計算機專(zhuān)業(yè)C與C++程序設計研究論文
摘要：首先介紹了目前高校計算機學(xué)院C族語(yǔ)言相關(guān)程序設計課程的建設狀況。然后從C族語(yǔ)言的相互衍生關(guān)系出發(fā)，提出了在高校計算機課程體系中去除C語(yǔ)言的基礎課程，將其綜合成一門(mén)C++程序設計課程來(lái)供學(xué)生學(xué)習，并對課程內容、參考教材和課時(shí)安排上給出了自己的建議。
關(guān)鍵詞：C語(yǔ)言；C++語(yǔ)言；程序設計
高校的C族語(yǔ)言教學(xué)總是按照先學(xué)C語(yǔ)言，再學(xué)C++的順序進(jìn)行，這種學(xué)習順序隨著(zhù)C++標準的不斷升級改革后變得越來(lái)越不適用。早期的C++屬于多面性語(yǔ)言，即可以像C一樣進(jìn)行模塊化的面向過(guò)程的編程設計，也可以像Java一樣進(jìn)行抽象的面向對象程序設計。那時(shí)的教學(xué)者考慮的是學(xué)生應當從較為便于理解的面向過(guò)程的編程思路入門(mén)學(xué)習C語(yǔ)言編程，然后在熟練了面向過(guò)程的編程方式后再從C語(yǔ)言延伸到C++，轉而學(xué)習面向對象的程序設計�？墒请S著(zhù)面向對象的程序設計在應用市場(chǎng)上占領(lǐng)了絕對的主導地位后，再讓學(xué)生從面向過(guò)程著(zhù)手就等于是浪費學(xué)習時(shí)間。加上C++和C兩門(mén)語(yǔ)言的初級語(yǔ)法思想是完全一致的，開(kāi)設兩門(mén)課程浪費了學(xué)時(shí)，也耽誤后續更重要的核心課程的學(xué)習。
1程序設計語(yǔ)言C與C++的比較
1.1C與C++的共性。一般簡(jiǎn)要的介紹是把C++當作C的加強版，這種認知當然是錯誤的，C++語(yǔ)言的設計者在設計之初為了保障自家語(yǔ)言會(huì )受到開(kāi)發(fā)者的關(guān)注，所以兼容了的C的語(yǔ)法，這就自然使得C++可以使用C的編程方式進(jìn)行程序設計，所以也導致了很多人對這兩種語(yǔ)言的關(guān)系產(chǎn)生了錯誤的認知。同時(shí)由于C語(yǔ)言本身設定上的優(yōu)越性，所以C++在進(jìn)行自我定義的時(shí)候也沿用了C語(yǔ)言很多優(yōu)良的性質(zhì)�；A數據結構一致，C與C++的基礎數據類(lèi)型都是以變量和常量作為基本屬性劃分，類(lèi)型上有字符型、整型、長(cháng)整型、單精度浮點(diǎn)型和雙精度浮點(diǎn)型，不過(guò)C++額外增設了布爾型。復合型數據結構上也都同時(shí)具有數組、多維數組、結構體、枚舉類(lèi)型和共同體，但是C++增設了字符串類(lèi)型以替代C語(yǔ)言中的字符數組，功能上更加強大，也更加便捷。在語(yǔ)法方面，聲明、賦值、循環(huán)、選擇的結構和實(shí)現都是一致的，并且C++雖然提倡使用類(lèi)和對象的概念去設計程序結構，可也同樣支持函數體結構的程序設計結構。并且C語(yǔ)言中函數的賦值都是間接調用，在使用C語(yǔ)言函數時(shí)總是會(huì )在指針上出現各種紕漏，但是C++的函數體可以使用引用參數，這就使得C++的函數體比之C的更加好用�？偟恼f(shuō)來(lái)就是，C++標準下用戶(hù)可以完全使用C語(yǔ)法進(jìn)行編程而不會(huì )出現任何BUG，同時(shí)C++自身的優(yōu)越設定和標準使得其設計能力比C要強大數倍，是目前市場(chǎng)上大型程序開(kāi)發(fā)的首選語(yǔ)言。
1.2C與C++的不同。上一節介紹了C++和C的基礎語(yǔ)法上的區別，這些區別都是C++的作者在C的基礎之上修訂而來(lái)的結果，是為了讓C++標準下得面向過(guò)程的程序設計比之單純的C更加便捷方便。但是C++的誕生伊始，就是一門(mén)向上使用面對對象的程序設計思想的高級編程語(yǔ)言。它的封裝性、繼承性、多態(tài)性和對象唯一性才是C++成為強大高級語(yǔ)言的重要原因，這些特性都是C語(yǔ)言不可能擁有的。所以C能夠實(shí)現的程序，C++能夠實(shí)現并且實(shí)現的更為方便，C不能實(shí)現的程序，C++同樣可以實(shí)現。
