C++课堂教学与编程演练

C++课堂教学与编程演练 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:清华大学出版社
作者:侯普秀
出品人:
页数:904
译者:侯普秀
出版时间:2004-9-1
价格:98.0
装帧:平装(无盘)
isbn号码:9787302086796
丛书系列:
图书标签:
  • c++
  • 计算机
  • C++
  • 编程
  • 教学
  • 课堂
  • 演练
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  • 学习
  • 代码
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具体描述

本书是一本讲授C++语言和面向对象程序设计的教程,着重介绍如何为解决各种工程和科学问题进行程序开发。书中的每一章都由课堂教学部分与应用示例部分组成。课堂教学部分讲授C++语言的要素和一些简单的编程技巧;应用示例部分讲授如何进行工程问题程序设计。本书以渐进的方式先介绍如何开发程序,然后通过大量的应用示例和30多个案例分析不断巩固所学的内容。学习本书时不要求学生必须具备编程的背景知识。

《数据结构与算法设计:原理、实现与应用》 内容简介 本书系统阐述了数据结构与算法的核心理论、经典实现及其在实际问题中的应用。全书结构清晰,内容翔实,旨在为计算机科学、软件工程及相关专业的学生和从业人员提供一本深入浅出、兼具理论深度与工程实践价值的参考教材。 本书的编写遵循“理论先行,实践驱动”的原则,力求在严谨的数学基础上,结合直观的图示和大量的代码示例,帮助读者建立扎实的计算机科学基础。 --- 第一部分:基础与抽象 第一章:计算思维与问题求解基础 本章首先引入计算思维(Computational Thinking)的概念,强调其在现代技术领域中的重要性。随后,详细介绍算法分析的基本工具,包括时间复杂度和空间复杂度的概念、渐近分析法(大O、Ω、Θ符号)的精确定义与应用。通过对基本运算次数的精确计数,使读者理解算法效率的量化评估标准。本章还探讨了数学归纳法、递归关系的求解等证明技术,为后续算法的正确性分析奠定基础。 第二章:线性数据结构的抽象与实现 本章聚焦于最基础且应用最为广泛的线性结构。 数组(Array)与动态数组(Vector/ArrayList): 深入剖析底层内存布局对访问速度的影响。重点讲解动态数组的扩容机制(摊还分析法)及其效率考量。 链表(Linked List): 详细对比单向链表、双向链表和循环链表的结构特性、插入/删除操作的效率优势,并讨论其在内存碎片化场景下的适用性。 栈(Stack): 基于抽象数据类型(ADT)的视角,讲解后进先出(LIFO)的原理,并提供基于数组和链表的两种标准实现,同时探讨栈在函数调用、表达式求值(中缀转后缀)中的经典应用。 队列(Queue): 阐述先进先出(FIFO)的特性,实现包括普通队列、循环队列(解决“假溢出”问题)以及优先级队列的初步概念。 --- 第二部分:非线性结构的深度探索 第三章:树形结构:层次与排序的艺术 本章是全书的核心之一,系统讲解树这种层次性结构。 基本树论: 定义树、森林、根、度、深度、高度等基本术语,并阐述树的遍历方法(前序、中序、后序、层序)。 二叉树(Binary Tree): 深入探讨二叉树的性质,特别是满二叉树和完全二叉树的特性。着重分析二叉树在表示层次关系和表达式解析中的作用。 二叉搜索树(BST): 详细介绍 BST 的构造、查找、插入和删除操作。本节将严格分析在随机数据和有序数据输入下,BST 最坏情况下的性能退化问题(即退化为链表)。 平衡二叉搜索树(AVL与红黑树简介): 为解决 BST 的性能瓶颈,本章引入 AVL 树的旋转操作(LL, RR, LR, RL)和红黑树的基本维护规则。虽然不进行红黑树的完整编码实现,但会详细剖析其保证对数时间复杂度的核心维护机制。 