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第1章程序設(shè)計(jì)語言緒論,1.1程序設(shè)計(jì)語言的歷史1.2程序設(shè)計(jì)語言范型概述1.3面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì),1.1程序設(shè)計(jì)語言的歷史,1.1.1程序設(shè)計(jì)語言低級(jí)語言：機(jī)器語言、匯編語言高級(jí)語言(有解釋和編譯兩種形式)：面向過程、面向?qū)ο?.1.2如何學(xué)習(xí)和使用程序設(shè)計(jì)語言1)理解程序設(shè)計(jì)語言的語法和語義2)熟悉集成開發(fā)環(huán)境3)熟悉庫函數(shù)或類庫,1.1.3程序設(shè)計(jì)語言的發(fā)展過程,C++源于C語言，而C語言是在B語言的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。1960年出現(xiàn)了一種面向問題的高級(jí)語言ALGOL60。1963年英國(guó)劍橋大學(xué)推出了CPL（CombinedProgrammingLanguage）語言，后來經(jīng)簡(jiǎn)化為BCPL語言。1970年美國(guó)貝爾（Bell）實(shí)驗(yàn)室的K.Thompson以BCPL語言為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了一種類似于BCPL的語言，取其第一字母B，稱為B語言。,,1972年美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的DennisM.Ritchie為克服B語言的諸多不足，在B語言的基礎(chǔ)上重新設(shè)計(jì)了一種語言，取其第二字母C，故稱為C語言。1980年貝爾實(shí)驗(yàn)室的BjarneStroustrup對(duì)C語言進(jìn)行了擴(kuò)充，推出了“帶類的C”，多次修改后起名為C++。以后又經(jīng)過不斷的改進(jìn)，發(fā)展成為今天的C++。C++改進(jìn)了C的不足之處，支持面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)，在改進(jìn)的同時(shí)保持了C的簡(jiǎn)潔性和高效性。,,1.1.4C++語言的主要特點(diǎn),1.C++語言在與C兼容方面的主要特點(diǎn)如下：1)對(duì)硬件系統(tǒng)的操作控制功能強(qiáng)2)語言簡(jiǎn)潔、結(jié)構(gòu)緊湊3)方便靈活高效4)可移植性好,2.C++語言在C的基礎(chǔ)上新增的主要特點(diǎn)如下：1)C++引入了數(shù)據(jù)抽象2)C++引入了面向?qū)ο髾C(jī)制3)C++是一門完整的語言,1.2程序設(shè)計(jì)語言范型概述,1.2.1過程式語言是命令型語言。它又可以進(jìn)一步分為簡(jiǎn)單過程型語言和塊結(jié)構(gòu)過程型語言兩類。如:FORTRAN和C是流行的簡(jiǎn)單過程型語言。Pascal是流行的塊結(jié)構(gòu)過程型語言。1.2.2功能型語言是一種表處理語言，如:Lisp等。主要被設(shè)計(jì)用于符號(hào)數(shù)據(jù)處理，因此是一種基于符號(hào)處理的程序設(shè)計(jì)語言,廣泛用于機(jī)器人、自然語言處理、公式證明、智能系統(tǒng)等人工智能領(lǐng)域和程序設(shè)計(jì)語言研究等領(lǐng)域。1.2.3面向?qū)ο笳Z言基于類和對(duì)象的程序設(shè)計(jì)語言。如:Ada、Smalltalk和C++。1.2.4腳本式語言以組件為基礎(chǔ)的無類型、簡(jiǎn)單高效的解釋型語言。如:JavaScript、VBScript等。,1.3面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì),隨著軟件需要描述的系統(tǒng)日趨復(fù)雜，結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法不再奏效，采用傳統(tǒng)的方法，用過程模塊構(gòu)成復(fù)雜軟件系統(tǒng)已經(jīng)不再合適，程序設(shè)計(jì)逐步趨向于以一種類型的所有數(shù)據(jù)為中心，在某個(gè)類型管理模塊的控制下工作。通過對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的分析和抽象，將一類數(shù)據(jù)和與其相關(guān)的操作集成到一起，形成一種用戶自定義類型，也稱為抽象數(shù)據(jù)類型，或者類類型。