《c++基础教案》课件

入门教程C++掌握编程语言C++的基础知识,从变量、数据类型、运算符等基础概念开始学习,为后续的C++程序设计奠定坚实的基础VS byVarun Sharma简介C++什么是C++C++的特点C++的应用场景C++是一种通用编程语言,由C语言发展而来,C++是一种静态类型、编译型、通用的编程C++广泛应用于操作系统开发、游戏引擎、于1979年由Bjarne Stroustrup设计它语言,支持过程式编程和面向对象编程它图形处理、金融交易系统等领域,凭借其高兼具C语言的高效性和面向对象编程的强大提供了丰富的数据类型、灵活的控制结构和性能和灵活性,成为系统级编程的首选语言特性,广泛应用于系统软件、桌面应用程序强大的内存管理功能等领域历史C++早期诞生C++最初由丹尼斯·里奇于1979年在贝尔实验室开发,作为C语言的改良版标准化历程1998年,C++首次获得ISO国际标准化组织的认证,确立了C++的地位版本演进C++

11、C++

14、C++17等新版本相继推出,不断丰富和完善语言特性广泛应用C++被广泛应用于操作系统、游戏开发、高性能计算等多个领域的特点C++强类型语言高性能C++是一种静态类型语言,变量声明时必须指定数据类型,确保程序更C++可以直接访问底层硬件,运行效率非常快,广泛应用于性能关键的加安全可靠领域系统编程多范式编程C++擅长系统编程,可以编写操作系统、驱动程序等底层软件,具有很C++支持面向对象、面向过程、泛型编程等多种编程范式,适用于各强的系统开发能力种编程需求编译过程C++预处理1经过预处理的源代码编译2将预处理后的代码编译为目标代码链接3将目标代码与库文件链接为可执行程序执行4运行最终的可执行程序C++编译过程包括四个主要步骤:预处理、编译、链接和执行预处理阶段会处理源代码中的预处理指令,如宏定义、头文件包含等编译阶段会将预处理后的代码转换为目标代码链接阶段会将目标代码与所需的库文件链接为可执行程序最后在执行阶段运行这个可执行程序这个编译过程确保了C++程序的正确性和可执行性开发工具的选择集成开发环境（IDE）命令行工具构建工具调试工具Visual StudioCode、GCC、Clang等命令行编译器CMake、Make等构建工具GDB、LLDB等调试器可以帮Visual Studio、CLion等为开发者提供了更灵活的构建可以帮助管理项目的编译过程助开发者快速定位和解决程序IDE提供了丰富的代码编辑、方式,适合对开发流程有更高,简化跨平台部署中的问题编译和调试功能,帮助开发者要求的项目提高工作效率基本语法C++标识符关键字12C++中使用标识符来命名变量C++有一系列保留作特定用途、函数和其他实体它们需要的关键字,开发者不能将它们用遵循一定的命名规则作自定义标识符注释语句34使用//或/**/注释可以在代码C++程序由各种语句组成,用于中添加解释性说明,提高可读性执行特定的操作和功能数据类型整型浮点型可表示整数值的数据类型,如int、可表示小数值的数据类型,如float、short、long等根据存储需求选择double用于需要高精度的计算场景合适的整型字符型布尔型用于存储单个字符的数据类型,如char用于表示真值的数据类型,只有true和可以存储常见的ASCII字符false两个值常用于条件判断运算符算术运算符关系运算符C++支持基本的算术运算符,如加C++中的关系运算符,如等于==+、减-、乘*、除/和取余、不等于!=、大于、小于%它们可用于执行数字计算、大于等于=和小于等于=,用于比较两个值逻辑运算符位运算符逻辑运算符,如与、或||和位运算符,如与、或|、异或非!,可用于组合多个条件表达式,^、左移和右移,可对二实现复杂的逻辑判断进制位进行操作,实现数据的高效处理输入输出输入1从键盘、文件或其他源获取数据处理2对输入数据进行计算和操作输出3将处理结果显示到屏幕或写入文件输入输出是程序与用户和外部设备交互的基础通过不同的输入输出方式,程序可以获取所需的数据并将处理结果反馈给用户或其他系统合理的输入输出设计可以提高程序的可用性和灵活性程序流控制顺序结构1代码按照从上到下的顺序依次执行,这是最基本的程序流控制方式选择结构2通过使用if-else语句或switch语句,程序可以根据特定条件做出不同的选择循环结构3for、while和do-while循环可以让程序重复执行特定的代码片段,直到满足终止条件函数定义和声明参数传递12函数由返回类型、函数名和参函数参数可以通过值传递、引数列表三部分组成，需要在使用传递或指针传递的方式传入用前先进行声明或定义，根据需求选择合适的传递方式重载和默认参数递归调用34同名函数可以根据参数列表的函数可以在内部调用自身实现不同进行重载，也可以为参数递归，用于解决复杂的问题设置默认值数组定义与声明访问元素遍历数组数组应用数组是一种能够存储多个元素可使用下标0到n-1访问数组通常使用for循环遍历数组中数组广泛应用于存储和操作一的数据结构声明数组时需指中的元素下标从0开始计数的每一个元素可以访问元素组相关的数据,如成绩记录、定数据类型和大小如int例如arr

