人工智能时代跨语言编程项目实战(微课版职业教育十三五规划教材)

在21世纪的今天，人工智能技术快速发展，正慢慢融入人们的学习、工作和生活中，并以前所未有的速度渗透到社会的各个领域。通过人工智能技术来获取大量的信息，是人们每天工作和学习必不可少的活动。这对现有的中专、高职、中高职贯通计算机网络技术专业的教学模式提出了新的挑战，同时也带来了前所未有的机遇。深化教学改革，寻求行之有效的育人途径，培养高素质计算机软件编程人员，已是当务之急。本教材针对中职、高职、中高职贯通教育的特点，在总结多年教学和科研实践经验的基础上，针对精品课程资源共享课程建设和国家“十三五”规划教材建设而设计。以知识点分解并分类来降低学生学习抽象理论的难度。以项目分解、由浅入深、逐步分解的案例及注释来提高学生对各种常用编程语言的实践能力。本教材针对中高职贯通计算机网络技术专业的主干编程课程，根据教学大纲要求，通过对各类项目的分析与设计，及各种项目及任务的实践，使读者能全面、系统地掌握跨语言软件编程的基本知识与技能，提高独立分析与解决问题的能力。另外，本教材采用了“项目导向，任务驱动、案例教学”方式编写，具有较强的实用性和先进性。全书共分为10个软件编程大项目，分别为：实现OOP中的封装性，实现OOP中的一般函数；实现OOP中的构造函数与析构函数；实现OOP中的属性过程；实现OOP中的主函数带参数；实现OOP中的异常处理；实现OOP中的单继承；实现OOP中的多态与抽象类；实现OOP中的多态与接口；实现OOP中的文件读写操作。本教材编写的目标是：从国家人工智能发展的战略角度出发，研究如何通过教材及相关课程资源建设助力人工智能方向下软件工程师人才的培养；针对人工智能人才的分层，将研究重点放在第五层基础庞大的软件工程师的培养上；针对人工智能时代下软件开发所涉及的编程语言众多的问题，研究常用的5种编程语言，通过横向对比人工智能常用的C  、VB.NET、C#、Java、Python语言的特性，来培养学生跨语言解决实际问题的能力；针对软件工程师培训周期长的问题，开发了能够跨越5种编程语言的教材，让学生快速掌握常用的5种编程语言，提高其在人才市场上的竞争力；借鉴电商领域的O2O模式，研究如何在线下开发融合线上的项目源代码等课程资源，来助力学生提高其学习效果。希望通过本教材，能更新教师的传统教学观念，牢固建立以学生为主体、以能力为本位的终身教育理念。本教材编写的理念是：转变课程观念，创新课程体系，引入跨语言教学设计，在人工智能时代下跨语言软件编程教学过程中探索和设计富有实际意义的项目库，开发出符合实际教学需求的教材。在课题研究过程中，及时总结优秀的教学项目，建立具有教学实践价值的项目库以及优秀的项目解决方案，不断加强和完善项目源代码等课程资源建设，让学生随时随地都能学习课程，形成师生互动，更大程度地提高学生学习的参与度和积极性；注重实践为先，深入教学实践一线和项目学习的全过程，在对跨语言编程理论体系研究的同时，更注重建立具有实际应用价值的项目库，希望对教材开发提供实际的帮助和指导；通过教材开发，让学生学会自主学习、跨语言学习，使学生面对认知复杂的真实世界的情境，主动去搜集和分析有关的信息资料，在问题解决中进行学习，提倡学中做与做中学，并在复杂的真实调试环境中完成任务；教材设计内容，以团队协作为重，基于跨语言的学习必然涉及分工合作。本教材无论是在学生项目学习的过程，还是教师研究、备课和教学的过程中，都充分利用分组学习的功能，体现团队协作的优势；教材开发依托校企合作的相关企业，本课题组特别邀请了长期从事软件项目开发的人员参与。一方面，依托企业长期项目开发的经验和积累，为本课题研究提供相关项目的内容，参与完成教学项目库的建设；另一方面，加强项目实践的规范性指导，使我们的教材设计与开发更贴近于实际市场要求；在课题研究过程中，我们将充分运用现有的信息化手段，及时总结优秀的教学项目，建立具有教学实践价值的项目库以及优秀的项目解决方案，不断加强和完善教材建设，并让学生随时随地都能学习跨语言编程，形成师生互动，更大程度地提高学生学习的参与度和积极性。本教材在开发时有目的、有计划严格按照“调查筛选—案例论证—制订任务—实践研究—交流总结—代码调试”的程序进行。先对现状做全面了解，明确研究的内容、方法和步骤，再组织本教材开发组教师学习相关的内容、任务和具体的操作研究步骤。通过一系列的应用研究活动，了解了C  、VB.NET、C#、Java、Python这5种语言在语法上的区别，建立了这5种语言的项目比较教学路径体系，依托校企业合作实验研究平台，完成教材，以此推动教材教法的改革。本教材每个项目中的任务，均由软件公司的实际需求来引出。每个项目由核心概念、项目描述、技能目标、工作任务引出。项目下每一个任务由任务描述、任务分析、任务实施、任务小结、相关知识与技能、任务拓展组成。每个项目的后都有项目综合比较表、项目综合实训（项目描述、项目分析、项目实施、项目小结）、项目实训评价表。书中所有任务及项目综合实训的源代码、PPT课件都可以从中国铁道出版社有限公司网站http://www.tdpress.com/51eds下载。本书的编排特点如下：（1）采用情境式分类教学，再辅以项目导向、任务驱动、案例教学，这比较符合“以就业为导向”的职业教育原则。（2）充分体现了“做中学，学中做，做中教，教中做”的职业教育理念，强调以直接经验的形式来掌握融于各项实践行动中的知识和技能，方便学生自主训练，并获得实际工作中的情境式真实体验。（3）书中所有实战任务均在VS版、Eclipse和Python集成开发环境上调试通过，能较好地对实际工作中的项目和具体任务进行实战。并在内容上由基本到扩展，由简单到复杂，由单一任务到综合项目设计，符合学生由浅入深的学习习惯，帮助学生轻松掌握系统规范的计算机软件编程知识。本教材设计了10个工程项目，全面而系统地介绍了面向对象编程技术中（C  、VB.NET、Java、C#、Python）的关键技能，使用本书建议安排72学时，每个项目及任务具体学时建议安排如下：学时分配表项 目 内 容 学 时 分 配 讲授/% 实训/% 学时项目1 20 80 10项目2 20 80 6项目3 20 80 6项目4 20 80 6项目5 20 80 6项目6 20 80 6项目7 20 80 6项目8 20 80 6项目9 20 80 6项目10 20 80 6复习及考试 4（复习） 4（考试） 8总计 72本书由上海神州数码、上海安致信息科技有限公司、上海商业会计学校的陈珂老师姜冬洁老师、提供了大量的实践素材，上海商业会计学校的顾洪老师制作了与书配套的PPT，在此我向他们表示深深的感谢。由于编者水平有限，书中难免存在缺点和不足之处，欢迎广大读者批评指正，我的邮箱是：peliuz@126.com。 刘 丹 2020.1

