正版新书]C++程序设计精要教程/马光志马光志9787115545763

章C++引论

1．1计算机的体系结构1

1．1．1计算机系统的结构1

1．1．2数据与程序的存储方式3

1．2进制及其转换和运算4

1．2．1计算机采用二进制的原因5

1．2．2C++的常用进制及其运算5

1．380X86系列汇编语言7

1．3．1汇编语言及C++编译简介7

1．3．2汇编指令及C++程序编译9

1．4C++的发展历史及特点12

1．4．1C++的发展历史12

1．4．2C++的特点12

1．5语法图与程序流程图13

1．5．1C++的语法图13

1．5．2程序流程图15

1．6编译环境的安装与使用16

1．6．1编译过程及编译环境16

1．6．2Microsoft Visual Studio 2019的安装17

练习题22

第2章类型、常量及变量

2．1C++的单词23

2．1．1C++的字符集23

2．1．2C++的关键字24

2．2预定义类型及值域和常量25

2．2．1预定义类型及其数值转换25

2．2．2强制类型转换及类型值域26

2．2．3预定义类型及相关常量28

2．3变量及其类型解析31

2．3．1变量的说明和定义31

2．3．2指针及其类型理解34

2．3．3有址引用变量40

2．3．4无址引用变量45

2．3．5元素、下标及数组47

2．4运算符及表达式49

2．4．1位运算与等号运算49

2．4．2指针运算及其结合方向50

2．4．3关系运算及结果转换51

2．5结构与联合52

2．5．1结构体52

2．5．2联合体54

练习题56

第3章语句、函数及程序设计

3．1C++的语句58

3．1．1简单语句58

3．1．2转移语句59

3．1．3分支语句60

3．1．4循环语句63

3．1．5break和continue语句67

3．1．6asm和static_assert语句68

3．2C++的函数68

3．2．1函数说明与定义69

3．2．2头文件与说明70

3．2．3函数的参数说明72

3．2．4函数重载74

3．2．5inline及constexpr函数75

3．2．6线程互斥及线程本地变量77

3．3作用域79

3．3．1全局作用域与模块作用域79

3．3．2局部作用域与块作用域81

3．4生命期82

3．5程序设计实例84

3．5．1栈编程实例84

3．5．2队列编程实例86

3．5．3有限自动机编程实例87

练习题90

第4章C++的类

4．1类的声明及定义92

4．1．1面向对象的基本概念92

4．1．2类及对象定义的实例93

4．2成员访问权限及突破方法97

4．2．1成员的访问权限97

4．2．2突破成员的访问权限98

4．3内联、匿名类及位段99

4．3．1函数成员的内联99

4．3．2无对象的匿名联合101

4．3．3局部类及位段成员102

4．4new和delete运算符103

4．4．1简单类型及单个对象内存管理103

4．4．2复杂类型及对象数组内存管理105

4．5隐含参数this107

4．6对象的构造与析构109

4．6．1构造函数及对象初始化109

4．6．2成员默认值及构造与析构110

4．7类及对象的内存布局112

练习题116

第5章成员及成员指针

5．1实例成员指针117

5．1．1实例成员指针的用法117

5．1．2实例成员指针的限制118

5．2const、volatile和mutable119

5．2．1const和volatile的用法119

5．2．2mutable实例数据成员123

5．3静态数据成员124

5．3．1静态数据成员的用法124

5．3．2静态数据成员的限制126

5．4静态函数成员128

5．4．1静态函数成员的访问128

5．4．2静态函数成员的限制129

5．5静态成员指针130

5．5．1静态成员指针的用法130

5．5．2多种指针的混合用法131

5．6联合的成员指针132

练习题133

第6章继承与构造

6．1单继承类136

6．2继承方式138

6．2．1继承后成员的访问权限138

6．2．2访问权限的修改141

6．3成员访问142

6．4构造与析构143

6．4．1对象构造的执行顺序143

6．4．2new、delete引起的构造与析构144

6．5父类和子类145

6．5．1父类及其函数调用145

6．5．2友元和派生类函数中的父子类关系147

6．6派生类的内存布局148

练习题149

第7章可访问性

7．1作用域152

7．1．1面向对象的作用域152

7．1．2面向过程的作用域155

7．2名字空间156

7．2．1名字空间的基本用法156

7．2．2使用名字空间的注意事项158

7．3成员友元160

7．3．1成员友元的一般用法161

7．3．2互为依赖的类的友元162

7．4普通友元及其注意事项163

7．4．1普通友元的一般用法163

7．4．2友元使用的注意事项165

7．5覆盖与隐藏167

7．5．1覆盖与隐藏的用法167

7．5．2使用using避免成员覆盖169

练习题170

第8章多态与虚函数

8．1虚函数174

8．1．1虚函数的声明及定义174

8．1．2虚函数的重载及内联176

8．2虚析构函数179

8．3类的引用180

8．3．1类的引用变量及其析构181

8．3．2类的引用参数及其析构183

8．4抽象类186

8．4．1抽象类的定义及用法186

8．4．2抽象类的应用实例187

8．5虚函数友元与晚期绑定189

8．5．1虚函数作为友元190

8．5．2虚函数的晚期绑定191

8．6有虚函数时的内存布局192

8．6．1基类有虚函数时的内存布局192

8．6．2基类无虚函数时的内存布局193

练习题194

第9章多继承与虚基类

9．1多继承类196

