本书遵循以计算思维能力培养为切入点的教学改革思路，以C++语言作为实现工具，介绍程式设计的基础知识与基本方法。全书的主要内容有程式设计概述、基本数据及运算、流程控制、函式、批量数据的组织、複杂数据及运算、类与对象、类的继承与派生、多态性与虚函式、模板与STL简介、输入输出流、异常处理。

本书可作为高等学校电脑程式设计课程的教材，也可供参加各类计算机等级考试的读者以及社会各类计算机套用人员阅读参考。

电脑程式设计基础是一门非常重要的计算机课程，这门课通过介绍程式设计的基础知识，使学生掌握高级语言程式设计的基本思想、方法和技术，理解利用计算机解决实际问题的基本过程和思维规律，从而具备创新能力，为未来套用计算机进行科学研究与实际套用奠定坚实的基础。

近年来，计算机教育界提出，应将计算思维能力培养作为计算机教育的重要任务。计算思维(computationalthinking)是指运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解的一系列思维活动。计算思维不仅反映了计算的原理，更重要的是体现了基于计算机的问题求解思路与方法。就课程性质而言，电脑程式设计基础课程最能够体现问题求解方法，是理解计算机工作过程的有效途径，也是计算思维能力培养的重要载体。因此，电脑程式设计基础课程的重要性不仅体现在一般意义上的程式设计能力的培养，而且体现在引导学生实现问题求解思维方式的转换，即学生计算思维能力的培养。当然，要实现计算思维能力的培养不是一件容易的事，这也是程式设计教学改革的重要切入点。本教材正是按照这种改革理念，以实际问题的求解过程为嚮导，介绍程式设计的基础知识与基本方法，教材内容强调计算机求解问题的思路引导与程式设计思维方式的训练，重点放在程式设计的思想与方法上。

C++语言由C语言发展而来，它保留了C语言原有的优点，与C兼容，用C语言写的程式基本上可以不加修改地用于C++语言。同时，C++语言又在C的基础上得到发展，一是基于面向过程机制对C语言的功能做了不少扩充；二是增加了面向对象机制，支持面向对象程式设计方法。在当今软体开发中，C++语言有着广泛的套用，也是高等学校最常用的程式设计教学语言之一。本书针对程式设计初学者以及準备参加C++语言二级考试的读者，本着让初学者学习C++语言更容易的目的，合理组织内容，突出C++语言的本质特点与教学要求，既介绍C++语言在面向过程程式设计中的套用，又介绍C++语言在面向对象程式设计中的套用，强调程式设计基本思想和思维训练，力求体现以下4个方面的特点。

（1）全书强调计算机问题求解的思路引导，突出从问题到算法、再到程式的一种思维过程。不是罗列现成的程式，而是讲清楚程式是怎幺来的，怎样才能得到程式。在语言编译系统的选择上，本书使用VisualStudio2010作为上机环境，目的是让教材内容更接近软体开发的实际需要，为读者进一步学习和套用C++语言打下基础。

（2）恰当取捨，突出C++语言的本质特点和教学要求。全书用通俗易懂的叙述讲清C++语言的重要概念，不求面面俱到，对于初学者不常用到的内容作了简化处理。教材也不过分死抠语言细节，引导读者在实践中去掌握语法规则。

（3）全书的组织编排遵循循序渐进原则。第1章介绍程式设计的基础知识，建立起对C++语言的初步认识。第2章介绍基本数据类型，在这一章中并未罗列C++语言的全部运算，而是将相关运算分散到各章去介绍，一方面让读者儘早接触到程式，另一方面也避免了教学过程中的单调乏味。第3章分别介绍程式的3种基本结构，体现了最基本的程式设计方法。第4章介绍函式，体现了模组化程式设计的需要。前4章只涉及C++语言的基本数据类型，重点放在程式的3种基本结构的实现方法和程式设计能力培养上。第5和第6章是数组和C++语言的构造数据类型，涉及更複杂数据的表达方法。第7~10章是面向对象程式设计的内容，先介绍类与对象的操作，再介绍类的基本特性，这是C++语言的特色内容。第11章是档案操作，这是程式设计语言的传统内容。第12章介绍异常处理，这是软体开发中经常使用的方法。全书内容编排符合初学者的认知特点，有利于总体上把握课程内容，帮助读者逐步深入理解和掌握课程知识。各章小结中总结了本章主要的知识点，帮助读者总结归纳课程内容，达到巩固提高的目的。