      本书是对中高职贯通计算机网络技术专业软件编程技术中所有面向对象编程（OOP）的知识及技能的全面回顾和总结。本书的编写模式体现了“做中学，学中做，做中教，教中做”的做学教一体职业教育教学特色，内容上采用了“项目—任务—综合实训”的结构体系，从软件编程的实际开发需求与实践应用引入教学项目，从而培养学生能完成总体的项目设计、具体的工作任务实施及举一反三地解决实际问题的技能。
    本书包含了10个项目，54个软件编程任务。书中全部项目及具体的每个任务都紧密贴近现代软件编程中常用的C  、VB.NET、Java、C#、Python这5种常用的OOP语言，并与真实的工作过程相一致，完全符合企业的需求，贴近软件开发的实际。本书内容翔实，结构新颖，实用性强，可用作中职、高职、中高职贯通的计算机网络技术专业和非计算机专业的软件编程项目实践教材，也可供参加全国1 X证书试点考试的培训教材。同时，本书还可作为各类全国及市级技能大赛计算机相关项目中软件编程模块的训练教材。

     刘丹，上海商业会计学校教师，硕士研究生， 2011至今 已完成课题两项并获一个全国一等奖，一个全国三等奖 ，已完成区级课题一项和校级课题两项并发表10多篇论文，其中论文获市级一等奖，二等奖和三等奖，并出版二本教材，编著三本校本教材，此外正在开展的课题，区级课题，市级课题各一项

