C++程序設計(第3版)（簡體書）

本書作者深入調查了大學的程序設計課程的現狀和發展趨勢，參閱了國內外數十種有關C 的教材，認真分析了讀者在學習中的困難和認識規律，設計了讀者易于學習的教材體系，于2004年出版了《C 程序設計》一書。該書降低入門起點，不需要C語言的基礎，從零起點介紹程序設計和C 。廣大師生用后反映非常好，認為該書定位準確，概念清晰，深入淺出，取舍合理，以通俗易懂的語言對C 的許多難懂的概念作了透徹而通俗的說明，大大降低了初學者學習的困難，是初學者學習C 的一本好教材。根據教學實踐的需要，作者在2011年對該書進行了修訂，出版了《C 程序設計(第2版)》，現在又進行了一次修訂,出版了《C 程序設計（第3版）》，內容更加豐富，講解更加清晰，學習更加容易，依據ANSI?C 標準進行介紹，引導讀者從一開始就按C 的要求編程，而不是過多地遷就C語言的習慣。全書分為4篇：?基本知識、基于過程的程序設計、基于對象的程序設計和面向對象的程序設計。為了便于教學，本書有《C 程序設計題解和上機指導(第3版)》和《C 程序設計實踐指導》兩本配套教材，旨在幫助學生通過實踐掌握C 的編程方法。????本書內容全面，例題豐富，概念清晰，循序漸進，易于學習，即使沒有教師講授，讀者也能看懂本書的大部分內容。本書是學習C 的入門教材，可供各類專業學生使用，也可作為計算機培訓班的教材以及讀者自學參考。

譚浩強教授，我國計算機教育專家。1958年清華大學自動控制系畢業。青年時代曾擔任清華大學學生會主席、北京市學聯副主席、北京市人民代表、全國文教戰線先進分子。他是我國計算機普及和高校計算機基礎教育的開拓者之一。現擔任全國高等院校計算機基礎教育研究會榮譽會長、教育部全國計算機應用技術證書考試委員會主任委員、中國老教授協會常務理事。獲全國高校教學成果獎獎、國家科技進步獎、北京市政府授予“有突出貢獻專家稱號”。被國家科委表彰為“全國科普工作者”。獲國務院特殊津貼。
??? 譚浩強教授創造了三個世界紀錄：（1）30年來他（以及和他人合作）共編著出版了160多本計算機著作，主編了400多本計算機書籍，是出版科技著作數量多的人。（2）他編著和主編的書發行量超過6000萬冊，是讀者多的科技作家。我國平均每21人、知識分子每1.2人就擁有一本譚浩強的書。（3）他和他人合著的《BASIC語言》發行1250多萬冊，他所著的《C程序設計》發行1250多萬冊，雙雙創造科技書籍發行量的高紀錄。他曾在中央電視臺主講了BASIC，FORTRAN，COBOL，Pascal，QBASIC，C，Visual Basic七種計算機語言，觀眾超過500萬人。
??? 譚浩強教授善于用讀者容易理解的方法和語言說明復雜的概念。許多人認為他開創了計算機書籍貼近大眾的新風，為我國的計算機普及事業作出重要的貢獻。21世紀初，被《計算機世界》報組織的“世紀評選”評為我國“20世紀有影響的十個IT人物”之一，被《電腦報》評為“我國十大IT人物”，他的功績是把千百萬群眾帶入計算機的大門。

本書是初學者學習C 程序設計的經典教材，榮獲全國高校出版社暢銷書一等獎，是發行逾1250萬冊《C程序設計（第四版）》的升級篇。本書作者深入調查了大學的程序設計課程的現狀和發展趨勢，參閱了國內外數十種有關C 的教材，認真分析了讀者在學習中的困難和認識規律，設計了讀者易于學習的教材體系，于2004年出版了《C 程序設計》一書。該書降低入門起點，不需要C語言的基礎，從零起點介紹程序設計和C 。廣大師生用后反映非常好，認為該書定位準確，概念清晰，深入淺出，取舍合理，以通俗易懂的語言對C 的許多難懂的概念作了透徹而通俗的說明，大大降低了初學者學習的困難，是初學者學習C 的一本好教材。根據教學實踐的需要，作者對該書進行了兩次修訂，現在出版的《C 程序設計（第3版）》，內容更加豐富，講解更加清晰，學習更加容易，依據ANSI?C 標準進行介紹，引導讀者從一開始就按C 的要求編程，而不是過多地遷就C語言的習慣。