C++语言程序设计

前言

Foreword

在瞬息万变的IT时代，一群怀揣梦想的人创办了千锋教育，投身到IT培训行业。七年来，一批批有志青年加入千锋教育，为了梦想努力前行。千锋教育秉承用良心做教育的理念,为培养“IT精英”而付出一切努力。为什么会有这样的梦想,我们先来听一听用人企业和求职者的心声: 
“现在符合企业需求的IT技术人才非常紧缺，这方面的优秀人才我们会像珍宝一样对待,可为什么至今没有合格的人才出现？”
“面试的时候,用人企业问能做什么,这个项目如何来实现,需要多长的时间,我们当时都蒙了，回答不上来。”
“这已经是面试过的第十家公司了，如果再不行的话，是不是要考虑转行了，难道大学里的四年都白学了？”
“这已经是参加面试的N个求职者了，为什么都是计算机专业，当问到项目如何实现，怎么连思路都没有呢？”
这些心声并不是个别现象，而是中国社会反映出的一种普遍现象。高校的IT教育与企业的真实需求存在脱节，如果高校的相关课程仍然不进行更新的话，毕业生将面临难以就业的困境。很多用人单位表示，高校毕业生表面上知识丰富，但高校学习阶段所学知识绝大多数在实际工作中用之甚少，甚至完全用不上。针对上述存在的问题，国务院也作出了关于加快发展现代职业教育的决定。很庆幸，千锋所做的事情就是配合高校达成产学合作。
千锋教育致力于打造IT职业教育全产业链人才服务平台，全国数十家分校，数百名讲师团坚持以教学为本的方针，全国采用面对面教学，传授企业实用技能，教学大纲实时紧跟企业需求，拥有全国一体化就业体系。千锋的价值观“做真实的自己，用良心做教育”。
针对高校教师的服务
1. 千锋教育基于近七年来的教育培训经验，精心设计了包含“教材 授课资源 考试系统 测试题 辅助案例”的教学资源包，节约教师的备课时间，缓解教师的教学压力，显著提高教学质量。
2. 本书配套代码视频，索取网址：  http://www.codingke.com/。
3. 本书配备了千锋教育优秀讲师录制的教学视频，按本书知识结构体系部署到了教学辅助平台（扣丁学堂）上，可以作为教学资源使用，也可以作为备课参考。
高校教师如需索要配套教学资源，请关注（扣丁学堂）师资服务平台，扫描下方二维码关注微信公众平台索取。

扣丁学堂

针对高校学生的服务
1. 学IT有疑问,就找“千问千知”，它是一个有问必答的IT社区，平台上的专业答疑辅导老师承诺工作时间3小时内答复您学习IT中遇到的专业问题。读者也可以通过扫描下方的二维码，关注千问千知微信公众平台，浏览其他学习者在学习中分享的问题和收获。
2. 学习太枯燥，想了解其他学校的伙伴都是怎样学习的？你可以加入“扣丁俱乐部”。扣丁俱乐部是千锋教育联合各大校园发起的公益计划，专门面向对IT有兴趣的大学生提供免费的学习资源和问答服务，已有超过30万名学习者获益。
就业难，难就业，千锋教育让就业不再难！

千问千知

关于本教材
本书既可作为高等院校本、专科计算机相关专业的入门教材，也可作为计算机基础的培训教材，其中包含了千锋教育C 语言基础全部的课程内容，是一本适合广大计算机编程爱好者的优秀读物。   
抢红包

注意！小千会随时发放“助学金红包”。
致谢
本教材由千锋教育高教产品研发团队编写。大家在近一年里翻阅了大量C 语言图书，并从中找出它们的不足，通过反复的修改终完成了这本著作。另外，多名高校老师也参与了教材的部分编写与指导工作。除此之外，千锋教育500多名学员也参与到了教材的试读工作中，他们站在初学者的角度对教材提供了许多宝贵的修改意见，在此一并表示衷心的感谢。    
意见反馈
在本书的编写过程中，虽然力求完美，但难免有一些不足之处，欢迎各界专家和读者朋友们给予宝贵意见。
千锋教育高教产品研发部2018725 于北京

