C++程序設(shè)計(jì)實(shí)踐教程（新國(guó)標(biāo)微課版）

第1章 C 引論 1
1.1 計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu) 1
1.1.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 1
1.1.2 數(shù)據(jù)與機(jī)器指令的解析 3
1.2 進(jìn)制及其轉(zhuǎn)換和運(yùn)算 5
1.2.1 計(jì)算機(jī)采用二進(jìn)制的原因 5
1.2.2 C 的常用進(jìn)制及其運(yùn)算 6
1.3 80x86系列匯編語(yǔ)言 8
1.3.1 匯編語(yǔ)言及C 編譯簡(jiǎn)介 8
1.3.2 匯編指令及C 程序編譯 9
1.4 C 的發(fā)展歷史及特點(diǎn) 13
1.4.1 C 的發(fā)展歷史 14
1.4.2 C 的特點(diǎn) 14
1.5 語(yǔ)法圖與程序流程圖 15
1.5.1 C 的語(yǔ)法圖 15
1.5.2 程序流程圖 17
1.6 編譯環(huán)境的安裝與使用 18
1.6.1 編譯過(guò)程及編譯環(huán)境 19
1.6.2 Microsoft Visual Studio 2019的安裝 19
練習(xí)題 26
第2章 類(lèi)型、常量及變量 27
2.1 C 的單詞 27
2.1.1 C 的字符集 27
2.1.2 C 的關(guān)鍵字 28
2.2 預(yù)定義類(lèi)型及值域和常量 29
2.2.1 預(yù)定義類(lèi)型及其數(shù)值轉(zhuǎn)換 29
2.2.2 強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換及類(lèi)型值域 31
2.2.3 預(yù)定義類(lèi)型及相關(guān)常量 33
2.3 變量及其類(lèi)型解析 37
2.3.1 變量的聲明和定義 38
2.3.2 指針及其類(lèi)型理解 41
2.3.3 有址引用變量 49
2.3.4 無(wú)址引用變量 55
2.3.5 元素、下標(biāo)及數(shù)組 57
2.4 運(yùn)算符及表達(dá)式 60
2.4.1 位運(yùn)算與等號(hào)運(yùn)算 60
2.4.2 指針運(yùn)算及其結(jié)合方向 61
2.4.3 關(guān)系運(yùn)算及結(jié)果轉(zhuǎn)換 62
2.5 結(jié)構(gòu)與聯(lián)合 64
2.5.1 結(jié)構(gòu)體 64
2.5.2 聯(lián)合體 66
練習(xí)題 68
第3章 語(yǔ)句、函數(shù)及程序設(shè)計(jì) 70
3.1 C 的語(yǔ)句 70
3.1.1 簡(jiǎn)單語(yǔ)句 70
3.1.2 轉(zhuǎn)移語(yǔ)句 71
3.1.3 分支語(yǔ)句及分支預(yù)選 73
3.1.4 循環(huán)語(yǔ)句 76
3.1.5 break和continue語(yǔ)句 80
3.1.6 asm和static_assert語(yǔ)句 81
3.2 C 的函數(shù) 82
3.2.1 函數(shù)聲明與定義 82
3.2.2 頭文件與聲明 84
3.2.3 函數(shù)的參數(shù)聲明 86
3.2.4 函數(shù)重載 88
3.2.5 inline、constexpr及consteval函數(shù) 90
3.2.6 線程互斥及線程本地變量 94
3.3 作用域 95
3.3.1 全局作用域與文件作用域 95
3.3.2 局部作用域與塊作用域 97
3.4 生命期 99
3.5 程序設(shè)計(jì)實(shí)例 101
3.5.1 棧編程實(shí)例 101
3.5.2 隊(duì)列編程實(shí)例 103
3.5.3 有限自動(dòng)機(jī)編程實(shí)例 105
練習(xí)題 108
第4章 C 的類(lèi) 110
4.1 類(lèi)的聲明及定義 110
4.1.1 面向?qū)ο蟮幕靖拍?110
4.1.2 類(lèi)及對(duì)象定義的實(shí)例 111
4.2 成員訪問(wèn)權(quán)限及突破方法 115
4.2.1 成員的訪問(wèn)權(quán)限 116
4.2.2 突破成員的訪問(wèn)權(quán)限 117
