔子数量,所以本月兔子数等于上月兔子数加前月兔子数之和。列出递推算法,即：i=j+k;k=j;j=i；与Fibonacci级数的公式ー样。数字与数字串例2.23为什么要用字符输入二进制序列,不用数字,学生不理解。教师应加说明,对应数字,cin输入数字串是自动转换为数字的,也就是本例题的算法已经包含在cin对象中。也可以输入数字,变成字符保存,参见下例：请输入ー组数字,它们是一字符串的ASCH码,将它们转换为字符串保存。#include<fstream>#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){inti,k;chara[64];for(i=0;i<64