全書分為4篇：基本知識、基于過程的程序設計、基于對象的程序設計和面向對象的程序設計。本書沿襲了發行逾1250萬冊《C程序設計（第四版）》的寫作風格。全書內容全面，例題豐富，概念清晰，循序漸進，易于學習，即使沒有教師講授，讀者也能看懂本書的大部分內容。本書是學習C 程序設計的入門教材，可供各類專業學生使用，也可作為計算機培訓班的教材以及讀者自學參考。為了便于教學，本書有《C 程序設計題解與上機指導（第3版）》（ISBN:9787302408420）和《C 程序設計實踐指導》（ISBN：9787302110873）兩本配套教材，旨在幫助學生通過實踐掌握C 的編程方法。本書配有PPT教案、主輔教材配套源代碼，可到清華大學出版社官網下載。

從20世紀70年代末、80年代初開始，我國的高等院校開始面向各個專業的全體大學生開展計算機教育。面向非計算機專業學生的計算機基礎教育，牽涉的專業面廣、人數眾多，影響深遠，它將直接影響我國各行各業、各個領域中計算機應用的發展水平。這是一項意義重大而且大有可為的工作，應該引起各方面的充分重視。20多年來，全國高等院校計算機基礎教育研究會和全國高校從事計算機基礎教育的老師始終不渝地在這片未被開墾的土地上辛勤工作，深入探索，努力開拓，積累了豐富的經驗，初步形成了一套行之有效的課程體系和教學理念。20年來高等院校計算機基礎教育的發展經歷了3個階段：20世紀80年代是初創階段，帶有掃盲的性質，多數學校只開設一門入門課程；20世紀90年代是規范階段，在全國范圍內形成了按3個層次進行教學的課程體系，教學的廣度和深度都有所發展；進入21世紀，開始了深化提高的第3階段，需要在原有基礎上再上一個新臺階。在計算機基礎教育的新階段，要充分認識到計算機基礎教育面臨的挑戰。(1)?在世界范圍內信息技術以空前的速度迅猛發展，新的技術和新的方法層出不窮，要求高等院校計算機基礎教育必須跟上信息技術發展的潮流，大力更新教學內容，用信息技術的新成就武裝當今的大學生。(2)?我國國民經濟現在處于持續快速穩定發展階段，需要大力發展信息產業，加快經濟與社會信息化的進程，這就迫切需要大批既熟悉本領域業務，又能熟練使用計算機，并能將信息技術應用于本領域的新型專門人才。因此需要大力提高高校計算機基礎教育的水平，培養出數以百萬計的計算機應用人才。(3)?21世紀，信息技術教育在我國中小學中全面開展，計算機教育的起點從大學下移到中小學。水漲船高，這樣也為提高大學的計算機教育水平創造了十分有利的條件。迎接21世紀的挑戰，大力提高我國高等學校計算機基礎教育的水平，培養出符合信息時代要求的人才，已成為廣大計算機教育工作者的神圣使命和光榮職責。全國高等院校計算機基礎教育研究會和清華大學出版社于2002年聯合成立了“中國高等院校計算機基礎教育改革課題研究組”，集中了一批長期在高校計算機基礎教育領域從事教學和研究的專家、教授，經過深入調查研究，廣泛征求意見，反復討論修改，提出了高校計算機基礎教育改革思路和課程方案，并于2004年7月發布了《中國高等院校計算機基礎教育課程體系2004》（簡稱CFC?2004），由清華大學出版社出版。國內知名專家和從事計算機基礎教育工作的廣大教師一致認為CFC?2004提出了一個既體現先進性又切合實際的思路和解決方案，該研究成果具有開創性、針對性、前瞻性和可操作性，對發展我國高等院校的計算機基礎教育具有重要的指導作用。在此基礎上，根據計算機基礎教育的發展，全國高等院校計算機基礎教育研究會先后多次發布了CFC的新版本。為了實現CFC提出的要求，必須有一批與之配套的教材。教材是實現教育思想和教學要求的重要保證，是教學改革中的一項重要的基本建設。如果沒有好的教材，提高教學質量只是一句空話。要寫好一本教材是不容易的，不僅需要掌握有關的科學技術知識，而且要熟悉自己工作的對象、研究讀者的認識規律、善于組織教材內容、具有較好的文字功底，還需要學習一點教育學和心理學的知識等。