1.3C++的特色。承接上一節，C++和C之間最大的不同，也是C++自身最值得夸耀的特性，就是面向對象程序設計思想。這種思想使得C++語(yǔ)言設計出來(lái)的程序，變成了類(lèi)和對象的有機結合，這種結合的代碼比之面向過(guò)程的函數體架構的代碼更加易讀，共同開(kāi)發(fā)起來(lái)容易上手，后續的維護者也不用費更多的腦筋去理解前人的代碼含義。而類(lèi)和對象的設計思路，使得開(kāi)發(fā)者合作時(shí)相互之間的工作變的更為獨立，雙方之間只需要知道對方所寫(xiě)的類(lèi)實(shí)現的功能和包含的數據就行。這種特性我們稱(chēng)之為良好的封裝性，開(kāi)發(fā)者之間不需要去知道對方的代碼是如何實(shí)現，甚至在此之上還可以保證良好的代碼健壯性。因為類(lèi)的引入，更先進(jìn)的作用域機制也被引入進(jìn)來(lái)，類(lèi)的書(shū)寫(xiě)者往往會(huì )將自己類(lèi)中的數據進(jìn)行嚴格的作用域限定，防止其他合作者擅自去修改和使用自己類(lèi)中的數據。合作者想要知道類(lèi)中的數據或者使用類(lèi)中的數據，只能通過(guò)類(lèi)的書(shū)寫(xiě)者定義的帶有檢查機制的方法才行。這樣會(huì )使得很多人合作開(kāi)發(fā)的大型項目的穩定性和安全性比之用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)時(shí)再上一個(gè)臺階。同時(shí)類(lèi)的概念中還有一個(gè)先進(jìn)的設定就是繼承性，并且由這個(gè)繼承性還延伸出了接口的概念。有了可以繼承的接口和類(lèi)，那么開(kāi)發(fā)者在對程序進(jìn)行迭代的瀑布開(kāi)發(fā)流程時(shí)，就可以很好的使用自己曾經(jīng)開(kāi)發(fā)的源代碼，或者借用其他項目的源代碼，因為只要學(xué)會(huì )科學(xué)的使用繼承機制，就不僅僅是節約程序員的代碼時(shí)間，也減少了程序員在回顧曾經(jīng)代碼時(shí)發(fā)生的錯誤和歧義。而與繼承機制配合使用的是多態(tài)性，曾經(jīng)C語(yǔ)言中定義的函數，其靈活度非常差，特定的函數只能滿(mǎn)足特定程序定義的需求，想要重用曾經(jīng)的源代碼是幾乎不可能的事情。我們剛才提到的繼承機制使得C++開(kāi)發(fā)者復用源代碼成為了一種習慣，但是復用時(shí)不可避免的修改問(wèn)題又擺到了臺面上，多態(tài)機制順應而生了。多態(tài)機制使得類(lèi)不僅可以繼承其他類(lèi)，將父類(lèi)的數據和方法都在本類(lèi)體中自如的使用，同時(shí)還可以用本類(lèi)中新的定義和代碼去覆蓋父類(lèi)中的數據定義和方法。這就讓程序員變的更加自由，想用父類(lèi)的數據和方法時(shí)就去繼承，但是不想全部使用時(shí)就加上多態(tài)機制去覆蓋。這樣代碼之間的重復利用率變得十分客觀(guān)，節約了大量的開(kāi)發(fā)時(shí)間和開(kāi)發(fā)成本。
2程序設計語(yǔ)言C與C++開(kāi)設建議
C++課程的內容應當如下安排：第一部分，教授C++的基礎語(yǔ)法，讓學(xué)生可以編寫(xiě)出在DOS命令行下輸入輸出的程序，了解編程的基本概念和思想。并且這時(shí)應當同時(shí)進(jìn)行C和C++的雙向語(yǔ)法教學(xué)，為日后學(xué)生進(jìn)入高年級后的方向選擇打下基礎。此部分使用半個(gè)學(xué)期最為適宜，并且此時(shí)并不灌輸學(xué)生何為面向對象何為面向過(guò)程，而主在讓學(xué)生使用基礎語(yǔ)法進(jìn)行最基本的編程探索。第二部分，在學(xué)生有了基礎編程知識后，將數據結構的內容放入課程中去，用半學(xué)期的時(shí)間教授學(xué)生用C++實(shí)現的各類(lèi)常見(jiàn)數據結構。并且結合實(shí)際開(kāi)發(fā)項目中的代碼作為閱讀補充，讓學(xué)生明白數據結構的知識對程序開(kāi)發(fā)的意義，然后將簡(jiǎn)化后的小項目作為課堂的主要內容，用實(shí)際的代碼讓學(xué)生去理解那些枯燥的數學(xué)定理和概念。而且在實(shí)現數據結構的過(guò)程中，必然會(huì )面對一些更為高級的C++語(yǔ)法和概念�？偟膩�(lái)說(shuō)，用大一上的一個(gè)學(xué)期讓學(xué)生對于基礎編程有了良好的認知和深入，是十分值得和有效的。第三部分，在學(xué)生有了數據結構的基礎和C++的基本語(yǔ)法掌握后，應當面對一些實(shí)際的開(kāi)發(fā)項目和問(wèn)題。當然實(shí)際的問(wèn)題還是需要老師進(jìn)行簡(jiǎn)化，其主要目的是讓學(xué)生掌握C++的高級特性和實(shí)際軟件開(kāi)發(fā)的過(guò)程與思路，并且想學(xué)生傳授基礎的算法。這一部分較為困難，應當使用一個(gè)學(xué)期讓學(xué)生慢慢的掌握和熟悉。第四部分，在學(xué)生算是對C++語(yǔ)言和數據結構與算法都有了基礎的入門(mén)后，再進(jìn)行課堂教學(xué)意義就不大了，應當再大二上學(xué)期開(kāi)設一門(mén)課程設計實(shí)驗課，讓學(xué)生完成幾個(gè)難度從小到大的項目，循序漸進(jìn)的掌握基本的實(shí)際開(kāi)發(fā)技巧和思維。
參考文獻
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