面向对象程序设计教程

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本书侧重于面向对象方法处理问题的观点和原理，用C++程序设计语言作为描述工具，介绍面向对象的基本方法、实现机制、具体编程技术，并在各相关章节中介绍相应的软件开发方法。具体内容包括面向对象程序设计概论、从C语言到C++语言、类与简单对象、类与复杂对象、继承和派生类、类成员的进一步使用、多态性和虚函数、运算符重载、模板、I/O流、异常处理、面向对象软件开发方法。
本书可作为高等院校计算机科学与技术专业教材，也适用于高校教师、计算机科技人员及其他相关读者参考。

第1章 面向对象程序设计概论
　1.1 程序设计范型的概念
　1.2 面向过程程序设计方法
　　1.2.1 结构化程序设计方法
　　1.2.2 面向过程的程序结构
　　1.2.3 用结构化程序设计方法求解问题的基本过程
　1.3 面向对象程序设计方法
　　1.3.1 从面向过程到面向对象
　　1.3.2 面向对象抽象的基本原理
　　1.3.3 基本概念
　　1.3.4 面向对象程序设计范型的程序构造
　1.4 面向对象程序设计语言
　　1.4.1 面向对象程序设计语言的特征
　　1.4.2 面向对象程序设计范型的几种典型语言
　本章小结
　习题1
第2章 从C语言到C++语言
　2.1 C++语言中的注释语句
　2.2 C++语言中的输入/输出
　2.3 变量和类型

　　面向对象程序设计(Object-OrientedProgramming，OOP)和面向过程程序设计(Procedure-OrientedProgramming)是两类主要的程序设计范型(ProgrammingParadigm)。面向过程程序设计基本上是面向机器(计算机)的。在这种程序设计范型中，程序以行为为基础，按照流程来组织。也就是说，人们必须从机器的观点出发来考虑程序的设计。因此，在本质上，它难以更好地描述现实世界；另外，其软件也较难实现重用。而面向对象程序设计强调“面向对象”的思想，它允许人们以问题域的结构为基础去设计程序，因而程序的构造过程更自然。与面向过程的程序设计方法相比，面向对象程序设计更符合人们观察和分析问题的习惯。而且，面向对象技术提供了较高的软件重用可能性，这使得面向对象程序设计技术得以迅速发展。当前，面向对象程序设计已经成为事实上流行的程序设计主流技术。专家们预测，面向对象程序设计思想将主导今后程序设计语言和程序设计方法的发展。.
　　简单地说，“面向对象”的思想就是把软件结构建立在“对象”之上，而不是建立在行为之上。面向对象程序设计突出了软件重用的原则。“面向对象”实现程序设计使用的是封装、继承、多态、动态联编等具体技术。于是，什么是对象；如何确定对象；在程序中，对象是如何被操作的；对象间都有些什么关系、如何描述对象和实现这些关系等问题都是“面向对象”技术必须解决的问题。对这些问题的解决方法就形成了“面向对象程序设计”的主要内容。
　　程序设计必须在程序设计语言的支持下才能实现，所以如何更好地支持面向对象程序设计思想，就成了程序设计语言本身的研究必须考虑的问题。可以说，面向对象程序设计极大地影响了程序设计语言的发展。
　　但是，面向对象程序设计作为一种程序设计原理，应该独立于具体的程序设计语言。这意味着，面向对象程序设计思想也可以在传统的面向过程的程序设计语言环境中实现。例如，使用C语言、FORTRAN语言或Pascal语言编写面向对象的程序。当然，在面向对象程序设计语言环境中进行面向对象程序设计，可以使面向对象思想得到更好的支持。所以，学习面向对象程序设计过程中，掌握程序设计语言的特征固然很重要，但掌握面向对象程序设计思想却是更本质的要求。
　　面向对象程序设计并没有否定传统的结构化程序设计原理，相反地，面向对象程序设计补充了这一原理，使得它比以往更加成熟和稳固。计算机执行程序在本质上是过程性的，因此，学习计算机程序设计不应完全割裂面向对象程序设计和面向过程程序设计这两个范型。使用面向对象程序设计语言对于大型软件的开发有明显的优势，但在小型软件的开发中这种做法尚有待商榷。..
　　本书采用C++语言作为介绍面向对象程序设计的描述工具。C++语言是20世纪90年代为了开发和维护复杂的应用软件而研制的。C++语言以C语言为基础，通过引入面向对象技术对其进行了扩充。因此，C++语言既支持C语言的机制，也支持面向对象的机制，在面向对象程序设计语言分类中，属于一种混合型面向对象程序的设计语言。
　　由于C++语言既支持C语言的代码风格，又支持面向对象程序设计技术，所以，学习C++语言对于初学程序设计的人来说，就可以同时熟悉传统的结构化程序设计和面向对象程序设计。这是我们选择C++语言作为介绍面向对象程序设计技术的程序设计语言的主要原因。当然，学习面向对象程序设计更重要的是掌握面向对象程序设计思想，使它们在具体的语言实现机制中体现出来。
　　本书的重点是介绍面向对象程序设计方法，以C++语言作为描述语言，所以，本书也可以作为学习C++语言的教材。通常，偏重程序设计方法论的部分在大学的教学计划中都放在软件工程课程中讲述，程序设计或程序设计语言课程较少涉及设计方法论，两类课程一般间隔较长，这样，不利于理解程序的架构和体系。但在面向对象程序设计的学习中，理解程序的整体框架结构是非常重要的。所以，本书包含了有关方法论的内容。如果受学时的限制，或者以本书作为C+十语言的教材，那么这些内容可以作为学生自学和提高的内容而不必列入授课计划。
　　全书共分12章。第1章是面向对象程序设计概论，介绍了面向对象程序设计的基本原理和思想，便于在总体上理解面向对象技术。第2章主要介绍从C语言到C+十语言；第3章主要介绍类与简单对象；第4章主要介绍类与复杂对象；第5章主要介绍继承和派生类：第6章主要介绍类成员的进一步使用；第7章主要介绍多态性和虚函数；第8章主要介绍运算符重载；第9章主要介绍模板；第10章主要介绍I／O流；第11章主要介绍异常处理；第12章主要介绍面向对象软件开发方法。其中，第2-11章，每章都包含有上机实训，以便于读者通过理论学习和实践两个环节更好地掌握课程内容，提高编程能力。
　　本书的读者对象是大学本科计算机相关专业的教师和学生，本书也可以作为从事计算机相关领域工作的科学技术人员的参考书。
　　本书参考和引用了大量的书籍和文献资料，在此，向被引用文献的作者表示衷心的感谢，向给予本书帮助的所有人士表示衷心的感谢!
　　由于作者水平有限，不妥之处在所难免，欢迎读者批评指正。...
　　编著者
　　2007年5月