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第1章 从人机需求到C＋＋语言1

1.1 人类如何求解问题？1

1.1.1 自己动手：过程化思维1

1.1.2 求助他人：面向对象思维2

1.1.3 发明炒菜机：泛型思维3

1.2 计算机如何执行程序？4

1.2.1 计算机的工作原理4

1.2.2 存储器的逻辑结构5

1.3 从人机需求到计算机语言9

1.3.1 计算机母语：机器语言9

1.3.2 引入助记符：汇编语言10

1.3.3 满足人的需求：高级语言11

1.4 从人机需求到C＋＋语言11

1.4.1 C＋＋过程化思维篇11

1.4.2 C＋＋面向对象思维篇12

1.4.3 C＋＋语言泛型思维篇14

1.5 章节小结14

习题15

第2章 欲善其事 先利其器16

2.1 编写素数判定程序16

2.1.1 新建工程和C＋＋源文件16

2.1.2 C＋＋程序的一般结构18

2.1.3 编写素数判定程序19

2.1.4 程序组织和编译链接27

2.2 C＋＋程序概览29

2.2.1 C＋＋程序是字符序列29

2.2.2 C＋＋程序是单词序列29

2.2.3 C＋＋程序是语句序列31

2.2.4 C＋＋程序是函数集合32

2.2.5 C＋＋程序是一组文件33

2.3 章节小结34

习题34

第一篇 过程化思维篇37

第3章 简单数据的描述和处理37

3.1 描述简单数据37

3.1.1 描述数据的人机需求37

3.1.2 约定数据规格：数据类型39

3.1.3 描述字面数据：字面量41

3.1.4 描述可变数据：变量46

3.2 数据的基本运算处理49

3.2.1 C＋＋语言的表达式50

3.2.2 C＋＋运算符及其表达式52

3.2.3 表达式的类型转换规则61

3.2.4 运算符和表达式小结63

3.3 控制数据处理流程64

3.3.1 选择：“如果-就”64

3.3.2 循环：“如果-就反复执行”68

3.3.3 控制流程的跳转71

3.4 数据输入输出处理73

3.4.1 输入输出流的概念73

3.4.2 键盘输入处理：cin74

3.4.3 屏幕输出处理：cout74

3.4.4 输入输出格式控制76

3.4.5 文件输入输出处理77

3.5 数据处理机器：函数85

3.5.1 从数据处理机器到函数85

3.5.2 制造数据处理机器：定义函数86

3.5.3 使用数据处理机器：调用函数87

3.5.4 函数调用的形参生成91

3.5.5 函数嵌套和递归93

3.5.6 函数内联（inline）96

3.5.7 函数重载和默认参数值97

3.6 章节小结99

习题100

第4章 结构化编程和程序组织103

4.1 结构化编程思想实践103

4.1.1 进制转换演示程序103

4.1.2 函数就地声明的问题106

4.1.3 头文件集中声明108

4.2 程序的多文件组织结构109

4.2.1 多文件组织程序109

4.2.2 独立编译和多目标链接110

4.3 作用域和生存期111

4.3.1 作用域：程序实体存在的空间范围111

4.3.2 生存期：程序实体存在的时间范围114

4.3.3 作用域和生存期小结116

4.3.4 多文件共享程序实体：链接性116

4.4 避免全局冲突：名字空间118

4.4.1 全局程序实体的冲突问题118

4.4.2 名字空间119

4.4.3 C＋＋标准名字空间122

4.5 章节小结123

习题123

第5章 复合数据的描述和处理125

5.1 描述不变的变量：常变量125

5.1.1 宏定义指令125

5.1.2 常变量126

5.2 描述变量集合：数组变量126

5.2.1 定义数组变量127

5.2.2 访问数组元素128

5.2.3 数组的数组：多维数组129

5.3 存放地址的变量：指针变量132

5.3.1 定义指针变量133

5.3.2 指针访问和操作134

5.3.3 无类型指针：void137

5.3.4 指针与动态变量138

5.3.5 指针和动态数组140

5.4 描述字符串：字符串变量143

5.4.1 字符数组实现字符串144

5.4.2 字符指针实现字符串144

5.4.3 操作字符串145

5.5 变量的别名：引用变量145

5.5.1 定义引用145

5.5.2 引用作为函数形参146

5.6 嵌套复合的数据类型147

5.6.1 常量数组与枚举148

5.6.2 指针数组和数组指针150

5.6.3 常量指针和指针常量151

5.6.4 多维数组和多级指针152

5.6.5 常变量、数组、指针的引用153

5.6.6 简化嵌套复合：typedef154

5.7 复合数据类型与函数155

5.7.1 数组名用作函数参数155

5.7.2 函数如何返回数组157

5.7.3 指针与函数162

5.7.4 引用与函数166

5.8 结构化编程实践167

5.8.1 求解约瑟夫问题167

5.8.2 矩阵转置问题169

5.9 章节小结171

习题171

第二篇 面向对象思维篇177

第6章 描述和使用对象177

6.1 描述对象的人机需求177