[2]访问第3个元素并执行相关操作图像像素等是许多算法的基arr

[5];可存储5个整数元素础指针指针基础指针应用指针安全指针是一个存储内存地址的变量,可以高效指针可用于动态内存分配、数组遍历、函数使用指针需要谨慎,避免非法内存访问和内地操作和访问内存中的数据理解指针是掌参数传递等场景,赋予C++强大的灵活性和性存泄漏等问题,程序员需要掌握正确的指针握C++的关键能优势操作技巧动态内存分配内存分配1将内存空间动态分配给程序使用new/delete2使用new和delete操作动态分配和释放内存数组动态分配3为数组分配动态内存空间内存泄漏4及时删除动态分配的内存以避免内存泄漏动态内存分配是C++中非常重要的技术,它允许程序在运行时分配所需的内存大小,而无需提前确定通过new和delete操作,程序可以灵活地分配和释放内存,满足不同的需求合理地使用动态内存分配能够提高程序的性能和可扩展性但同时也需要注意及时删除动态分配的内存,避免出现内存泄漏问题引用引用的概念引用的特点引用在函数中的应用引用是C++中的一种特殊的指针类型,可以为引用必须在定义时初始化,不能为NULL,并引用常用于函数参数传递,可以实现修改原现有变量创建一个新名称,并且两者指向同且在整个生命周期中指向相同的内存地址始变量,而不是创建副本一块内存地址类和对象类的定义对象的创建类是一种用户自定义的数据类型,根据类定义,可以创建对象对象它包含了数据成员和成员函数是类的具体实例,拥有类中定义的类描述了一类对象的共同特性属性和行为访问类成员构造函数和析构函数可以使用成员访问运算符.来访构造函数在创建对象时自动调用,问类的成员,包括数据成员和成员初始化对象;析构函数在对象销毁函数时被调用,释放资源继承基本概念1继承是面向对象编程的核心特性之一,它允许新类型从现有类型继承属性和行为代码重用2通过继承,程序员可以重复使用现有类的代码,提高开发效率和代码可维护性层次结构3继承可以创建类之间的层次结构,从而更好地组织和管理复杂的代码多态多态的定义运行时多态编译时多态多态是面向对象编程的重要概念之一,指同通过虚函数实现的多态,在运行时根据对象通过函数重载实现的多态,在编译时根据参一个方法可以根据不同的对象而表现出不同的实际类型决定调用哪个函数实现数类型决定调用哪个函数实现的行为虚函数动态绑定多态性12虚函数允许在派生类中重新定义基类中的函数,实现动态绑定通过虚函数,可以实现多态性,使得对象能根据其实际类型调机制用相应的函数实现抽象类运行时绑定34虚函数常用于抽象类中,用于定义接口,派生类必须实现这些虚函数的调用在运行时才绑定到实际的函数实现,而非编译时接口抽象类抽象概念抽象接口继承应用抽象类是一种特殊的类,它定义了一组公共抽象类中包含纯虚函数,它们定义了子类必从抽象类继承的子类必须实现所有的纯虚函接口但将具体实现留给子类完成这种抽象须实现的方法这种契约式的接口让代码更数这种强制性实现提高了代码的一致性和设计提高了代码的可扩展性和灵活性加结构化和模块化可维护性文件输入输出文件打开与关闭1使用ifstream、ofstream和fstream打开和关闭文件文件读取与写入2通过和运算符进行文本读写文件指针操作3使用seekg和seekp移动文件指针文件状态检测4使用good、eof、fail和bad检查文件状态C++提供了强大的文件输入输出功能,使得程序可以方便地读取和写入文件通过掌握文件的打开、关闭、读写以及指针操作等基本技能,可以实现对各种文件类型的高效处理同时,及时检查文件状态也是确保程序健壮性的关键异常处理概念理解try-catch结构常见异常类型自定义异常异常处理是C++中处理运行时try块包含可能引发异常的代C++标准库定义了多种异常类开发者也可以自定义异常类型错误的机制当程序出现无法码,catch块用于捕获并处理型,如out_of_range、,以满足特定的业务需求这预料的情况时,可以引发异常,特定类型的异常可以根据需invalid_argument等,可以需要继承标准异常类并实现相并通过特定的语句进行捕获和要使用多个catch块根据实际情况选用合适的异常应的方法处理类型标准模板库容器类型算法库标准模板库提供了丰富的容器类型,如STL还包含了丰富的算法库,如sort、vector、list、deque等,满足不同的find、accumulate等,提高了开发效数据存储需求率函数对象迭代器通过函数对象,STL支持用户自定义的STL的迭代器机制为容器访问提供了比较、操作等功能,提高了灵活性一致的接口,简化了编程命名空间什么是命名空间声明命名空间12命名空间是C++中用于解决命使用namespace关键字声名冲突的机制它可以为标识明命名空间,并在其中定义变量符提供局部作用域、函数、类等访问命名空间内成员嵌套命名空间34通过使用作用域运算符::或命名空间可以嵌套,提供更细粒using关键字访问命名空间内度的命名控制的成员新特性C++11自动类型推断统一初始化语法使用auto关键字，可以让编译器采用花括号进行初始化，适用于自动推断变量的类型，简化了代各种数据类型和对象构造码Lambda表达式右值引用无需定义命名函数，可以直接创通过移动语义优化了内存使用和建匿名函数对象提高了代码可性能，减少了不必要的拷贝读性编程最佳实践C++代码整洁算法效率模块化设计错误处理编写可读性强、易于维护的代选择合适的数据结构和算法,优将程序划分为可重用的模块,提合理使用异常处理机制,提高程码,遵循命名规范和良好的代码化代码的时间和空间复杂度高代码的灵活性和可维护性序的健壮性,并做好日志记录风格总结与展望通过系统全面地学习了C++的基础知识和高级特性,我们已经掌握了C++编程的核心技能未来我们将进一步探索C++在各个领域的应用潜力,推动C++技术的创新发展,为行业和社会做出更大贡献。