第四章:堆(Heap)结构与高效选择 本章专门探讨堆这一特殊的完全二叉树结构,它是实现高效优先级的关键。 最大堆与最小堆: 定义和构建过程,重点讲解 `Heapify`(堆化)操作的原理和线性时间复杂度证明。 堆的应用: 详细展示如何使用堆实现在数据流中动态维护最大/最小值,以及堆排序算法的完整流程、稳定性分析和与快速排序的性能对比。 第五章:图论基础与遍历算法 图是表示复杂关系网络的最通用模型。本章从数学角度定义图,并着重于高效的遍历方法。 图的表示: 详细对比邻接矩阵(Adjacency Matrix)和邻接表(Adjacency List)在不同图密度下的空间和时间效率差异。 图的遍历: 深入讲解广度优先搜索(BFS)在寻找最短路径(无权图)中的核心作用,以及深度优先搜索(DFS)在连通性判断、拓扑排序和回路检测中的应用。 --- 第三部分:高级算法与优化技术 第六章:最短路径与最小生成树 本章将图的应用提升到优化问题的层面。 最短路径算法: 详述 Dijkstra 算法(单源最短路径,非负权)的核心思想、松弛操作及其时间复杂度分析。针对存在负权边的场景,介绍 Bellman-Ford 算法及其检测负权环的能力。 最小生成树(MST): 引入贪心策略在图优化中的应用。详细讲解 Prim 算法和 Kruskal 算法的实现细节、数据结构选择(如使用并查集优化 Kruskal 的效率)以及它们在网络设计中的实际意义。 第七章:排序算法的全面比较 除了堆排序,本章系统复习和对比其他关键排序算法。 简单排序: 插入排序、选择排序、冒泡排序,重点分析其适用于小规模数据集或基本有序数据集的场景。 高效排序: 深入解析快速排序(Quick Sort)的“选择基准”策略、分区操作(Lomuto与Hoare方案对比)及其平均对数时间性能的保证。分析其最坏情况的避免策略。 线性时间排序: 介绍计数排序(Counting Sort)、基数排序(Radix Sort)等非基于比较的排序方法,明确它们适用的数据范围限制和线性时间复杂度($O(n+k)$)的来源。 第八章:动态规划与贪心算法 本章探讨解决优化问题的两大强大范式。 贪心算法: 强调贪心选择性质和最优子结构,通过活动选择问题、零钱兑换(在特定货币系统下)等经典案例说明贪心策略的适用条件。 动态规划(DP): 详细剖析 DP 的两大核心特性:最优子结构和重叠子问题。通过矩阵链乘法、最长公共子序列(LCS)和背包问题(0/1 Knapsack)的自底向上(Tabulation)和自顶向下(Memoization)实现,展示如何通过构建状态转移方程来避免重复计算,从而达到多项式时间解。 --- 第四部分:高效处理与内存管理 第九章:查找技术与散列表 本章关注如何实现高效的查找。 二分查找: 再次强调其对有序性依赖,并分析其在数组和平衡树中的实现差异。 散列表(Hash Table): 讲解散列函数的设计原则、冲突处理机制(链式法和开放寻址法,如线性探测、二次探测)。重点分析平均查找时间达到 $O(1)$ 的条件,以及装载因子(Load Factor)对性能的决定性影响。 第十章:文件组织与外部存储 本章将视角从内存拓展到磁盘等外部存储设备。 B 树与 B+ 树: 阐述为何 B 树(多路平衡查找树)是数据库和文件系统索引的首选结构。详细分析其分支因子设计如何最小化磁盘 I/O 次数,并区分 B 树和 B+ 树在数据存储位置和范围查询上的结构差异。 文件访问方法: 简要介绍顺序访问、直接访问和索引顺序访问的概念。 --- 本书特色: 1. 严谨的数学证明: 对复杂度分析和算法正确性给予充分的理论支撑。 2. 多语言视角: 所有核心算法均配有清晰的伪代码和至少一种主流工程语言(如 Python/Java/C++ 混合风格)的代码实现示例,侧重于逻辑的清晰而非特定语法的纠结。 3. 工程化考量: 在讲解理论的同时,穿插讨论实际应用中内存布局、缓存命中率、并发环境下的数据结构选择等工程问题。 4. 丰富的练习集: 每章末尾提供难度分层的练习题,从概念验证到复杂问题设计,确保读者能够将理论知识转化为实际解决问题的能力。