9．1．1无多继承的替代方案196

9．1．2多继承存在的问题197

9．2虚基类198

9．3派生类成员200

9．3．1无虚基类时的成员同名200

9．3．2有虚基类时的成员同名201

9．4单重及多重继承的构造与析构202

9．4．1单继承的构造与析构202

9．4．2多继承的构造与析构204

9．5多继承类的内存布局205

9．5．1无虚基类时的内存布局205

9．5．2有虚基类时的内存布局207

练习题209

0章异常与断言

10．1异常处理212

10．1．1抛出与捕获212

10．1．2异常的传播213

10．2捕获顺序214

10．3函数的异常接口216

10．3．1异常接口声明216

10．3．2noexcept接口217

10．4异常类型219

10．5异常对象的析构220

10．5．1通过对象指针析构220

10．5．2未完成对象的析构221

10．6断言223

练习题224

1章运算符重载

11．1运算符概述225

11．1．1结果为左值的运算符225

11．1．2运算符重载的分类226

11．1．3成员与非成员重载227

11．2运算符参数228

11．2．1自增与自减的重载228

11．2．2重载->运算符230

11．2．3单双目运算符的重载231

11．3赋值与调用232

11．3．1赋值运算符的重载232

11．3．2构造函数的重载233

11．3．3安全的编程方法235

11．4强制类型转换236

11．4．1单个显式参数构造函数236

11．4．2强制类型转换重载函数237

11．5重载new和delete238

11．6运算符重载实例240

11．6．1符号表运算的重载实例240

11．6．2栈及队列运算重载实例241

练习题244

2章类型解析、转换与推导

12．1隐式与显式类型转换250

12．1．1简单类型的隐式转换250

12．1．2简单类型的显式转换252

12．1．3简单类型的转换结果253

12．2cast系列类型转换256

12．2．1static_cast——静态转换256

12．2．2const_cast——只读转换257

12．2．3dynamic_cast——动态转换260

12．2．4reinterpret_cast——重释转换263

12．3类型转换实例265

12．3．1typeid获取类型标识265

12．3．2explicit要求显式调用267

12．3．3栈的类型转换实例268

12．4自动类型推导270

12．4．1auto的一般用法271

12．4．2auto用于函数和数组271

12．4．3表达式类型的提取272

12．5Lambda表达式273

12．5．1Lambda表达式的声明273

12．5．2Lambda表达式的参数275

12．5．3准函数Lambda表达式278

练习题279

3章模板与内存回收

13．1变量模板及其实例280

13．1．1变量模板的定义280

13．1．2变量模板的实例化281

13．2函数模板282

13．2．1函数模板的定义282

13．2．2成员函数模板的定义283

13．2．3函数模板的参数284

13．3函数模板实例化285

13．3．1函数模板强制实例化285

13．3．2函数模板实例特化286

13．3．3涉及指针的模板实例化287

13．4类模板288

13．4．1类模板的定义288

13．4．2派生类类模板的定义289

13．4．3多类型参数的类模板290

13．4．4省略参数的类模板290

13．4．5类模板的友元及Lambda表达式292

13．5类模板的实例化及特化294

13．5．1类模板的实例化294

13．5．2类模板实例特化294

13．5．3类模板的部分特化296

13．5．4实例化与类型推导297

13．5．5类模板及实例成员指针298

13．5．6模板分隔符的二义性299

13．5．7类模板与泛型300

13．6内存回收实例303

练习题305

4章流及类库

14．1流类概述307

14．2输出流308

14．3输入流311

14．4文件流312

14．5串流处理314

练习题315

5章面向对象开发实例

15．1面向对象设计概述316

15．2对象的静态模型317

15．3面向对象的分析319

15．4对象的设计与实现320

15．5骰子游戏模型设计实例322

15．5．1问题描述322

15．5．2对象模型322

15．5．3对象设计324

15．6游戏模型程序设计326

练习题331

参考文献338

马光志，湖北钟祥人，博士，副教授。先后在美国North Illinois University、Kennesaw State University培训及访问。主要研究方向为人工智能、图像处理、深度学习，曾在靠前期刊发表SCI论文20篇、靠前会议发表论文10篇。主持与参加了近30个研究开发项目，包括国家自然科学基金、省自然科学基金、国家863及973、国家重大研发计划、中英靠前合作及中加靠前合作项目，以及与医学图像、医院信息、卫生监管等相关的多个研究开发项目。曾参加C语言至8086汇编语言编译器的研究与开发项目，出版与C++及汇编语言相关的教材3部。

1.作者为华中科技大学C++课程组组长
2.全书内容便于读者自学
3.注重实用性和系统性，内容循序渐进、深入浅出，以常见易懂的栈和队列为主线，逐步介绍面向对象的思想和概念，揭示面向对象思想的深刻内涵，并给出了应用相关概念的完整程序实例
4.为了使读者能够掌握面向对象的分析、设计与编程方法，本书还完整地展示了骰子游戏的面向对象建模及设计过程，并用C++语言进行了面向对象的程序设计
5.本书给出了丰富的例题和习题，很后一章习题可用于课程设计，能同时提高读者的数学建模能力，以及面向对象的建模能力
6.本书推荐使用Microsoft Visual Studio 2019编译环境