北大的高级程序设计课件CPP

程序设计课程介绍C++本课程将深入探讨语言的各个方面，从基础语法到高级特性C++通过案例和实践，您将掌握编程技能，为软件开发打下坚实基础C++语言基础知识C++C++语言历史C++语言特点C++语言语法语言起源于语言，由贝尔实验室的语言是一种高效、灵活、面向对象的编语言的语法基于语言，并扩展了面C++C C++C++C在年开始设计开程语言，支持多种编程范式，包括过程式、向对象和泛型编程的特性，为开发人员提供Bjarne Stroustrup1979发，并于年正式命名为面向对象和泛型编程了丰富的功能和灵活性1983C++数据类型和变量C++基本数据类型变量声明提供了几种基本数据类型，例如整型、浮点型和字符型，用于存使用关键字和标识符来声明变量，例如，它声明了一个名为C++int age储不同类型的数据的整型变量age变量初始化变量作用域在声明变量时，可以使用赋值运算符对其进行初始化，例如变量的作用域决定了变量在程序中的可见性和可访问性，例如局部int age，将变量初始化为变量仅在函数内可见=25age25运算符和表达式C++运算符表达式运算符优先级运算符结合性提供多种运算符，包括算表达式由运算符和操作数组成运算符具有优先级，例如乘除运算符结合性决定了相同优先C++术运算符、关系运算符、逻辑，用于计算值或执行操作优先于加减级的运算符的执行顺序运算符等控制语句C++顺序结构1语句按顺序执行，代码从上到下执行分支结构2根据条件判断执行不同的代码块，例如语句if-else循环结构3重复执行某段代码，例如循环、循环for while函数C++定义与声明函数调用函数类型函数参数函数用于组织和封装代码函数调用通过函数名和实际参中有不同的函数类型，包函数参数是传递给函数的值C++定义函数包括函数名、参数列数传递值函数调用会导致括内置函数、用户定义函数函数参数可以是值传递、引用表和函数体程序执行函数体内的代码、递归函数、内联函数、虚函传递或指针传递数等函数声明告诉编译器函数的类参数传递方式影响函数内部对型和参数，并允许在定义之前函数可以返回值，以便将计算参数的修改是否会影响调用函使用函数结果传递回调用函数数数组C++

11.数据存储

22.连续内存数组用于存储相同数据类型的数组元素在内存中连续排列，一组值可通过索引快速访问

33.数组声明

44.数组操作使用数据类型、数组名和方括对数组元素进行访问、赋值、号中元素数量来声明数组遍历等操作指针C++指针的概念指针的定义与使用指针是存储内存地址的变量中使用指针可以有效地操作内存使用星号定义指针变量，例如使用取地址符C++*int*ptr;，提高程序效率获取变量地址，例如可以使用指针访问变量的值，例ptr=#如*ptr=10;引用C++C++引用概述引用声明引用传递参数引用是别名引用本身不是变量，而是引用声明使用符号，例如引用作为函数参数，可以修改原始变量的值C++int ref=另一个变量的别名num;类和对象C++类定义对象创建类是用户自定义的数据类型，封装了数据和方法类定义包含对象是类的实例，通过使用类的构造函数创建对象每个对象成员变量和成员函数，成员变量用于存储数据，成员函数用于都包含其自身的一组成员变量，但共享相同的成员函数操作数据对象使用对象销毁可以使用对象名成员名的方式访问对象的成员变量和成员函对象的销毁由类的析构函数负责，析构函数用于释放对象所占“.”数，进行数据操作和功能调用用的内存空间封装与访问控制C++数据隐藏访问控制12保护数据，防止意外修改提通过访问修饰符，控制成员的高代码的可维护性和安全性访问权限公开、私有、保护三种类型接口抽象3定义类的公共接口，隐藏实现细节，减少代码耦合，方便维护和扩展继承C++定义继承是面向对象编程中的一种重要机制，允许新类从现有类继承属性和方法，从而实现代码复用和扩展类型支持两种主要的继承类型公有继承（）、私有继承（）和保护继承（）C++public privateprotected语法使用冒号和关键字、或来指定继承类型:public privateprotected优势继承可以提高代码可读性和可维护性，减少重复代码，并允许创建更灵活和可扩展的程序多态C++编译时多态1函数重载运行时多态2虚函数多态实现3虚函数表多态是面向对象编程的重要特性，它允许程序根据对象的实际类型来执行不同的操作C++编译时多态发生在编译阶段，通过函数重载来实现运行时多态发生在运行阶段，通过虚函数来实现虚函数C++多态性虚函数允许子类重写父类的方法，实现不同类型的对象以不同的方式响应相同的消息继承虚函数在继承体系中发挥作用，使子类能够扩展父类的方法，并提供不同的实现动态绑定虚函数调用在运行时确定调用哪个方法，根据对象的实际类型决定执行哪个版本的函数类型转换C++隐式类型转换显式类型转换编译器自动完成，无需显式声明例如，将转换为使用、、和int doublestatic_cast dynamic_cast reinterpret_cast进行类型转换例如，将转换为const_cast doubleint异常处理C++