4.3 內(nèi)聯(lián)、匿名類(lèi)及位域 118
4.3.1 函數(shù)成員的內(nèi)聯(lián) 118
4.3.2 無(wú)對(duì)象的靜態(tài)匿名聯(lián)合 119
4.3.3 局部類(lèi)及位域成員 121
4.4 new和delete運(yùn)算符 122
4.4.1 簡(jiǎn)單類(lèi)型及單個(gè)對(duì)象內(nèi)存管理 122
4.4.2 復(fù)雜類(lèi)型及對(duì)象數(shù)組內(nèi)存管理 124
4.5 隱含參數(shù)this 126
4.6 對(duì)象的構(gòu)造與析構(gòu) 128
4.6.1 構(gòu)造函數(shù)及對(duì)象初始化 128
4.6.2 成員默認(rèn)值及構(gòu)造與析構(gòu) 130
4.7 類(lèi)及對(duì)象的內(nèi)存布局 132
練習(xí)題 135
第5章 成員及成員指針 137
5.1 實(shí)例成員指針 137
5.1.1 實(shí)例成員指針的用法 137
5.1.2 實(shí)例成員指針的限制 139
5.2 const、volatile和mutable 140
5.2.1 const和volatile的用法 140
5.2.2 mutable實(shí)例數(shù)據(jù)成員 144
5.3 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員 146
5.3.1 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的用法 146
5.3.2 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的限制 149
5.4 靜態(tài)函數(shù)成員 151
5.4.1 靜態(tài)函數(shù)成員的訪問(wèn) 151
5.4.2 靜態(tài)函數(shù)成員的限制 152
5.5 靜態(tài)成員指針 153
5.5.1 靜態(tài)成員指針的用法 153
5.5.2 多種指針的混合用法 154
5.6 聯(lián)合的成員指針 155
練習(xí)題 157
第6章 繼承與構(gòu)造 160
6.1 單繼承類(lèi) 160
6.2 繼承方式 162
6.2.1 繼承后成員的訪問(wèn)權(quán)限 162
6.2.2 訪問(wèn)權(quán)限的修改 165
6.3 成員訪問(wèn)及其指針 166
6.4 構(gòu)造與析構(gòu) 168
6.4.1 對(duì)象構(gòu)造的執(zhí)行順序 168
6.4.2 new、delete引起的構(gòu)造與析構(gòu) 169
6.5 父類(lèi)與子類(lèi) 170
6.5.1 父類(lèi)及其函數(shù)調(diào)用 170
6.5.2 友元和派生類(lèi)函數(shù)中的父子類(lèi)關(guān)系 172
6.6 派生類(lèi)的內(nèi)存布局 174
練習(xí)題 175
第7章 可訪問(wèn)性 178
7.1 作用域運(yùn)算符 178
7.1.1 面向?qū)ο蟮淖饔糜?178
7.1.2 面向過(guò)程的作用域 181
7.2 名字空間 182
7.2.1 名字空間的基本用法 182
7.2.2 使用名字空間的注意事項(xiàng) 185
7.3 成員友元 187
7.3.1 成員友元的一般用法 188
7.3.2 互為依賴(lài)的類(lèi)的友元 189
7.4 普通友元及其注意事項(xiàng) 190
7.4.1 普通友元的一般用法 191
7.4.2 友元使用的注意事項(xiàng) 193
7.5 覆蓋與隱藏 195
7.5.1 覆蓋與隱藏的用法 195
7.5.2 使用using避免數(shù)據(jù)成員覆蓋 196
7.6 同體與異體 198
練習(xí)題 199
第8章 多態(tài)與虛函數(shù) 203
8.1 虛函數(shù) 203
8.1.1 虛函數(shù)的聲明及定義 203
8.1.2 虛函數(shù)的重載及內(nèi)聯(lián) 205
8.2 虛析構(gòu)函數(shù) 209
8.3 類(lèi)的引用 210
8.3.1 類(lèi)的引用變量及其析構(gòu) 211
8.3.2 類(lèi)的引用參數(shù)及其析構(gòu) 213
