C++程序设计基础教学课件

C++程序设计基础教学课件本课程将带您深入学习C++程序设计的基础知识，并掌握开发实用应用程序的能力。C++语言概述C++语言的起源和发展C++语言是C语言的扩展，由BjarneStroustrup于1979年创建。最初名为“CwithClasses”，后来更名为C++。它是一种强大的、面向对象的编程语言，广泛应用于系统编程、游戏开发、图形处理等领域。C++语言的特点C++语言的特点包括：高效性、可移植性、面向对象编程、支持多种编程范式等。它提供了丰富的库和工具，方便开发者进行各种类型的软件开发。C++开发环境配置选择合适的编译器目前，常见的C++编译器包括GCC、Clang、VisualStudio等。选择适合自己的编译器，并根据操作系统进行安装。设置编译器路径将编译器的可执行文件路径添加到系统环境变量中，方便在命令行中调用编译器。安装集成开发环境(IDE)使用IDE可以方便地编写、编译、调试C++代码。常用的IDE包括VisualStudio、Code::Blocks、QtCreator等。C++基本语法程序结构C++程序一般由以下结构组成：头文件、命名空间、函数、变量声明和语句块。语法规则C++语言的语法规则包括：标识符、关键字、运算符、注释等。需要遵循相应的语法规范，才能编写正确的C++代码。数据类型基本数据类型C++提供了多种基本数据类型，例如int、float、double、char等，用于存储不同类型的数据。数组类型数组是一种用来存储相同类型数据的集合，使用下标访问数组元素。指针类型指针是一种特殊的数据类型，用于存储变量的内存地址。引用类型引用是一种别名，它与变量共享相同的内存地址。变量和常量变量变量是用来存储数据的内存空间，变量需要先声明再使用，并在声明时指定数据类型。常量常量是指在程序运行期间其值不能被改变的量。使用const关键字声明常量，方便代码维护和提高代码安全性。运算符和表达式1算术运算符C++语言提供了多种算术运算符，例如加号、减号、乘号、除号、取模运算符等。2关系运算符关系运算符用于比较两个值，并返回布尔值，例如大于、小于、等于、不等于等。3逻辑运算符逻辑运算符用于组合多个条件，并返回布尔值，例如逻辑与、逻辑或、逻辑非。程序的输入输出输入操作使用cin对象从标准输入流（通常是键盘）读取数据。输出操作使用cout对象将数据输出到标准输出流（通常是屏幕）。流程控制语句1顺序结构程序按照代码的顺序依次执行，是最简单的流程控制结构。2选择结构根据条件判断结果，选择执行不同的代码块，例如if-else语句、switch语句。3循环结构重复执行一段代码，直到满足特定的条件，例如for循环、while循环、do-while循环。if-else语句if语句如果条件为真，则执行if代码块。else语句如果if条件为假，则执行else代码块。if-elseif语句可以设置多个条件，根据不同的条件执行不同的代码块。switch语句1switch语句switch语句用于根据表达式的值选择执行不同的代码块。2case标签每个case标签对应一个可能的值，如果表达式的值与case标签的值匹配，则执行该case标签对应的代码块。3default标签default标签用于处理所有没有匹配的case标签，如果表达式的值与任何case标签的值都不匹配，则执行default标签对应的代码块。循环语句for循环for循环用于执行指定次数的循环，适合执行次数已知的循环。1while循环while循环用于执行条件为真的循环，适合执行次数未知的循环。2do-while循环do-while循环至少执行一次循环体，适合需要至少执行一次循环的场景。3for循环初始化在循环开始前，初始化循环变量，例如i=0。条件判断在每次循环开始前，判断循环条件是否为真，如果为真，则执行循环体。循环体循环体包含要重复执行的代码。更新在每次循环结束后，更新循环变量，例如i++。while循环1循环条件在每次循环开始前，判断循环条件是否为真，如果为真，则执行循环体。2循环体循环体包含要重复执行的代码。do-while循环1循环体循环体包含要重复执行的代码。2条件判断在每次循环结束后，判断循环条件是否为真，如果为真，则继续执行循环体。函数函数定义和声明函数定义函数定义包含函数名、参数列表、返回值类型和函数体。函数声明函数声明用于告诉编译器函数的存在，包括函数名、参数列表和返回值类型。函数调用函数调用使用函数名和实际参数调用函数。函数参数值传递将实参的值复制到形参，形参的改变不会影响实参。引用传递将实参的地址传递给形参，形参的改变会影响实参。函数返回值返回值函数可以返回一个值，返回值类型在函数定义时指定。return语句使用return语句将值返回给调用函数。数组1一维数组一维数组是一种线性数据结构，用于存储相同类型的元素。2二维数组二维数组是一种矩阵结构，用于存储相同类型的元素，可以用两个下标访问数组元素。