作者简介

目录信息

第1章 计算机和计算的基本原理
第2章 程序设计入门――程序结构、屏幕输出和注释
第3章 变量和算术运算
第4章 基本输入输出
第5章 作出决策
第6章 迭代
第7章 函数
第8章 类和对象
第9章 一维数值型数组
第10章 多维数值型数组
第11章 指针变量
……
附录A 数字的二进制和十进制表示法
附录B 字符数组函数
附录C 操作符
附录D ASCII表
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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这本书简直是一场C++的盛宴,从最基础的语法概念,到一些更复杂的面向对象设计,再到模板元编程的入门,内容几乎覆盖了C++学习的各个阶段。我尤其喜欢它在解释指针和内存管理时那种深入浅出的方式,很多我之前一直感到模糊不清的概念,通过书中的图示和代码示例,都变得豁然开朗。比如,它在讲解动态内存分配时,不仅给出了`new`和`delete`的正确使用方法,还详细解释了内存泄露的产生原因以及如何避免,甚至还涉及了一些智能指针的使用,这对于刚开始接触C++的读者来说,无疑是极大的帮助。而且,书中穿插了大量的编程演练,每一个章节后面都有配套的练习题,从简单到困难,循序渐进,让我能够立刻将学到的知识付诸实践,加深理解。我尝试做了其中的一些练习,发现它们不仅仅是简单的代码敲打,很多都涉及到实际应用场景的设计,这让我在学习理论知识的同时,也培养了解决实际编程问题的能力。这本书的语言风格也很亲切,不是那种枯燥的技术手册,更像是一位经验丰富的老师在身边指导,常常用一些生动的比喻来解释抽象的概念,让学习过程变得轻松有趣。我特别欣赏作者在讲解STL(Standard Template Library)时的细致,从各种容器的特性到算法的用法,都做了详细的剖析,这对于我以后编写高效的C++代码至关重要。我甚至发现,书中提到的一些关于代码优化的小技巧,我之前在其他书中都没有看到过,这些细节的补充,让这本书的价值倍增。总的来说,这是一本我愿意反复翻阅的C++学习宝典,无论你是初学者还是希望进一步提升C++技能的开发者,都能从中获益良多。

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阅读这本《C++课堂教学与编程演练》的过程,更像是在进行一次酣畅淋漓的武林秘籍研习。作者仿佛是一位身怀绝技的武学宗师,将C++这门博大精深的语言拆解得淋漓尽致。我印象最深刻的是它对C++面向对象思想的阐释,比如类、对象、继承、多态、封装这些概念,作者不仅仅是罗列定义,而是通过大量的实际案例,比如构建一个简单的银行系统、设计一个图形库,来展示这些概念在实际项目中的应用。特别是多态的讲解,作者通过动物的叫声、交通工具的移动等生动有趣的例子,让我深刻理解了虚函数和纯虚函数的作用,以及它们是如何实现运行时多态的。书中关于异常处理的部分也写得非常到位,它详细介绍了`try-catch-throw`的机制,并且还讨论了如何设计健壮的异常处理流程,这在很多大型项目中都至关重要。我曾经在开发中遇到过一些棘手的bug,事后才发现是因为没有妥善处理异常导致的。如果我早点读到这本书,或许就能避免那些不必要的麻烦。而且,这本书的排版非常清晰,代码示例的格式统一,注释详尽,这对于我这样的读者来说,阅读体验非常好。即使是遇到一些我不熟悉的C++特性,比如RAII(Resource Acquisition Is Initialization)模式,作者也能通过简洁明了的语言和代码演示,让我快速掌握其精髓。书末附带的附录,比如C++标准库的快速参考,更是像一本随时可以翻阅的工具手册,极大地提高了我的查阅效率。我甚至觉得,这本书的价值远不止于它所传授的C++知识,它更传递了一种严谨的编程思维和解决问题的艺术。