本书以零基础讲解为宗旨，摒弃了枯燥乏味、层次结构混乱等缺陷，不会在初学者还不会编写一行代码的情况下，就开始讲解算法，这样只会吓跑初学者，让初学者难以入门。 本书知识系统全面，吸取了十多本C 语言图书及教材的优点，全书共10章，涵盖C 语言基础、封装性、继承性、多态性、模板、输入输出流、异常处理、STL等主流C 语言开发技术。为了使大多数读者都能看懂，本书采用朴实生动的语言来阐述复杂的问题，其中列举了大量现实生活中的案例，再配搭上精心设计的插图，以图文并茂的形式进行讲解，真正做到通俗易懂。 本书面向初学者和中等水平C 语言开发人员、大专院校及培训学校的老师和学生，是牢固掌握主流C 语言开发技术的之作。

目录

Contents

第1章初识C 

1.1C 简介

1.1.1C 发展史

1.1.2C 的特征

1.1.3C 的应用领域

1.1.4C 主流开发环境

1.2个C 程序

1.3C 程序的运行流程

1.4面向对象的基本概念

1.4.1对象与类

1.4.2面向对象的三大特征

1.5本章小结

1.6习题

第2章C 语言编程基础

2.1变量与常量

2.1.1标识符与关键字

2.1.2变量与赋值

2.1.3变量的类型

2.1.4常量

2.2构造数据类型

2.2.1数组

2.2.2枚举

2.2.3结构体

2.2.4联合体

2.3表达式与类型转换

2.3.1表达式

2.3.2自动类型转换

2.3.3强制类型转换

2.4指针

2.4.1内存和地址

2.4.2指针的定义与使用

2.4.3指针与数组

2.4.4指针运算

2.4.5动态内存管理

2.5引用

2.6命名空间

2.7基本控制语句

2.7.1条件语句

2.7.2循环语句

2.7.3转移语句

2.8函数

2.8.1函数的定义

2.8.2函数的参数传递

2.8.3函数与引用

2.8.4函数与const

2.8.5内联函数

2.8.6默认参数的函数

2.8.7函数重载

2.9本章小结

2.10习题

第3章类与对象

3.1类的定义

3.2对象

3.2.1对象的创建

3.2.2对象中成员的访问

3.2.3this指针

3.3类的定义与文件

3.4构造函数

3.4.1构造函数的定义

3.4.2构造函数的调用

3.4.3默认构造函数与无参构造函数

3.4.4拷贝构造函数

3.5析构函数

3.6友元

3.6.1友元函数

3.6.2友元类

3.7静态成员

3.7.1静态数据成员

3.7.2静态成员函数

3.8对象成员

3.9常类型成员

3.9.1常数据成员

3.9.2常成员函数

3.10string类

3.11本章小结

3.12习题

第4章类的继承与派生

4.1继承的基本概念

4.2单一继承

4.2.1派生类的定义格式

4.2.2派生类成员的访问权限

4.2.3赋值兼容规则

4.3多重继承

4.4派生类的构造函数与析构函数

4.4.1单一继承的派生类构造函数与析构函数

4.4.2多重继承的派生类构造函数与析构函数

4.5同名冲突

4.5.1单一继承的同名

4.5.2多重继承的同名

4.6虚基类

4.7恢复访问权限

4.8本章小结

4.9习题

第5章多态性与虚函数

5.1多态的概念

5.1.1编译期多态与运行期多态

5.1.2函数捆绑

5.2函数重载

5.3运算符重载

5.3.1运算符重载的概念

5.3.2用成员函数重载运算符

5.3.3用友元函数重载运算符

5.3.4运算符重载举例

5.4虚函数

5.4.1虚函数的概念

5.4.2虚析构函数

5.4.3重载、隐藏和覆盖的区别

5.5纯虚函数与抽象类

5.5.1纯虚函数

5.5.2抽象类

5.6本章小结

5.7习题

第6章模板

6.1模板的概念

6.2函数模板

6.2.1函数模板的定义

6.2.2函数模板的实例化

6.2.3函数模板的重载

6.3类模板

6.3.1类模板的定义

6.3.2类模板的实例化

6.3.3类模板的静态成员

6.3.4类模板的友元

6.4模板与继承

6.5本章小结

6.6习题

第7章输入/输出流

7.1流的概念

7.2输入/输出流类库

7.2.1streambuf类

7.2.2ios类

7.3标准输入/输出流

7.3.1预定义流对象

7.3.2输出流类的成员函数

7.3.3输入流类的成员函数

7.4格式化输入/输出

7.4.1使用流对象的成员函数进行格式化