3字符数组字符数组用于存储字符串，可以作为字符串变量使用。一维数组数组定义使用数据类型和数组名声明数组，并指定数组的大小。数组访问使用下标访问数组元素，下标从0开始。二维数组数组定义使用数据类型和数组名声明二维数组，并指定行数和列数。数组访问使用两个下标访问二维数组元素，第一个下标表示行号，第二个下标表示列号。字符数组字符串常量使用双引号括起来的字符序列。字符串变量使用字符数组存储字符串，可以使用字符串库函数操作字符串。指针指针概念指针是一种特殊的数据类型，用于存储变量的内存地址。指针声明使用数据类型和指针名声明指针，指针名后加星号。指针运算指针可以进行加减运算、取值运算等操作。指针基本概念1指针变量指针变量用来存储变量的内存地址。2指针类型指针类型与它指向的变量类型相同，例如int型指针只能指向int型变量。3NULL指针NULL指针表示指针没有指向任何变量，其值通常为0。指针运算123地址运算符(&)获取变量的内存地址。间接访问运算符(*)通过指针访问指针指向的变量。指针加减运算指针加减运算用于访问数组元素。指针与数组指针指向数组可以使用指针指向数组的第一个元素，然后通过指针访问数组元素。数组名作为指针数组名可以作为指向数组第一个元素的指针使用。动态内存分配1堆内存堆内存是用于动态内存分配的内存区域，可以使用new和delete运算符进行操作。2动态内存分配在程序运行期间根据需要分配内存，可以节省内存空间。3内存泄漏使用new分配的内存，必须使用delete运算符释放，否则会造成内存泄漏。new和delete运算符new运算符使用new运算符在堆内存中分配内存。delete运算符使用delete运算符释放使用new分配的内存。类和对象1类类是用户自定义的数据类型，用于描述一组对象的共同特征和行为。2对象对象是类的实例，它拥有类中定义的属性和方法。3面向对象编程面向对象编程是一种将程序分解成多个对象的编程范式，它提高了代码可维护性和可扩展性。类的定义类名类名用于标识类。成员变量成员变量用来存储对象的属性。成员函数成员函数用来描述对象的行为，也称为方法。类的封装数据隐藏将类的成员变量和成员函数隐藏起来，只允许通过访问器函数访问。数据封装将数据和操作数据的函数封装在一起，提高代码安全性。访问修饰符publicpublic成员可以被任何地方访问。privateprivate成员只能被类本身访问，不能被其他类访问。protectedprotected成员可以被类本身和派生类访问。构造函数和析构函数构造函数构造函数用于初始化对象，在对象创建时自动调用。析构函数析构函数用于释放对象占用的资源，在对象销毁时自动调用。拷贝构造函数1拷贝构造函数拷贝构造函数用于创建新的对象，并用另一个已存在的对象初始化新对象。2深拷贝深拷贝会复制对象的全部数据，包括动态分配的内存。3浅拷贝浅拷贝只会复制对象的指针，不会复制实际数据。运算符重载运算符重载对C++中的运算符进行重载，使其能够处理自定义类型。1重载规则必须遵循一定的规则，例如不能改变运算符的优先级和结合性。2继承1继承的概念继承是一种面向对象编程中的机制，允许派生类继承基类的属性和方法。2派生类和基类派生类是从基类继承来的类，基类是提供属性和方法的类。3继承类型继承类型包括：public继承、protected继承、private继承。继承的概念代码复用继承可以重用基类的代码，减少代码冗余。代码扩展派生类可以扩展基类的功能，增加新的属性和方法。派生类和基类派生类派生类继承基类的属性和方法，可以增加自己的属性和方法。基类基类是提供属性和方法的类，派生类可以继承基类的属性和方法。虚函数和多态虚函数虚函数是基类中声明的函数，在派生类中可以重写该函数。多态多态是指用相同的接口访问不同的对象，在运行时动态选择执行哪个方法。文件操作文件打开和关闭使用fstream库中的文件流对象打开文件，并使用close()函数关闭文件。文件读写操作使用get()、put()、getline()、read()、write()等函数进行文件读写操作。文件类型文件类型包括文本文件和二进制文件。文件打开和关闭1打开文件使用文件流对象打开文件，并指定打开模式。2关闭文件使用close()函数关闭文件。文件读写操作读取文件使用get()、put()、getline()等函数读取文件数据。1写入文件使用put()、write()等函数将数据写入文件。2二进制文件操作二进制文件二进制文件以二进制形式存储数据，可以存储任何类型的数据。读写操作使用read()、write()函数进行二进制文件的读写操作。异常处理1异常异常是指在程序运行期间发生的错误事件。2异常处理异常处理用于处理程序运行时发生的错误，保证程序的正常执行。3try-catch语句try-catch语句用于捕获异常，并进行处理。try-catch语句try块包含可能抛出异常的代码。catc