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我是一名嵌入式开发工程师,平时主要使用C语言,但随着项目复杂度的提升,我越来越意识到C++的强大之处。于是我选择了《C++课堂教学与编程演练》这本书来系统学习C++。《C++课堂教学与编程演练》这本书在讲解C++的内存管理方面,可以说是做得非常到位。它详细讲解了栈内存、堆内存的区别,以及`malloc`/`free`与`new`/`delete`之间的联系与区别。特别是在介绍智能指针(如`std::unique_ptr`、`std::shared_ptr`、`std::weak_ptr`)时,作者通过实际的内存泄漏场景作为反例,来凸显智能指针的优越性,这让我彻底理解了它们在避免资源泄露方面的重要性。书中还涉及了一些C++的底层机制,比如虚函数表(vtable)的工作原理,这对于理解多态的实现以及优化程序性能非常有帮助。我尤其喜欢书中关于C++标准库(STL)容器的讲解,作者不仅仅是列举了`vector`、`list`、`deque`等容器的基本操作,还深入分析了它们的底层实现原理,比如`vector`的动态扩容机制,这对于我选择最合适的容器来优化程序性能至关重要。这本书的案例也相当丰富,从基础的数据结构到一些复杂的算法实现,都涵盖在内,这让我能够将所学的知识快速应用到实际的嵌入式开发项目中。我发现,书中关于“值语义”和“引用语义”的讲解,也让我对C++的数据传递方式有了更深刻的理解,这对于编写高效、安全的嵌入式代码非常有帮助。

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我是一名自由职业的软件开发者,经常需要为不同的客户开发各种各样的软件。《C++课堂教学与编程演练》这本书,可以说是我的“秘密武器”。它内容详实、结构清晰,涵盖了C++的方方面面,从基础语法到高级特性,应有尽有。我最欣赏的是书中关于“代码组织”和“模块化设计”的讲解。作者通过大量的实例,展示了如何使用命名空间、头文件、源文件等来组织大型C++项目,如何将代码划分为可重用的模块,这对于提高开发效率、保证代码的可维护性至关重要。书中关于C++的性能调优部分,也给我带来了很多启发。作者详细介绍了各种常见的性能瓶颈,以及如何利用性能分析工具来定位问题,并给出了具体的优化建议,比如如何选择合适的数据结构,如何避免不必要的函数调用,如何利用编译器优化选项等。这让我在项目开发过程中,能够更好地平衡功能和性能。而且,这本书的编程演练部分,也足够丰富和多样化,它不仅提供了练习题,还给出了详细的解答和解释,这让我能够更好地检验自己的学习成果,并从中发现自己的不足。我甚至觉得,这本书的作者是一位经验丰富的项目经理,他深知一个成功的软件项目需要哪些技术和方法论。这本书的内容,让我感觉自己掌握了C++的“十八般武艺”,足以应对各种复杂的开发挑战。

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我一直认为,学习一门编程语言,最重要的是理解其核心设计理念。《C++课堂教学与编程演练》这本书在这方面做得非常出色。作者并没有止步于教会读者如何编写C++代码,而是深入剖析了C++这门语言之所以如此强大的原因,比如其对底层内存的直接控制能力,以及其强大的抽象能力。书中关于模板元编程的章节,虽然内容比较深奥,但作者通过循序渐进的讲解,以及大量的示例,让我逐渐领略到了它的魅力。例如,它演示了如何使用模板元编程来实现编译时计算,以及如何构建更灵活、更高效的代码。这让我对C++的理解上升到了一个新的高度。此外,这本书在讲解C++的STL(Standard Template Library)时,也非常有条理。它不仅仅介绍了各种容器(如`vector`、`list`、`map`、`set`)的基本用法,还详细阐述了它们各自的优缺点以及适用的场景。更重要的是,它还讲解了STL的算法库,比如排序、查找、遍历等,以及如何与容器结合使用,这极大地提高了我的编程效率。我曾经花了很多时间去手动实现一些常用的算法,但自从学习了STL之后,我发现很多事情都可以变得更加简单和高效。书中关于输入输出流(iostream)的讲解也十分细致,让我了解了如何进行格式化输出、文件读写等操作。这本书的语言风格非常朴实,没有华丽的辞藻,只有对技术本身的深入探讨,这让我觉得非常值得信赖。它不仅仅是一本技术书籍,更像是一份对C++这门语言的深度解读。