（4）本书有配套的教学参考书、教学课件与相关教学资源。为了方便教学和读者上机操作练习，笔者还编写了《电脑程式设计实践教程——C++语言》（清华大学出版社出版）一书，作为与本书配套的教学参考书。实践教程既与本教材相互配套，又是本教材很好的补充。另外，还有与本书配套的教学课件、各章习题答案、例题源程式等教学资源。

本书第1~第7章由刘卫国编写，第8~第12章及附录由周欣然编写。参与讨论与部分编写工作的还有蔡旭晖、童键、刘胤宏、文碧望、石玉、欧鹏杰、胡勇刚、刘苏洲、孙士闯、周克涛等。清华大学出版社的编辑对本书的出版做了大量工作，在此表示衷心的感谢。

本书在排版时，与程式相关的变数用正体，这样程式中的变数和文字叙述中的变数保持形式一致，方便读者阅读。

由于编者水平有限，书中难免存在不足之处，恳请广大读者批评指正。

编者

2015年4月

第1章程式设计概述

1．1程式设计基础知识

1．1．1程式与程式设计

1．1．2算法及其描述

1．1．3程式设计方法

1．2C++语言的发展与特点

1．2．1C++语言的发展历史

1．2．2C++语言的特点

1．3C++语言程式的基本结构

1．3．1初识C++语言程式

1．3．2C++语言程式的结构特点与书写规则

1．4C++语言程式的运行

1．4．1C++语言程式的运行步骤与调试

1．4．2C++语言程式的集成开发环境

本章小结

习题

第2章基本数据及运算

2．1C++语言的数据类型

2．2数据表现形式

2．2．1常量

2．2．2变数

2．3基本数据类型

2．3．1整型数据

2．3．2实型数据

2．3．3字元型数据

2．3．4逻辑型数据

2．4常用数学库函式

2．5基本运算与表达式

2．5．1C++语言的运算

2．5．2算术运算

2．5．3逗号运算

2．5．4位运算

2．5．5数据类型的转换

本章小结

习题

第3章流程控制

3．1C++语言的语句

3．1．1简单语句

3．1．2複合语句

3．1．3流程控制语句

3．2顺序结构

3．2．1赋值语句

3．2．2数据输入输出

3．2．3顺序结构程式举例

3．3选择结构

3．3．1条件的描述

3．3．2实现选择结构的语句

3．3．3选择结构程式举例

3．4循环结构

3．4．1实现循环结构的语句

3．4．2与循环有关的转移语句

3．4．3循环的嵌套

3．4．4循环结构程式举例

本章小结

习题

第4章函式

4．1基于函式的程式结构

4．2函式的定义与调用

4．2．1函式的定义

4．2．2函式的调用

4．2．3函式的声明

4．2．4函式的参数传递

4．3函式的嵌套调用与递归调用

4．3．1函式的嵌套调用

4．3．2函式的递归调用

4．4变数的作用域与生存期

4．4．1变数的作用域

4．4．2名字空间

4．4．3变数的生存期

4．5内联函式和函式重载

4．5．1内联函式

4．5．2函式重载

4．6编译预处理

4．6．1宏定义

4．6．2档案包含

4．6．3条件编译

本章小结

习题

第5章批量数据的组织

5．1引入数组的必要性

5．2数组的定义

5．2．1一维数组

5．2．2二维数组

5．2．3数组的存储结构

5．3数组的赋值与输入输出

5．3．1数组的赋值

5．3．2数组的输入输出

5．4数组的套用

5．4．1一维数组套用举例

5．4．2二维数组套用举例

5．5字元数组与字元串

5．5．1字元数组的定义和初始化

5．5．2字元数组的输入输出

5．5．3字元串处理函式

5．5．4string类型字元串

5．6数组作为函式的参数

5．6．1数组元素作函式的参数

5．6．2数组名作函式的参数

本章小结

习题

第6章複杂数据及运算

6．1指针

6．1．1指针变数的定义与使用

6．1．2指针与数组