8.4 抽象類(lèi) 217
8.4.1 抽象類(lèi)的定義及用法 217
8.4.2 抽象類(lèi)的應(yīng)用實(shí)例 218
8.5 虛函數(shù)友元與晚期綁定 221
8.5.1 虛函數(shù)作為友元 221
8.5.2 虛函數(shù)的晚期綁定 222
8.6 有虛函數(shù)時(shí)的內(nèi)存布局 223
練習(xí)題 225
第9章 多繼承與虛基類(lèi) 227
9.1 多繼承類(lèi) 227
9.1.1 無(wú)多繼承的替代方案 227
9.1.2 多繼承存在的問(wèn)題 228
9.2 虛基類(lèi) 230
9.3 派生類(lèi)成員 232
9.3.1 無(wú)虛基類(lèi)時(shí)的成員同名 232
9.3.2 有虛基類(lèi)時(shí)的成員同名 233
9.4 單重及多重繼承的構(gòu)造與析構(gòu) 234
9.4.1 單繼承的構(gòu)造與析構(gòu) 234
9.4.2 多繼承的構(gòu)造與析構(gòu) 236
9.5 多繼承類(lèi)的內(nèi)存布局 237
9.5.1 無(wú)虛基類(lèi)時(shí)的內(nèi)存布局 237
9.5.2 有虛基類(lèi)時(shí)的內(nèi)存布局 239
練習(xí)題 242
第10章 異常與斷言 245
10.1 異常處理 245
10.1.1 拋出與捕獲 245
10.1.2 異常的傳播 247
10.2 捕獲順序 248
10.3 函數(shù)的異常接口 249
10.3.1 異常接口聲明 250
10.3.2 noexcept接口 251
10.4 異常類(lèi)型 253
10.5 異常對(duì)象的析構(gòu) 254
10.5.1 通過(guò)對(duì)象指針析構(gòu) 254
10.5.2 未完成對(duì)象的析構(gòu) 256
10.6 斷言 257
練習(xí)題 259
第11章 運(yùn)算符重載 260
11.1 運(yùn)算符概述 260
11.1.1 結(jié)果為左值的運(yùn)算符 260
11.1.2 運(yùn)算符重載的分類(lèi) 261
11.1.3 成員重載與非成員重載 262
11.2 運(yùn)算符參數(shù) 263
11.2.1 自增與自減的重載 264
11.2.2 重載運(yùn)算符-> 265
11.2.3 單雙目運(yùn)算符的重載 266
11.3 賦值與調(diào)用 268
11.3.1 賦值運(yùn)算符的重載 268
11.3.2 構(gòu)造函數(shù)的重載 271
11.3.3 安全的編程方法 272
11.4 類(lèi)型轉(zhuǎn)換與內(nèi)存管理 273
11.4.1 單個(gè)顯式參數(shù)構(gòu)造函數(shù) 274
11.4.2 強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換重載函數(shù) 275
11.4.3 重載new和delete 276
11.５ 重載<=>、[]及文本運(yùn)算符 278
11.5.1 重載<=>運(yùn)算符 278
11.5.2 重載[]運(yùn)算符 280
11.5.3 重載文本運(yùn)算符 281
11.6 運(yùn)算符重載實(shí)例 282
11.6.1 符號(hào)表運(yùn)算的重載實(shí)例 282
11.6.2 棧及隊(duì)列運(yùn)算重載實(shí)例 284
練習(xí)題 289
第12章 類(lèi)型解析、轉(zhuǎn)換與推導(dǎo) 295
12.1 隱式與顯式類(lèi)型轉(zhuǎn)換 295
12.1.1 簡(jiǎn)單類(lèi)型的隱式轉(zhuǎn)換 295
12.1.2 簡(jiǎn)單類(lèi)型的顯式轉(zhuǎn)換 297
12.1.3 簡(jiǎn)單類(lèi)型的轉(zhuǎn)換結(jié)果 298
12.2 cast系列類(lèi)型轉(zhuǎn)換 302
12.2.1 static_cast——靜態(tài)轉(zhuǎn)換 302
12.2.2 const_cast——只讀轉(zhuǎn)換 303
12.2.3 dynamic_cast——?jiǎng)討B(tài)轉(zhuǎn)換 306
12.2.4 reinterpret_cast——重釋轉(zhuǎn)換 310