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作为一名长期从事后端开发的程序员,虽然接触过Java、Python等多种语言,但在C++领域,我一直感觉自己像是半个门外汉。《C++课堂教学与编程演练》这本书,彻底改变了我的认知。作者在讲解C++11、C++14、C++17等新标准特性时,并没有一味地堆砌新语法,而是 carefully 挑选了那些真正能提升开发效率和代码质量的特性,并且通过对比的方式,让我清晰地看到了新旧标准之间的差异以及新特性的优势。比如,它在讲解Lambda表达式时,不仅演示了其基本用法,还深入探讨了它与函数对象、匿名函数的区别,以及在STL算法中如何高效地使用Lambda表达式。这种由浅入深、层层递进的讲解方式,让我受益匪浅。我还特别喜欢书中关于并发编程的部分。在现代多核处理器时代,并发编程是不可避免的。作者详细介绍了C++11引入的线程库,比如`std::thread`、`std::mutex`、`std::condition_variable`等,并且通过具体的示例,展示了如何实现线程同步、互斥访问以及生产者-消费者模型。这对我理解和编写多线程程序提供了坚实的基础。书中关于内存模型和原子操作的讲解,更是我之前一直感到困惑的难点,通过这本书,我终于有了更清晰的认识。而且,这本书的案例选择都非常贴近实际工作场景,比如网络通信、文件IO操作等,这让我感觉自己学的知识能够直接应用到工作中,非常有成就感。它还提到了很多在实际开发中容易被忽略的细节,比如编译器的警告和错误处理,以及如何进行性能调优,这些都让这本书的实用性大大提升。

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我是一名游戏开发爱好者,从小就对游戏引擎背后的技术充满好奇。在接触《C++课堂教学与编程演练》之前,我对C++的印象就是“难学”、“难用”,充满了各种指针和内存管理的问题。然而,这本书彻底改变了我的看法。作者以一种极其生动形象的方式,将C++中的各种概念,比如类、对象、继承、多态、模板等,通过游戏开发中常见的场景来解释,比如如何设计一个角色类,如何实现角色的动画系统,如何管理游戏中的场景等。这让我觉得学习C++的过程就像是在构建自己的游戏世界,充满了探索的乐趣。书中关于C++的异常处理机制,也给我留下了深刻的印象。作者通过模拟游戏运行过程中可能出现的各种错误,比如资源加载失败、网络连接中断等,来展示如何利用`try-catch`块来优雅地处理这些异常,保证游戏的流畅运行。而且,书中还穿插了一些关于性能优化的讨论,比如如何减少内存拷贝,如何使用更高效的数据结构等,这对于我这样希望开发高性能游戏的玩家来说,是极其宝贵的经验。我甚至觉得,这本书的作者一定是一位非常有经验的游戏开发者,他对C++的理解和应用,已经达到了出神入化的境界。这本书不仅仅是关于C++的教学,更是一本关于如何将C++应用于实际项目,特别是游戏开发项目的实践指南。