11.异常概念

22.异常处理机制异常是程序运行时发生的错误使用、、语句捕try catchthrow或意外事件获和处理异常

33.异常类型

44.异常处理的好处常见的异常类型包括运行时错提高代码健壮性，增强程序的误、逻辑错误和系统错误容错能力动态内存分配C++堆内存1动态分配内存new运算符2在堆上分配内存delete运算符3释放堆上分配的内存内存泄漏4忘记释放内存动态内存分配是指在程序运行时根据需要分配内存，而不是在编译时预先分配使用运算符在堆上分配内存，并使用运算符释放分配的内存C++new delete如果忘记释放分配的内存，会导致内存泄漏，这会降低程序性能并可能导致程序崩溃文件输入输出C++文件打开数据读写错误处理文件关闭使用或使用和运算符读取和使用函数检查操作是使用函数关闭文件以ifstream ofstreamfail close对象打开文件写入数据否成功释放资源标准模板库C++STL容器算法迭代器提供了各种容器，如、、提供了丰富算法，如排序、查找、查找提供了迭代器，用于遍历容器中的元素STL vector list STL STL、等，用于存储和管理数据、复制、删除等，用于对数据进行操作，并提供对容器元素的访问set map容器STL标准模板库数据结构标准模板库提供了丰这些容器提供了各种数据结构，C++STL富的容器类，例如、例如数组、链表、树和哈希表，vectorlist、、、等使您可以根据需要选择最佳数据deque setmap结构算法迭代器还提供了一系列算法，例如迭代器是容器和算法之间的STL STL排序、搜索、查找和插入，这些桥梁，允许您遍历容器并访问其算法可以与容器一起使用元素迭代器STL访问容器元素遍历容器抽象概念不同迭代器类型迭代器提供了一种通用的迭代器可以用来循环遍历容器迭代器是一种抽象概念，允许提供了多种迭代器类型，STLSTL方式来访问和操作各种容器中中的每个元素，执行诸如读取对容器进行统一的操作，而无包括输入迭代器、输出迭代器的元素，例如向量、列表和映、写入或删除操作需了解容器的具体实现细节、前向迭代器、双向迭代器和射随机访问迭代器算法STL高效算法泛型编程性能优化简化开发提供各种常见算法，如排序、算法与数据结构分离，适用于算法经过高度优化，效率高，开发者无需从头编写算法，直查找、搜索、复制、删除、转多种数据类型，提高代码复用能够有效提升程序性能，满足接调用提供的算法，减少开STL换等，提升代码效率，避免重性，降低维护成本不同场景需求发时间，提高代码质量复编写代码流处理C++概念优势应用流处理是指将数据以流的方式进行处流处理可以简化程序开发，并提高程流处理广泛应用于各种领域，如文件C++C++C++理，它允许程序员在不了解数据来源和目序的可读性和可维护性处理、网络通信、数据分析等标的情况下，对数据进行读写操作流处理可以实现不同数据类型之间的流处理可以帮助程序员快速高效地处C++C++转换，方便程序员处理不同类型的数据理各种数据，提高程序的效率和性能流处理基于输入输出流的概念，将C++/数据视为一个连续的字节流字符串处理C++字符串操作字符串输入输出提供丰富的字符串操作函数，例如查找、替换、比较、连接可以使用和进行字符串的输入和输出，并使用C++cin cout、拆分等，方便开发者进行文本处理函数读取整行输入getline字符串类型字符串算法提供标准库字符串类，它是用于存储和处理字符串的强可以使用标准库算法，例如和，对字符串进行排C++string sortfind大工具序和查找操作面向对象设计模式C++

11.设计模式简介

22.常见设计模式设计模式是可复用的解决方案常用的设计模式包括单例模式，可以解决软件设计中常见的、工厂模式、观察者模式、策问题，提高代码的可读性、可略模式、适配器模式等，每种维护性和可扩展性模式都有其独特的应用场景

33.C++设计模式应用

44.学习设计模式的重要性在程序设计中，设计模式可C++以帮助开发者提高代码质量，学习设计模式可以帮助开发者降低开发难度，促进代码复用更好地理解面向对象编程思想，提升软件系统整体的可靠性，提高软件设计能力，编写出和可扩展性更加优雅高效的代码并发编程C++多线程同步机制多线程允许程序同时执行多个任务同步机制用于协调多个线程之间的访问共享资源通过创建多个线程，程序可以更有效地利用多核处理器例如，互斥锁和条件变量智能指针C++自动内存管理RAII原则提高代码安全性常用类型智能指针自动管理内存资源，智能指针遵循资源获取智能指针有效地防止了野指针提供了多种智能指针类型RAIIC++避免手动释放内存导致的内存即初始化原则，在构造时获访问，增强了代码的安全性，例如、unique_ptr泄漏问题取资源，在析构时自动释放资和，用shared_ptr weak_ptr源于不同的内存管理场景新特性C++11自动类型推断Lambda表达式移动语义nullptr使用关键字自动推断变量匿名函数，方便定义和使用，避免不必要的复制，提高效率引入关键字，明确区分auto nullptr类型，简化代码增强代码可读性，尤其在处理大型对象时空指针和，提升代码安全性0项目实战案例C++本课程将深入探讨项目实战案例，并展示如何将理论知识应用到实际项目中C++项目选题1选择具有挑战性和实际意义的项目，并根据课程内容进行细化项目规划2制定详细的项目计划，包括项目目标、功能模块、开发流程等代码实现3使用语言进行代码编写，并进行代码测试和调试C++项目部署4将项目部署到实际环境中，并进行系统测试和维护课程总结与展望

11.扎实基础

22.拓展思维课程帮助您掌握语言核心概课程引导您思考代码设计和应C++念用场景

33.探索未来

44.实践精进课程鼓励您持续学习，不断提课程提供实战案例，帮助您将升技术水平知识应用到实际项目中。