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第1章概述
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程序语言越低级，则必须对过程描写得越具体，指令也就越接近机器的硬件逻辑，其编译器也相对越简单；相
反，程序语言越高级，则越接近对问题的描述与表达，因而更容易被人们所理解。因此，程序语言的发展，总是从
低级到高级，也就是从具体描述到抽象描述，这一过程其所依赖的编译器会越来越复杂。
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|人的思维逻辑| _<抽象>_____<具体>_|计算机的硬件逻辑|
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<--高级语言----中间语言----低级语言-->
程序设计语言(人与计算机的沟通)
提纲：
C++语言的历史
C++编程流程
程序与算法
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|C++及编程语言简史|
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【c++前史】
<FORTRAN>1953-1954，FORTRAN—用于科学计算的“公式翻译语言”；版本：FORTRAN—FORTRAN66（标准化）—
FORTRAN77和FORTRAN90.
<COBOL>1959，COBOL—面向商业的通用语言，其重要特征是语法与英文很接近，容易理解。
<ALGOL>1960，ALGOL60—国际代数语言（标准化计算机语言），首次引入了局部变量和递归的概念，在数学表
达和算法描述上比FORTRAN更出色，但由于其设计要求是独立于机器的，因此面临许多语言实现方面的技术问题，致
使ALGOL无法流行，但其却演变为其他编程语言设计的概念基础。
<BASIC>20世纪60年代，面向非专业程序设计人员推出的编程语言，特别是非计算机专业学生，通过简化
FORTRAN语言的基础上，研究出了BASIC语言，后推出qbasic和VB。
<Lisp>用于人工智能研究的编程语言，Lisp基于表处理的函数语言，该语言由于技术实现复杂，一直停留在实
验室阶段。
<LOGO>1967，MIT人工智能实验室为儿童设计的语言，旨在启发孩子们的思考和学习，LOGO成为一种热门的计算
机教学语言。
<Simula67>该语言第一次提出类的概念，能够把应用中的概念直接用编程语言描述，使其更具可读性，同时编
译系统捕捉类型错误的能力也非常强，保证了程序规模扩大之后，错误量不会非线性增长。其成为未来面向对象编
程语言的概念基础。
<C>1970,Bell实验室，研制C语言的初衷是用它编写UNIX系统。（想一想，为什么用C来写UNIX系统或者说用来
编写操作系统如UNIX的语言应具备什么条件），它充分结合了汇编语言和高级语言的优点，高效灵活，又容易移植
。
<Pascal>1971，Pascal语言语法严谨，层次分明，程序易写，具有很强的可读性。
<C++>剑桥大学的Bjarne Stroustrup以高效灵活的C为背景，以Simula思想（以类的概念面向对象的思想）为基
础，设计了C++（带类的C）。
从上述过程可以看出，程序设计语言以描述问题、解决问题为目的，讲求编程的灵活、运行的高效、解决问题
的抽象性，程序设计语言越高级，越利于问题描述的抽象，也就越接近人类的思维方式，更容易编程和减少错误的
发生。这一切同时依赖于编译系统的发达。
程序设计语言主要适用于三大领域：商业处理、科学计算和系统应用。
【C的优缺点】
程序设计方法的发展，主要是计算机应用范围的扩大和编程规模的扩大。
早期的编程多用于科学计算，其数据量并不大，数据种类也不多，但讲求精巧的数据结构，更强调计算和性能
，因此算法的优劣举足轻重。编程主要是围绕如何提高计算过程的运行效率来进行的。
C具有高效的灵巧性和实现上的高效性，因此比擅长于科学计算的FORTRAN更胜一筹。C的基本编程思想是面向过
程的程序设计方法，该类方法更加侧重在算法的设计与实现上，同时C语言的高度灵活性也就意味着所收限制更小，