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我是一名对数据科学和机器学习领域充满热情的研究生,虽然我主要使用Python,但我也深知C++在高性能计算方面的优势。《C++课堂教学与编程演练》这本书,为我打开了通往C++世界的大门。作者在讲解C++的模板和泛型编程时,没有仅仅停留在语法层面,而是深入探讨了模板的实例化过程,以及如何利用模板元编程来实现编译时的多态和代码生成。这让我对C++的灵活性和表达能力有了全新的认识。书中关于STL(Standard Template Library)的讲解也极其详尽,它不仅介绍了各种容器的用法,还深入分析了它们在性能上的权衡,以及如何根据具体需求选择最合适的容器。我尤其喜欢它在讲解STL算法时,详细阐述了各种算法的时间复杂度,并提供了如何在实际应用中进行性能优化的建议。这对于我进行大规模数据处理和模型训练,无疑是极其有价值的。书中还涉及了一些C++的并发编程技术,比如`std::thread`和`std::async`,这让我了解到如何在C++中实现并行计算,以加速我的机器学习模型的训练过程。这本书的语言风格非常精准、严谨,同时又充满了智慧。它不仅仅是教授C++的知识,更是在引导读者思考如何编写更高效、更可维护的代码。我感觉,这本书为我未来在数据科学领域的研究,打下了坚实的基础。

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坦白说,我是一名非计算机专业的学生,在接触C++之前,我对编程的印象就是枯燥的代码和复杂的概念。《C++课堂教学与编程演练》这本书,可以说是彻底颠覆了我对编程的看法。作者以一种非常亲和、生动的方式,将C++的各种概念娓娓道来,就像在听一位经验丰富的老师讲课一样。我最欣赏的是书中关于“万物皆对象”的思想是如何在C++中体现的,以及如何利用类和对象来构建更复杂、更具条理性的程序。例如,它在讲解构造函数和析构函数时,通过一个简单的“人”或者“汽车”的例子,让我非常直观地理解了对象的生命周期管理。而且,书中大量的编程演练,让我觉得学习过程不是被动的接受,而是主动的参与。每一次完成一个练习题,都给我带来满满的成就感。我印象特别深刻的是,书中在讲解运算符重载时,没有仅仅给出语法规则,而是通过一个“复数”或者“日期”的例子,展示了运算符重载如何让代码更加直观易读。这让我明白了,编程不仅仅是实现功能,更是追求代码的美感和易用性。这本书的语言风格非常流畅,逻辑清晰,即使是对于我这样背景的学生来说,也丝毫不会感到晦涩难懂。它还穿插了一些关于计算机底层原理的讲解,比如内存的栈和堆的区别,这让我对C++的运行机制有了更深的理解。总的来说,这是一本让我从“畏惧”编程到“热爱”编程的神奇之书。

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我是一名对软件工程原理有浓厚兴趣的开发者,一直希望能够深入理解C++这门语言的精髓。《C++课堂教学与编程演练》这本书,无疑满足了我的这一需求。作者在讲解C++的编译和链接过程时,没有停留在表面,而是深入到预处理、编译、汇编、链接这几个阶段,并详细解释了各个阶段的作用以及可能出现的常见问题。这让我对程序的构建过程有了更清晰的认识,也为我排查一些链接错误提供了思路。书中关于“RAII”(Resource Acquisition Is Initialization)的讲解,让我彻底理解了C++中资源管理的最佳实践。通过将资源的获取和释放与对象的生命周期绑定,能够有效地避免资源泄露,让代码更加健壮。我特别欣赏作者在讲解STL中的迭代器(iterator)时,不仅仅是介绍了其基本概念,还详细解释了不同类型的迭代器(如输入迭代器、输出迭代器、前向迭代器、双向迭代器、随机访问迭代器)的性能特点和适用场景。这对于我编写高效的STL算法至关重要。书中还涉及了一些C++的元编程技巧,虽然相对比较高阶,但作者通过精心设计的示例,让我得以窥见C++在编译时进行复杂计算和代码生成的强大能力。这本书的语言风格非常严谨,注重细节,同时也充满了洞察力,它不仅仅是在教授C++语法,更是在传递一种深刻的编程哲学。我甚至觉得,这本书可以作为一本C++的“圣经”来参考。

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毫不夸张地说,这是我看过的关于c++最好的书!虽然很厚,但是读起来毫不费力,层次安排合理,而且即便是简单的代码,旁边也有详细的注释,强烈推荐!!

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