12.3 類(lèi)型轉(zhuǎn)換實(shí)例 312
12.3.1 typeid獲取類(lèi)型標(biāo)識(shí) 313
12.3.2 explicit要求顯式調(diào)用 314
12.3.3 棧的類(lèi)型轉(zhuǎn)換實(shí)例 316
12.4 自動(dòng)類(lèi)型推導(dǎo) 318
12.4.1 auto的一般用法 319
12.4.2 auto用于函數(shù)、數(shù)組、列表和結(jié)構(gòu) 320
12.4.3 表達(dá)式類(lèi)型的提取decltype 322
12.5 Lambda表達(dá)式 324
12.5.1 Lambda表達(dá)式的聲明 324
12.5.2 Lambda表達(dá)式的參數(shù) 327
12.5.3 準(zhǔn)函數(shù)Lambda表達(dá)式 331
練習(xí)題 334
第13章 模板、模塊、概念、協(xié)程 335
13.1 變量模板及其實(shí)例 335
13.1.1 變量模板的定義 335
13.1.2 變量模板的實(shí)例化 336
13.2 函數(shù)模板 337
13.2.1 函數(shù)模板的定義 337
13.2.2 成員函數(shù)模板的定義 339
13.2.3 可變類(lèi)型參數(shù)及折疊表達(dá)式 340
13.3 函數(shù)模板實(shí)例化 343
13.3.1 函數(shù)模板強(qiáng)制實(shí)例化 343
13.3.2 函數(shù)模板實(shí)例特化 344
13.3.3 涉及指針的模板實(shí)例化 345
13.4 類(lèi)模板及模板別名 346
13.4.1 類(lèi)模板及模板別名定義 346
13.4.2 派生類(lèi)類(lèi)模板的定義 347
13.4.3 多類(lèi)型參數(shù)的類(lèi)模板 348
13.4.4 省略參數(shù)的類(lèi)模板 349
13.4.5 類(lèi)模板的友元及Lambda表達(dá)式 351
13.5 類(lèi)模板的實(shí)例化及特化 354
13.5.1 類(lèi)模板的實(shí)例化 354
13.5.2 類(lèi)模板實(shí)例特化 354
13.5.3 類(lèi)模板的部分特化 357
13.5.4 實(shí)例化與類(lèi)型推導(dǎo) 359
13.5.5 類(lèi)模板及實(shí)例成員指針 360
13.5.6 模板分隔符的二義性 361
13.5.7 類(lèi)模板與泛型 362
13.6 模塊、概念、協(xié)程 366
13.6.1 模塊及分區(qū) 366
13.6.2 概念及約束 368
13.6.3 協(xié)程及編譯配置 371
13.6.4 智能指針及內(nèi)存回收 376
練習(xí)題 379
第14章 流及標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)庫(kù) 381
14.1 流類(lèi)概述 381
14.2 輸出流 382
14.3 輸入流 385
14.4 文件流 386
14.5 串流處理 388
14.6 函數(shù)模板format 389
14.7 標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)庫(kù)的容器 390
14.8 類(lèi)型特征type_traits 393
練習(xí)題 396
第15章 面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)實(shí)例 397
15.1 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)概述 397
15.2 對(duì)象的靜態(tài)模型 398
15.3 面向?qū)ο蟮姆治?400
15.4 對(duì)象的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 401
15.5 骰子游戲模型設(shè)計(jì)實(shí)例 403
15.5.1 問(wèn)題描述 403
15.5.2 對(duì)象模型 404
15.5.3 對(duì)象設(shè)計(jì) 405
15.6 游戲模型程序設(shè)計(jì) 408
練習(xí)題 414
參考文獻(xiàn) 422