一本好的計算機基礎教材應當具備以下5個要素：(1)?定位準確。要明確讀者對象，要有的放矢，不要不問對象，提筆就寫。(2)?內容先進。要能反映計算機科學技術的新成果、新趨勢。(3)?取舍合理。要做到“該有的有，不該有的沒有”，不要包羅萬象、貪多求全，不應把教材寫成手冊。(4)?體系得當。要針對非計算機專業學生的特點，精心設計教材體系，不僅使教材體現科學性和先進性，還要注意循序漸進、降低臺階、分散難點，使學生易于理解。(5)?風格鮮明。要用通俗易懂的方法和語言敘述復雜的概念。善于運用形象思維，深入淺出，引人入勝。為了推動各高校的教學，我們愿意與全國各地區、各學校的專家和老師共同奮斗，編寫和出版一批具有中國特色的、符合非計算機專業學生特點的、受廣大讀者歡迎的教材。為此，我們成立了“中國高等院校計算機基礎教育課程體系規劃教材”編審委員會，全面指導本套教材的編寫工作。這套教材具有以下幾個特點：(1)?全面體現CFC的思路和課程要求。可以說，本套教材是CFC的具體化。(2)?教材內容體現了信息技術發展的趨勢。由于信息技術發展迅速，教材需要不斷更新內容，推陳出新。本套教材力求反映信息技術領域中新的發展、新的應用。(3)?按照非計算機專業學生的特點構建課程內容和教材體系，強調面向應用，注重培養應用能力，針對多數學生的認知規律，盡量采用通俗易懂的方法說明復雜的概念，使學生易于學習。(4)?考慮到教學對象不同，本套教材包括了各方面所需要的教材(重點課程和一般課程；必修課和選修課；理論課和實踐課)?，供不同學校、不同專業的學生選用。(5)?本套教材的作者都有較高的學術造詣，有豐富的計算機基礎教育的經驗，在教材中體現了研究會所倡導的思路和風格，因而符合教學實踐，便于采用。本套教材統一規劃、分批組織、陸續出版，希望能得到各位專家、老師和讀者的指正，我們將根據計算機技術的發展和廣大師生的寶貴意見隨時修訂，使之不斷完善。??全國高等院校計算機基礎教育研究會榮譽會長“中國高等院校計算機基礎教育課程體系規劃教材”編審委員會主任20世紀90年代，我曾經寫過一本《C程序設計》（現已更新至第四版），由清華大學出版社出版。該書出版后，社會各界反映強烈，許多人說，C語言原來是比較難學的，自從《C程序設計》出版后，C語言變得不難學了。該書已先后重印200多次，累計發行1250多萬冊，創造了科技書籍的高紀錄，成為廣大初學者學習C語言的主要用書。這使我深受鼓舞和鞭策，感受到廣大讀者的殷切期望，看到了計算機教育工作者身上的重任。近年來，支持面向對象程序設計的C 語言迅速地在國內推廣，不少高校開設了C 課程，由于C 涉及概念很多，語法比較復雜，內容十分廣泛，不少人(尤其是非計算機專業的初學者)感到學習難度較大，難以入門。許多熱情的讀者希望我能在《C程序設計》的基礎上，再寫一本易于入門的《C 程序設計》教材，以幫助更多的初學者更順利地邁進C 的大門。我于2004年寫成了《C 程序設計》一書，由清華大學出版社正式出版。該書出版后，受到各高校的歡迎，許多師生認為該書定位準確，概念清晰，深入淺出，取舍合理，以通俗易懂的語言對C 許多難懂的概念作了透徹而通俗的說明，大大降低了初學者學習的困難程度，是一本初學者學習C 的好教材。根據教學的實踐，作者于2011年對該書進行了修訂，出版《C 程序設計(第2版)》，現在又在此基礎上修訂出版《C 程序設計(第3版)》，講解更加清晰，使學習更加容易。要寫好和教好C 程序設計，決不是一個純技術問題，需要綜合考慮多方面因素，作出合理的決策和安排。作者調查了我國大學的程序設計課程的現狀和發展趨勢，了解了國內外C 的教學和使用情況，認真分析了學習者在學習過程中遇到的困難，研究了初學者的認識規律，并且參閱了國內外數十種有關C 的教材，形成了以下幾點看法，并體現在本教材中。(1)?教材必須準確定位，要求恰當，合理取舍。