项目一 实现OOP中的封装性 1任务一 实现HTML语言中的封装性 1任务二 实现SQL语言中的封装性 4任务三 实现XML语言中的封装性 9任务四 实现C语言中的封装性 12任务五 实现C  语言中的封装性 16任务六 实现VB.NET语言中的封装性 20任务七 实现Java语言中的封装性 23任务八 实现C#语言中的封装性 26任务九 实现Python语言中的封装性 29项目一综合比较表 33项目综合实训 实现家庭管理系统的封装性 35项目实训评价表 44评价等级说明表 45项目二 实现OOP中的一般函数 46任务一 实现C  语言中的一般函数 46任务二 实现VB.NET语言中的一般函数 50任务三 实现Java语言中的一般函数 53任务四 实现C#语言中的一般函数 56任务五 实现Python语言中的一般函数 59项目二综合比较表 61项目综合实训 实现家庭管理系统中的一般函数 62项目实训评价表 68评价等级说明表 68项目三 实现OOP中的构造函数与析构函数 69任务一 实现C  语言中的构造函数与析构函数 69任务二 实现VB.NET语言中的构造函数与析构函数 73任务三 实现Java语言中的构造函数与析构函数 75任务四 实现C#语言中的构造函数与析构函数 78任务五 实现Python语言中的构造函数与析构函数 81项目三综合比较表 84项目综合实训 实现家庭管理系统中的构造函数与析构函数 84项目实训评价表 90评价等级说明表 90项目四 实现OOP中的属性过程 91任务一 实现C  语言中的属性过程 91任务二 实现VB.NET语言中的属性过程 95任务三 实现Java语言中的属性过程 99任务四 实现C#语言中的属性过程 103任务五 实现Python语言中的属性过程 108项目四综合比较表 110项目综合实训 实现家庭管理系统中的属性过程 111项目实训评价表 119评价等级说明表 120项目五 实现OOP中的主函数带参数 121任务一 实现C  语言中的主函数带参数 121任务二 实现VB.NET语言中的主函数带参数 124任务三 实现Java语言中的主函数带参数 127任务四 实现C#语言中的主函数带参数 130任务五 实现Python语言中的主函数带参数 133项目五综合比较表 134项目综合实训 实现家庭管理系统中的主函数带参数 135项目实训评价表 142评价等级说明表 142项目六 实现OOP中的异常处理 143任务一 实现C  语言中的异常处理 143任务二 实现VB.NET语言中的异常处理 151任务三 实现Java语言中的异常处理 157任务四 实现C#语言中的异常处理 164任务五 实现Python语言中的异常处理 170项目六综合比较表 173项目综合实训 实现家庭管理系统中的异常处理 175项目实训评价表 188评价等级说明表 188项目七 实现OOP中的单继承 189任务一 实现C  语言中的单继承 189任务二 实现VB.NET语言中的单继承 197任务三 实现Java语言中的单继承 204任务四 实现C#语言中的单继承 212任务五 实现Python语言中的单继承 219项目七综合比较表 222项目综合实训 实现家庭管理系统中的单继承 223项目实训评价表 237评价等级说明表 237项目八 实现OOP中的多态与抽象类 238任务一 实现C  语言中的多态与抽象类 238任务二 实现VB.NET语言中的多态与抽象类 244任务三 实现Java语言中的多态与抽象类 249任务四 实现C#语言中的多态与抽象类 254任务五 实现Python语言中的多态与抽象类 259项目八综合比较表 261项目综合实训 实现家庭管理系统中的多态与抽象类 262项目实训评价表 269评价等级说明表 269项目九 实现OOP中的多态与接口 270任务一 实现C  语言中的多态与接口 270任务二 实现VB.NET语言中的多态与接口 276任务三 实现Java语言中的多态与接口 281任务四 实现C#语言中的多态与接口 285任务五 实现Python语言中的多态与接口 291项目九综合比较表 294项目综合实训 实现家庭管理系统中的多态与接口 295项目实训评价表 299评价等级说明表 299项目十 实现OOP中的文件读写操作 300任务一 实现C  语言中的文件读写操作 300任务二 实现VB.NET语言中的文件读写操作 306任务三 实现Java语言中的文件读写操作 313任务四 实现C#语言中的文件读写操作 325任务五 实现Python语言中的文件读写操作 337项目十综合比较表 340项目综合实训 实现家庭管理系统中的文件读写操作 342项目实训评价表 343评价等级说明表 344参考文献 344

      本书是对中高职贯通计算机网络技术专业软件编程技术中所有面向对象编程（OOP）的知识及技能的全面回顾和总结。本书的编写模式体现了“做中学，学中做，做中教，教中做”的做学教一体职业教育教学特色，内容上采用了“项目—任务—综合实训”的结构体系，从软件编程的实际开发需求与实践应用引入教学项目，从而培养学生能完成总体的项目设计、具体的工作任务实施及举一反三地解决实际问题的技能。
    本书包含了10个项目，54个软件编程任务。书中全部项目及具体的每个任务都紧密贴近现代软件编程中常用的C  、VB.NET、Java、C#、Python这5种常用的OOP语言，并与真实的工作过程相一致，完全符合企业的需求，贴近软件开发的实际。本书内容翔实，结构新颖，实用性强，可用作中职、高职、中高职贯通的计算机网络技术专业和非计算机专业的软件编程项目实践教材，也可供参加全国1 X证书试点考试的培训教材。同时，本书还可作为各类全国及市级技能大赛计算机相关项目中软件编程模块的训练教材。

     刘丹，上海商业会计学校教师，硕士研究生， 2011至今 已完成课题两项并获一个全国一等奖，一个全国三等奖 ，已完成区级课题一项和校级课题两项并发表10多篇论文，其中论文获市级一等奖，二等奖和三等奖，并出版二本教材，编著三本校本教材，此外正在开展的课题，区级课题，市级课题各一项