抽象代表著一類對(duì)象的本質(zhì)特征，這個(gè)特征將這類對(duì)象與所有其它種類的對(duì)象區(qū)別開來，因而從相對(duì)于觀察者的角度來看，抽象提供了嚴(yán)格意義的概念邊界。從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的角度看，抽象數(shù)據(jù)類型是指一個(gè)數(shù)學(xué)模型以及定義在模型上的一組操作。這種抽象數(shù)據(jù)類型的語法地位與常見的int、char、float等類型說明符一樣，可以用以說明相應(yīng)的名字，只不過此時(shí)這個(gè)名字不是稱為變量，而是稱作對(duì)象。,1.3.1對(duì)象,對(duì)象(Object)是指一切可以被感知和觸摸的客觀實(shí)體。按程序設(shè)計(jì)的觀點(diǎn)，對(duì)象則是變量概念的進(jìn)一步推廣和延伸。從一般意義上講，對(duì)象是現(xiàn)實(shí)世界中一個(gè)實(shí)際存在的事物，它可以是有形的（比如一輛汽車），也可以是無形的（比如一項(xiàng)計(jì)劃）。對(duì)象是構(gòu)成世界的一個(gè)獨(dú)立單位，它具有自己的靜態(tài)特征（狀態(tài)）和動(dòng)態(tài)特征（操作）。靜態(tài)特征即可以用某種數(shù)據(jù)來描述的特征，動(dòng)態(tài)特征即對(duì)象所表現(xiàn)的行為或?qū)ο笏哂械墓δ?。?duì)象的狀態(tài)由對(duì)象的屬性描述，對(duì)象的狀態(tài)如何變化、對(duì)象之間如何相互作用、外界如何與對(duì)象進(jìn)行交互等則由對(duì)象的行為決定。面向?qū)ο笳Z言把狀態(tài)和操作封裝于對(duì)象體之中，并提供一種訪問機(jī)制，使對(duì)象的“私有數(shù)據(jù)”僅能由這個(gè)對(duì)象的操作來執(zhí)行。用戶只能通過允許公開的操作提出要求（消息），才能查詢和修改對(duì)象的狀態(tài)。,1.3.2面向?qū)ο蟮姆椒?用這種方法來認(rèn)識(shí)客觀世界有什么好處呢？(1)能夠把一種事物和另外一種事物相互區(qū)別。例如：不同品牌的汽車有不同的車身、不同的發(fā)動(dòng)機(jī)等。(2)對(duì)象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征和外部使用功能區(qū)別開來。例如：使用者只關(guān)心如何用，即僅僅只需要關(guān)心對(duì)象的外部使用功能而忽略對(duì)象的內(nèi)部細(xì)節(jié)；只有生產(chǎn)者才需要關(guān)心如何造，即需要關(guān)心對(duì)象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征細(xì)節(jié)。(3)提供了部件重用的可能。例如：兩臺(tái)同樣品牌的汽車，一輛車輪壞了，另一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)壞了，此時(shí)，前者的發(fā)動(dòng)機(jī)可以用于后者，或者后者的車輪可以用于前者。,1.3.3封裝（Encapsulation）,封裝:是面向?qū)ο蠓椒ǖ囊粋€(gè)重要原則。它有兩個(gè)涵義：第一個(gè)涵義是，把對(duì)象的全部屬性和全部服務(wù)結(jié)合在一起，形成一個(gè)不可分割的獨(dú)立單位（即對(duì)象）。第二個(gè)涵義也稱作“信息隱蔽”，即盡可能隱蔽對(duì)象的內(nèi)部細(xì)節(jié)，對(duì)外形成一個(gè)邊界（或者說形成一道屏障），只保留有限的對(duì)外接口使之與外部發(fā)生聯(lián)系。這主要是指對(duì)象的外部不能直接地存取對(duì)象地屬性，只能通過幾個(gè)允許外部使用地服務(wù)與對(duì)象發(fā)生聯(lián)系。,1.3.4繼承（Inheritance）,繼承:是面向?qū)ο笳Z言的另一特性。類與類之間可以組成繼承層次，一個(gè)類的定義（子類）可以定義在另一個(gè)已定義類（父類）的基礎(chǔ)上。子類可以繼承父類中的屬性和操作，也可以定義自己的屬性和操作。C++語言支持單繼承和多繼承，因而具有繼承這一特性所帶來的優(yōu)勢(shì)，大大增加了程序的重用性。,1.3.5多態(tài)性（Polymorphism）,對(duì)象的多態(tài)性是指在一般類中定義的屬性或操作被特殊類繼承之后，可以具有不同的數(shù)據(jù)類型或表現(xiàn)出不同的行為。這使得同一個(gè)屬性或操作名在一般類及其各個(gè)特殊類中具有不同的語義。,,