那么带来的就是C对程序员的要求较高，由于程序员的疏忽易导致越界访问、类型错误等一些语言漏洞和缺陷。
面向过程的编程方法是基于自顶向下，逐级简化的思想，把一个大的复杂的问题逐步简化为易于实现、独立性
强的子过程，可见其主要对程序的运行过程进行描述，其数据类型描述和算法实现耦合度强，在整个程序设计中，
对数据类型的描述与算法的实现互相交叉，盘根错节；而面对商业中许多大量复杂的数据问题，及随着程序规模的
不断扩大，对数据类型的扩充要求的越来越高，编译系统对错误捕捉的要求也越来越高，面向过程的编程方法逐步
不能适应，而代替的是面向对象的程序设计方法。
面向过程设计方法和面向对象设计方法优缺点的比较：
例：人是具有属性和行为的，假设人之间相互的行为足以影响一个人的属性
案例1，只有几个人（程序规模小），采用面向过程的编程方法，那么我们可以单独为每个人的属性设计其数据
类型的实现，程序侧重在描述人们之间的相互行为（操作）对其属性（数据）的影响。这时由于数据少，行为相对
复杂，因此编程侧重在对操作的实现上是有效地。
案例2，几个人扩展到几十人或几百人（程序规模扩大），这时如采用面向过程的编程方法，其数据类型的扩充
就存在着相当大的问题，要来处理几十人甚至几百人的不同属性（一个人还可有多种属性），这时对过程的描述和
对数据的描述交叉在一起，繁杂又容易出错。而采用面向对象的设计方法，可以提供一个模板（类），这个模板提
供属性（数据）和行为（操作）的封装，通过对外的接口供其外部对象进行调用和影响。通过对类的实例化产生对
象，不同的对象又可具有不同的个性，这时面对的是几十或几百个具有数据和行为关联的对象，其编程重点在于对
象之间的联系和相互作用，通过这些接口来影响对象的属性，这时由于思考问题的抽象性加强了，因而编程实现更
加高效，同时减少错误的发生。
【C++优点】
既可以面向过程的设计方法，又可进行以抽象数据类型为特点的基于对象的程序设计；
可进行以继承和多态为特点的面向对象的程序设计；
正在完善以模板为特点的泛型程序设计；
总之，C++是一种混合型程序设计语言，适应问题的规模可大可小，“混合”体现在可以采用不同的程序设计方
法。“混合”意味着决不放弃对计算机高效运行的实用性特征，而又致力于提高大规模程序的编程质量，提高程序
设计语言的问题描述能力。
【标准C++】
共享的基础来源于标准化。标准C++意味着良好的系统可移植性，意味着在不同的标准C++编译器上都能得到相
同的结果，也意味着能充分享用C++的标准库资源。
标准C++工具：C++Builder6.0及以上版本，VC++.NET或以上版本（windows）；G++3.0、Borland C++ Kylix3.0
以上版本（linux）；通用的C++编译器当数G++3.0了，它既有windows版本又有linux版本。
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|C++编程流程|
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【编程操作流程】
编辑————编译————链接(Link或make或build)————调试
.cpp .obj .exe
目标代码（+库文件）
目标代码即机器代码，是计算机能够识别的指令集合。但是，目标代码还不能在具体的计算机上运行，因为目
标代码只是一个个独立的程序段，程序段之间还没有彼此呼应，程序段中用到的C++库代码和其他资源还没有挂接上
，需要相互衔接成适应一定操作系统环境的可执行程序整体，这个过程就是链接。
库文件是系统提供的程序链接资源，它一般是以版本为文件单位，带有一个特殊的后缀，不同公司的产品有不
同的后缀。如C++builder6.0的库文件后缀是.bpl和.lib。标准C++提供C++标准库，而用户库是软件开发商或程序员
提供的。
【最小样板程序】
#include <iostream>
int main()
{
std::cout<<"hello world!/n";
}
#include 对编译器发出的操作指令，它指示编译器在编译前，先原地展开<>中的头文件内容；
<iostream>标准输入/输出流类的标准库头文件；
main()—同C一样，C++的程序入口点；
与C不同的是：