7.4.2使用控制符进行格式化

7.5文件流

7.5.1文件流类与文件流对象

7.5.2文件的打开与关闭

7.5.3文件的读写操作

7.5.4随机文件的读写操作

7.6字符串流

7.7本章小结

7.8习题

第8章异常处理

8.1异常的概念

8.2异常处理方法

8.3异常处理的实现

8.4异常规范

8.5异常与析构函数

8.6异常类

8.6.1异常类的基本用法

8.6.2catch语句块中的参数

8.6.3异常类的继承

8.7重抛异常

8.8标准异常类

8.9本章小结

8.10习题

第9章STL简介

9.1STL概述

9.2常用的容器

9.2.1vector容器

9.2.2deque容器

9.2.3list容器

9.2.4set容器与multiset容器

9.2.5map容器与multimap容器

9.2.6stack容器

9.2.7queue容器

9.3迭代器

9.4算法

9.4.1函数对象

9.4.2for_each算法

9.4.3find算法

9.4.4merge算法

9.4.5sort算法

9.5本章小结

9.6习题

第10章综合案例

10.1需求分析

10.2程序设计

10.3代码实现

10.4效果演示

10.5本章小结

10.6习题

本书以零基础讲解为宗旨，摒弃了枯燥乏味、层次结构混乱等缺陷，不会在初学者还不会编写一行代码的情况下，就开始讲解算法，这样只会吓跑初学者，让初学者难以入门。 本书知识系统全面，吸取了十多本C 语言图书及教材的优点，全书共10章，涵盖C 语言基础、封装性、继承性、多态性、模板、输入输出流、异常处理、STL等主流C 语言开发技术。为了使大多数读者都能看懂，本书采用朴实生动的语言来阐述复杂的问题，其中列举了大量现实生活中的案例，再配搭上精心设计的插图，以图文并茂的形式进行讲解，真正做到通俗易懂。 本书面向初学者和中等水平C 语言开发人员、大专院校及培训学校的老师和学生，是牢固掌握主流C 语言开发技术的之作。

本书取材广泛，内容新颖，以零基础讲解为宗旨，摒弃了枯燥乏味、层次结构混乱等缺陷，知识系统全面

第3章类与对象
本章学习目标
 理解类与对象
 掌握构造函数与析构函数
 理解友元函数与友元类
 掌握静态成员、对象成员、常类型成员
 掌握string类
在C 中把具有相同属性和行为的对象看成同一类，把属于某个类的实例称为某个类的对象。例如学生小千、小锋是两个不同的对象，它们有共同的属性，如学号、成绩等，也有相同的行为，如选课、显示成绩等，它们同属于一个“学生”类。类和对象是面向对象程序设计中使用的基本的概念，下面进一步阐述类和对象的定义及使用。
3.1类 的 定 义
类是面向对象程序设计的核心，是进行封装和数据隐藏的工具。具体到代码上，类是逻辑上有关的函数及其数据的集合，它主要不是用于执行，而是提供所需要的资源。在使用一个类之前必须先定义类，定义一个类包含两个步骤： 一是说明类体中的成员； 二是实现类体中的函数。
类将数据表示和操作数据的函数组合在一起，下面来看一个用于描述平面上一点的类。
首先，考虑如何表示平面上一个点，可以用直角坐标系中的x轴和y轴上的两个数值分别表示平面上一个点的横坐标与纵坐标，如果想要在程序开始时指定这个点的坐标，可以通过定义一个函数来实现这种操作，而类就是将数据和操作封装在一起，如图3.1所示。

图3.1说明类体中的成员

在图3.1中，x0与y0就表示直角坐标系中的x轴和y轴上的两个数值，函数init()表示初始化一个点的坐标的操作，函数GetX()表示获取这个点的横坐标，函数GetY()表示获取这个点的纵坐标，通常将对类中数据操作的函数称为接口。因此，说明类体中的成员就是要说明它包含哪些成员，每个成员是什么类型。
从上面的示例中可以归纳出说明类体中成员的语法，其语法格式如下： 

class 类名

{

public:

公有型数据和函数;

protected:

保护型数据和函数;

private:

私有型数据和函数;

};

其中，class是关键字，class之后是要定义的类名。类中的数据和函数都是类的成员，分别称为数据成员和成员函数。数据成员用来描述类状态等属性，由于数据成员常用变量来定义，因此有时又将这样的数据成员称为成员变量。成员函数用来对数据成员进行操作，又称方法。注意，类体中大括号“}”后面的分号“;”不能省略。
类中关键字public、protected和private说明了类中成员与类外之间的关系，称为访问权限，如表3.1所示。