6．1．3指针与字元串

6．1．4指针与函式

6．1．5动态记忆体管理与动态数组

6．2引用

6．2．1变数的引用

6．2．2引用作函式参数

6．2．3引用作函式返回值

6．3结构体

6．3．1结构体类型的定义

6．3．2结构体变数的定义与使用

6．3．3鍊表

6．4共用体与枚举

6．4．1共用体

6．4．2枚举类型

6．4．3用typedef定义类型名

本章小结

习题

第7章类与对象

7．1从面向过程到面向对象

7．2类与对象的定义

7．2．1类的定义

7．2．2对象的定义与使用

7．3对象的初始化

7．3．1构造函式

7．3．2析构函式

7．3．3複製构造函式

7．4对象数组与对象指针

7．4．1对象数组

7．4．2对象指针与动态对象

7．4．3指向类成员的指针

7．4．4this指针

7．5友元

7．5．1友元函式

7．5．2友元类

7．6类成员的共享与保护

7．6．1静态成员

7．6．2常对象和常成员

7．7类与对象套用举例

本章小结

习题

第8章类的继承与派生

8．1派生类的实现

8．1．1继承的概念

8．1．2派生类的定义

8．2派生类成员的访问控制

8．2．1公有派生

8．2．2保护派生

8．2．3私有派生

8．3派生类的构造函式与析构函式

8．3．1派生类构造函式和析构函式的定义

8．3．2派生类构造函式和析构函式的构造规则

8．3．3构造函式与析构函式的执行顺序

8．4多重继承

8．4．1多重继承的定义与引用

8．4．2虚继承与虚基类

8．5基类和派生类的转换

8．6继承与组合

本章小结

习题

第9章多态性与虚函式

9.1编译时多态

9.1.1运算符重载概述

9.1.2二元运算符重载

9.1.3一元运算符重载

9.1.4赋值运算符重载

9.1.5不同类型数据间的转换

9.2运行时多态

9.2.1虚函式和基类指针

9.2.2虚函式的几种特殊调用情形

9.3虚析构函式

9.4纯虚函式与抽象类

9.4.1纯虚函式

9.4.2抽象类

本章小结

习题

第10章模板与STL简介

10.1函式模板

10.1.1函式模板的定义

10.1.2函式模板的实例化

10.1.3函式模板的重载

10.2类模板

10.2.1类模板的定义

10.2.2类模板的实例化

10.2.3类模板的继承

10.3STL简介

10.3.1容器和叠代器

10.3.2泛型算法

10.3.3函式对象

本章小结

习题

第11章输入输出流

11.1C++语言的流与流类库

11.1.1C++语言的流

11.1.2C++语言的流类库

11.2标準输入输出流

11.2.1标準输入流

11.2.2标準输出流

11.3档案操作与档案流

11.3.1档案操作概述

11.3.2文本档案的读写

11.3.3二进制档案的读写

11.3.4档案的随机读写

本章小结

习题

第12章异常处理

12.1异常处理概述

12.2C++语言异常处理方法

12.2.1try、throw和catch语句

12.2.2异常处理程式的结构

12.2.3异常处理的嵌套

12.3重抛异常

12.4构造函式与析构函式中的异常

12.5函式的异常说明

本章小结

习题

附录AASCII字元编码表

附录B运算符的优先权与结合方向

参考文献

在本书编写过程中，考虑到初学者的认知特点以及培养程式设计能力的教学要求，对C++语言本身的语法规则做了适当处理和组织编排，突出C++语言的重要概念和本质特点。全书以实际问题的求解过程为嚮导，突出从问题到算法、再到程式的一种思维过程，强调计算机求解问题的思路引导与程式设计思维方式的训练，既介绍C++语言在面向过程程式设计中的套用，又介绍C++语言在面向对象程式设计中的套用，重点放在程式设计的思想与方法上。