寫書首先要弄清楚本書是為什么人寫的，他們學習C 的目的和要求是什么？應當學到什么程度？目前學習C 的包括以下三部分人:?①?當前需要用C 編寫面向對象程序的軟件開發人員。②?將來有可能成為軟件開發人員，需要熟練掌握面向對象程序設計的知識和C 語言工具，打好進一步發展基礎的人員，其中包括部分計算機專業的學生。③?希望初步學習面向對象程序設計的知識，了解用C 語言進行面向對象程序設計方法的人員。這部分人中的大多數將來并不是專業的軟件開發人員，不要求熟練掌握C 語言進行程序設計。應當說明:?本書的對象不是C 軟件開發專業人員，而是大學各專業(尤其是非計算機專業)的大學生，他們目前尚無程序設計的實際經驗，將來也不一定從事C 程序開發。他們對C 程序設計的學習是入門性、基礎性的，主要是初步了解軟件開發的方法，了解C 語言的特點，擴大知識面，以利于將來的工作。眾所周知，研發C 的初衷是為了解決大型軟件開發中遇到的問題，提高軟件的開發效率。只有參加過研制大型軟件的人才能真正體會到C 的優越性，并善于利用C 的獨特機制進行軟件開發。對多數大學生(尤其是非計算機專業的學生)在校期間初學C 程序設計的要求要恰當。主要是初步學習面向對象程序設計方法，能夠初步利用C 編寫簡單的程序，為以后(如果需要的話)進一步學習和應用打下初步的基礎。不可能設想，通過幾十個小時的學習，能使一個沒有程序設計基礎的人變成一個熟練的C 開發人員。應當有一個實事求是的分析和估計。因此，本書著力于使讀者對面向對象程序設計的概念有清晰的了解，對C 語言的全貌和使用方法有基本的認識，用容易理解的方法講清楚有關的基本概念和基本方法，而不去羅列C 語法中各種煩瑣的細節。否則將會使篇幅過大(常見國外的書厚達近千頁)，而且會使讀者感到枯燥無味，沖淡重點，主次不分。如果以后從事C 程序開發工作，應當在此基礎上再深入學習C 程序設計提高課程。(2)?需要選好學習C 的切入點。對于怎樣介紹C ，國內外的教材有多種模式。有的不介紹基于過程的程序設計，一開始就直接介紹類和對象，有的先介紹基于過程的程序設計，然后介紹面向對象的程序設計，各有特點。作者認為:?不應當把基于過程和面向對象的程序設計對立起來，任何程序設計都需要用到過程化的知識。作為一個程序設計人員，要掌握過程化的程序設計，也要掌握面向對象的程序設計。以前，人們通過C語言學習過程化程序設計，再通過C 學習面向對象的程序設計。其實，C 并不是純粹的面向對象的語言，它是一種混合語言。學習C 既可以編寫過程化的程序，也可以編寫面向對象的程序。實際上，C語言相當于C 的過程化部分。在參考和比較國內外多種教材的基礎上，作者確定了本書的結構。全書分為4部分:???第1部分介紹C 的基本知識和基本語法；第2部分介紹C 基于過程的程序設計；第3部分介紹C 基于對象的程序設計；第4部分介紹C 面向對象的程序設計。許多教師的實踐表明，以基于過程的程序設計作為切入點，從編寫簡單的程序開始，循序漸進，由基于過程到面向對象，逐步深入，比較符合讀者的認識規律，每一步的臺階都比較小，學習難度不大，讀者容易理解。這樣，人們既可以通過C語言學習基于過程的程序設計，也可以直接通過C 語言學習基于過程和面向對象的程序設計。因此，本書實際上是一本C/C 教材。(3)?設計合適的教材體系。C 程序設計涉及面向對象程序設計的理論、C 語言的語法以及算法3個方面的內容，其中每一方面都包含十分豐富的內容，都可以分別單獨成書。顯然在一本教材中深入、詳細地介紹以上3個方面的知識是不可能的，必須把它們有機地結合起來，綜合應用。不同的書對此采取不同的寫法，側重點有所不同，各有道理，也各有優缺點，適合于不同的讀者。需要在教學實踐中檢驗，取長補短，不斷完善。作者認為:?要進行C 程序設計，當然需要了解面向對象程序設計的有關概念，但是本課程畢竟不是一門面向對象程序設計的理論課程，在本書中不是抽象地介紹面向對象程序設計的理論，而是結合C 的使用自然而然地引出面向對象程序設計的有關概念，通過C 的編程過程理解面向對象程序設計方法。