cout是标准输出设备的名称，“<<”是操作命令，形象的标示出流操作的方向，即将后面的字符输出到标准输出设备cout上（对应的物理设备：显示器）；
std是“名空间”，程序中有若干名称，前面说过C++是为适应大规模程序编程的，而程序规模大起来后，难免会有名称上的的冲突，就好像一个学校A班有个张三，B班也有个张三，如果A、B班分别上课（程序规模小时），直接喊张三的名字不会有问题，但如果AB班一起上课（程序规模大了），这时再喊张三就会产生冲突，因此应分别喊“A班的张三”和“B班的张三”，即在名字前需要加上各自的名空间，C++也是这样解决问题的。
std::cout表示“标准库std中的cout”。
注释：
// 单行注释
/* 段注释 */
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|程序与算法|
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【程序与算法的区别】
程序：
从静态看，程序是以某种语言为工具编制出来的动作序列，它表达了人的系统性思维。
从动态看，程序是一系列逐一执行的操作，其操作主体是计算机，因此其运行必然受到计算机的限制。不同的操作主体其操作
性能不同，即使同一主体在不同状态下执行一个程序，也会表现出差异。所以，同一个程序，可以反复运行而结果一致，但性能上
的细微差异总是有的。
程序的动作序列包含了对数据的存取访问和算术运算，数据结构的设计和动作序列（算法）的设计关系到程序运行的效率。
算法：
算法是求解特定问题的一组有限的操作序列，算法有别于程序—
（1）目的性
算法必须有运算结果，必须在有限的操作序列下达到求解目的，而程序只是强调过程性，可以存在不能自行终止的操作序列。
如操作系统随计算机启动而运行，随着关闭电源而终止，不能自行终结。
（2）抽象性
算法离不开数据结构，而数据结构在具体的计算机上实现是要受到表示范围的限制，因此算法比具体的程序设计更抽象，算法
不在乎用什么程序语言和用什么计算机来描述。
（3）研究性
算法多用于理论研究，描述算法的目的是沟通人们的思想，而不是实现。但算法也是要靠程序实现来验证的，即通过有限的数
据，在有限时间内，得到正确的结果，并测试其资源占用与性能等各项指标。
也就是说，算法更侧重于表达解决问题的思想和思路，具有思想上的高度抽象性；而程序用于实现某种算法来最终解决问题，具体问题具体对待。
【编程与结构】
程序=算法+数据结构；
数据以数据结构的方式来描述，则算法就可以数据结构为依托，通过数据结构来访问数据，实现数据存在形式与算法的相互独立，从而简化算法和提高逻辑表达的清晰度。
从动态讲，程序仍是计算机中运行的过程体。
从静态讲，程序不再只是单纯的过程序列，不再只是单纯的算法了，而是算法和数据结构的有机组织。这意味着算法设计依赖于抽象层次更高的数据结构，而不再只是单纯空间上的原始数据了。
【过程化程序设计】
在基于过程的程序设计中，问题模型反映了过程结构模型，实际上就是功能模型，过程模块与数据的复杂关系没有清晰地分离出来，所以一般都是“具体问题具体解决”，代码的重用性低，而且随着问题规模的扩大，其程序复杂性也大大提高。
过程化程序设计遵循结构化程序设计思想，程序设计中各个过程体和组成部分应以模块表示，同时使用三种基本控制结构（顺序、条件和循环）。每个模块其内聚性越强，外联性越少，模块的独立性就越高。
内聚性强：模块实现的功能越单一越好；
外联性少：模块间的联系越少越好；联系意味着依赖，外联性多意味着模块内聚性不强，功能还有待于进一步细化。
过程化程序设计方法采用自顶向下，逐步细分的方法展开。
程序=算法+数据结构；
【对象化的程序设计】
<基于对象的程序设计>
程序=算法+抽象数据结构；
抽象数据类型反映了数据组织及其相关操作，实现了数据与行为的捆绑。程序的行为表现为分层的过程结构和对象定义的集合。
基于对象的程序设计采用抽象数据结构来描述数据，其本质仍是过程化的，只是某些数据关系被提取出来，成为一个类，便可以更好的重用了。
<面向对象的程序设计>
程序=（对象+对象+...+对象）；对于程序和程序员来说，程序是满世界的对象。
对象间访问：对象---界面----对象；
（接口）
学习编程，在构造了起码的程序框架后，就要开始涉及算法和数据结构。