程序设计第四版谭浩强编教程程序设计和语言课件

程序设计第四版谭浩强编教程程序设计和语言课件目录contents程序设计概述程序设计的语法基础面向对象程序设计高级程序设计技术程序调试与异常处理实践项目与案例分析程序设计概述01程序设计是编写程序的中文简称，就是编写计算机程序，让计算机代为解决某个问题，对某个计算体系规定一定的运算方式，使计算体系按照该计算方式运行，并最终得到相应结果的过程。为了使计算机能够理解人的意图，人类就必须将需解决的问题的思路、方法和手段通过计算机能够理解的形式告诉计算机，使得计算机能够根据人的指令一步一步去工作，完成某种特定的任务。这种人和计算体系之间交流的过程就是程序设计。程序设计语言是人与计算机交流的语言，用来向计算机发出指令，告诉计算机需要执行的任务。什么是程序设计表达式数据类型数据类型是指一组性质相同的数据值的集合以及定义在这个数据值集合上的一组操作的总称。常量常量是指在程序运行过程中其值不能被改变的量。运算符运算符是用来对数据执行某种运算的符号。数据是程序中最基本的元素，它描述了客观事物的具体信息。数据变量变量是程序中存储数据的标识符，它存储了程序运行过程中需要处理的数据。表达式是由常量、变量、运算符等组成的数学公式或逻辑公式。程序设计的基本概念02030401程序设计语言的发展历程第一代语言：机器语言第二代语言：汇编语言第三代语言：高级语言（如FORTRAN、COBOL、BASIC等）第四代语言：面向对象的语言（如C、Java等）程序设计的语法基础02用于表示整数，如int、short、long等。数据类型整型用于表示小数，如float、double等。浮点型用于表示字符，如char。字符型用于表示逻辑值，只有true和false两种值。布尔型用于存储多个同类型的数据。数组用于存储多个不同类型的数据。结构体关系运算符==、!=、>、<、>=、<=等。算术运算符+、-、*、/等。逻辑运算符&&、||、!等。赋值运算符=、+=、-=、*=、/=等。位运算符&、|、^、~、<<、>>等。运算符与表达式程序控制结构顺序结构选择结构循环结构根据条件选择执行不同的代码块。重复执行某段代码直到满足特定条件。按照代码的顺序执行。将一段代码封装为一个独立的单元，可以在程序中多次调用。类似于函数，但通常用于执行特定的任务，不返回值。函数与过程过程函数面向对象程序设计03多态同一消息发送给不同的对象，产生不同的行为。继承子类继承父类的属性和行为，并可以扩展自己的属性和行为。封装将对象的属性和行为封装在一起，隐藏内部实现细节，只通过外部接口与外界交互。对象现实世界中的事物，具有属性和行为。类对象的抽象，定义了对象的共同属性和行为。面向对象的基本概念类与对象010203对象是类的实例，具有类定义的属性和行为。类与对象的关系是抽象与具体的关系。类是对象的模板，定义了对象的属性和行为。继承与多态继承子类继承父类的属性和行为，并可以扩展自己的属性和行为。继承是实现代码复用和软件可维护性的重要手段。多态同一消息发送给不同的对象，产生不同的行为。多态可以提高软件的灵活性和可扩展性。定义一组方法规范，实现类必须实现这些方法。接口是一种完全抽象的类，用于定义一组相关的方法规范。接口包含抽象方法的类称为抽象类。抽象类不能直接实例化，只能作为其他类的基类。抽象类接口与抽象类高级程序设计技术04泛型程序设计01泛型程序设计是一种允许在编译时指定类型参数的编程技术，它使得代码更加灵活和可重用。02泛型程序设计可以提高代码的复用性，减少代码冗余，降低维护成本，并提高代码的安全性和可靠性。03泛型程序设计允许程序员在编译时检查类型错误，提高代码的静态类型检查能力。04泛型程序设计可以应用于各种编程语言，如Java、C#、C等，实现通用的算法和数据结构。设计模式是一种解决常见问题的最佳实践，它提供了一种可重用的解决方案，可以应用于各种不同的场景。设计模式可以分为创建型、结构型和行为型三种类型，每种类型都有一系列具体的设计模式。设计模式可以帮助程序员更好地理解和应用面向对象编程的概念和技术，提高设计能力和编码水平。设计模式可以提高代码的可维护性和可扩展性，降低代码的复杂度，并提高代码的复用性。设计模式1多线程编程多线程编程是一种允许多个线程同时执行的编程技术，它可以提高程序的执行效率和响应速度。多线程编程需要注意线程同步和数据一致性问题，以避免出现竞态条件和死锁等问题。多线程编程可以提高程序的并发性能和可扩展性，适用于需要同时处理多个任务的情况。多线程编程需要掌握线程创建、同步、通信等机制，以及相关的并发控制工具和技术。程序调试与异常处理05调试器使用掌握调试器的使用方法，能够设置断点、单步执行、查看变量值等。日志输出在代码中添加日志输出，以便在运行时跟踪程序的执行状态。单元测试编写单元测试用例，对代码进行测试，确保程序的正确性。代码审查通过代码审查发现潜在的错误和问题，提高代码质量。程序调试技术异常捕获在代码中适当地抛出异常，以便上层调用者处理。异常抛出异常类型自定义异常使用try-catch语句捕获异常，并处理异常情况。根据需要自定义异常类，丰富异常处理机制。了解常见的异常类型，如NullPointerException、IndexOutOfBoundsException等。异常处理机制日志级别了解不同日志级别的含义和使用场景，如调试、信息、警告和错误等。日志框架选择适合的日志框架，如Log4j、SLF4J等，进行日志管理。性能监控使用性能监控工具，如JProfiler、VisualVM等，对程序进行性能分析和优化。性能指标关注程序的关键性能指标，如响应时间、吞吐量、资源利用率等，并进行优化。日志记录与性能监控实践项目与案例分析06学生信息管理实现学生信息的录入、查询、修改和删除等功能，包括姓名、学号、成绩等基本信息。成绩查询与统计提供学生成绩的查询和统计功能，如计算平均分、最高分、最低分等。系统安全与权限控制设置用户权限，确保系统数据的安全性和保密性，防止未经授权的访问和修改。学生信息管理系统030201网页抓取与解析使用爬虫技术自动抓取指定网站的内容，并解析网页结构提取所需信息。数据存储与处理将抓取的数据存储到数据库或文件中，进行进一步的数据处理和分析。反爬虫策略应对了解和应对常见的反爬虫技术，如动态加载内容、IP封锁等，提高爬虫的稳定性和效率。网络爬虫设计与实现介绍物理引擎在游戏开发中的重要性和作用