6.1.1 人如何描述对象：定义类177

6.1.2 计算机的需求：定义数据类型178

6.2 如何定义类178

6.2.1 定义类的语法179

6.2.2 类是定制数据类型182

6.3 产生对象184

6.3.1 对象和变量184

6.3.2 访问对象成员184

6.4 基于对象求解日期问题187

6.4.1 main函数：对象之间的沟通协作过程187

6.4.2 描述日期对象：CDate类188

6.4.3 成员函数input188

6.4.4 成员函数diff190

6.4.5 成员函数add192

6.5 类成员：约定对象的属性和行为193

6.5.1 类数据成员193

6.5.2 类成员函数194

6.6 约定对象生死时刻的行为195

6.6.1 构造函数：约定对象产生的初始化行为195

6.6.2 析构函数：约定对象死亡的善后行为201

6.6.3 构造和析构函数的调用时机203

6.7 约定对象运算的行为：重载操作符211

6.7.1 重载操作符212

6.7.2 成员重载操作符212

6.7.3 非成员重载操作符212

6.7.4 友元：我是你的朋友213

6.7.5 两种操作符重载方式比较216

6.7.6 重载CDate类的操作符217

6.7.7 重载赋值操作符219

6.8 约定类成员的常量性221

6.8.1 常量数据成员221

6.8.2 常量成员函数222

6.8.3 volatile成员225

6.9 约定类成员的静态性225

6.9.1 静态数据成员226

6.9.2 静态成员函数228

6.9.3 const、static成员小结230

6.10 基于循环链表求解约瑟夫问题230

6.10.1 约瑟夫问题求解思路230

6.10.2 实现CRing的成员函数232

6.11 基于对象求解矩阵问题234

6.11.1 设计矩阵类CMatrix234

6.11.2 CMatrix类的构造和析构函数234

6.11.3 重载CMatrix类的操作符237

6.11.4 访问矩阵元素：重载函数调用239

6.11.5 重载矩阵转置和乘法操作符240

6.11.6 重载矩阵输入和输出操作符241

6.11.7 组织CMatrix类求解问题241

6.12 章节小结242

习题244

第7章 对象的组合和继承246

7.1 基于组合关系定制类：组合类246

7.1.1 组合类对象的构造和析构247

7.1.2 子对象的显式初始化248

7.2 基于类属关系定制类：继承与派生249

7.2.1 继承的含义和语法249

7.2.2 选择继承方式251

7.2.3 改造基类成员254

7.2.4 重写构造和析构函数257

7.2.5 派生类定制小结259

7.3 利用组合／继承求解线性方程组260

7.3.1 组合出线性方程组类260

7.3.2 求解线性方程261

7.4 派生类对象用作基类对象264

7.4.1 派生类和基类的赋值兼容264

7.4.2 针对基类引用／指针进行通用编程268

7.5 对象行为的多态：重载和虚函数270

7.5.1 通过重载实现编译期多态270

7.5.2 通过虚函数实现运行期多态271

7.5.3 虚函数的运行期绑定原理274

7.6 运行期多态的编程实践278

7.6.1 定义形状基类CShape279

7.6.2 定义CShape的派生类279

7.6.3 定义通用函数display280

7.6.4 虚析构函数的用处282

7.7 不产生对象的类：抽象类284

7.7.1 抽象类是包含纯虚函数的类285

7.7.2 应用纯虚函数求解定积分288

7.7.3 只有纯虚函数的接口类289

7.8 继承多个基类：多重继承和虚基类291

7.8.1 多重继承的语法及其内涵291

7.8.2 重复继承基类的问题293

7.8.3 多重继承的适用场合301

7.9 运行期类型识别RTTI304

7.9.1 操作符typeid304

7.9.2 操作符dynamic_cast305

7.10 异常处理机制306

7.10.1 C＋＋异常处理机制306

7.10.2 抛出异常：throw语句307

7.10.3 捕获和处理异常：try-catch语句307

7.11 章节小结308

习题309

第三篇 泛型思维篇313

第8章 泛化数据类型：模板与泛型编程313

8.1 数据类型泛化：定义模板313

8.1.1 定义函数模板314

8.1.2 定义类模板315

8.1.3 定义通用数组类316

8.2 应用模板：模板实例化318

8.2.1 模板实例化的方法318

8.2.2 模板参数推演318

8.2.3 模板特化319

8.3 C＋＋标准模板库321

8.3.1 标准模板库能干什么321

8.3.2 利用STL求解问题322

8.3.3 容器（container）323

8.3.4 迭代器（iterator）331

8.3.5 仿函数（function object）335

8.3.6 算法（algorithms）337

8.4 泛型编程实践344

8.4.1 文本单词反转问题344

8.4.2 多序列最小和问题345

8.4.3 农夫过河问题350

8.5 章节小结359

习题360