在介紹程序設計的過程中，介紹有關算法，引導讀者思考怎樣構造一個算法。要用C 編程序，基本的要求是正確掌握和運用C ，由于C 語法復雜，內容又多，如果對它缺乏系統了解，將難以真正應用，編出來的程序將會錯誤百出，編譯出錯，事倍功半。本書的做法是比較全面地介紹C 的主要特點和功能，引導讀者由簡而繁地學會編寫C 程序。有了C 編程的初步基礎后，再進一步提高。這樣的方法可能符合大多數學習者的情況。作者認為:?決不能使讀者陷于語法細節的汪洋大海之中。在教學中，對于C 的眾多功能和語法細節，在初學階段沒有必要全部細講，必須有所選擇，合理取舍，不應追求深而全。建議讀者對于語言的細節不必深究，更不必死記，知道怎么用即可。對有些細節，可以在以后編寫程序遇到問題時回過頭再查閱本書的介紹，這樣可以有效地降低當前學習的難度。?(4)?重要的是要建立清晰的概念。由于人們習慣于過程化的編程方法，在開始學習時往往對面向對象的原理和實現機制理解不深，本書把面向對象程序設計劃分為兩個有機聯系的階段——基于對象的程序設計和面向對象的程序設計。從類和對象開始逐步深入地引出面向對象程序設計的各個概念以及用C 實現的方法。凡引入一個新的概念，都作了通俗而透徹的講解，把來龍去脈交代清楚，講清楚“這是什么”,“為什么需要它”,?“怎樣使用它”，并舉例說明。使讀者建立起清晰的概念，知其然也知其所以然，而不是盲目地照葫蘆畫瓢。本書是入門性、基礎性的教材，任務是幫助讀者順利入門，打好基礎。有了好的基礎，以后根據需要再深入學習和實踐，是不困難的。(5)?努力化解難點，把復雜的問題簡單化。為了使學習C 更容易，作者在寫作過程花了很大的精力去考慮怎樣使讀者易于接受和理解。作者一貫認為，教材編著者應當與讀者換位思考，要站在讀者的立場上思考問題，幫助他們排除學習中的困難，要善于把復雜的問題簡單化，而不應把簡單的問題復雜化，要善于化解難點，深入淺出。一定不要難倒讀者，更不應嚇跑讀者。我們的任務是要使“難”變成“不難”，循序漸進地引導初學者進入C 的大門。在學習過程中不應被一大堆高深莫測的名詞術語嚇唬住，有些問題看起來很深奧，其實換一個角度解釋就很容易理解，甚至用一個通俗的例子就可以把問題說清楚。本書盡量用通俗易懂的方法和語言敘述復雜的概念，力求減少初學者學習C 的困難。為了便于讀者理解，本書在介紹編程例題時，一般采取以下步驟展開:?給出任務—解題思路—編寫程序—運行結果—程序分析—說明與注意。以幫助讀者清晰地掌握程序設計的思路與方法。本書便于自學，即使沒有老師講解，讀者也能看懂本書的大部分內容。這樣，老師教學時就可以不必完全按照教材的內容和順序詳細講解，而可以有選擇地重點講授，其余內容由學生自學。(6)?按照教學的特點組織教材。不應當把教材寫成手冊，教材的任務是用讀者容易理解的方法講清基本的概念和方法，而手冊的任務則是給出一個包羅萬象的備查資料。讀者在學習時應重點掌握基本的概念和方法，以后如果從事軟件開發，在遇到具體問題時，進一步學習或查閱一下手冊即可。本教材所舉的程序，是從教學的角度考慮的，是為了幫助讀者更好地理解和應用某一方面的教學內容而專門編寫的，并不一定是實際應用的程序。一個實際的C 程序需要考慮許多因素，綜合各部分知識，有許多注釋行，而且一般是多文件的程序，篇幅較長，往往不適合作為教學程序。教學程序對問題作了簡化，盡量壓縮不必要的語句，減少注釋行，篇幅一般不長，力求使讀者能讀懂程序。有些在專業人員看來很“幼稚”的程序，在學習者看來可能是一個很合適的教學程序。教材必須通俗易懂，使人能看懂。在初步掌握C 編程方法后，可以逐步使程序復雜些，長一些，更接近真實程序一些。考慮到教學的不同要求，我們提供了3個層次的程序實例:?(1)教材各章中的例題。這是基本的，對此作了比較詳細的分析介紹，讀者容易理解與掌握；?(2)教材各章所給出的習題。由于教材的篇幅有限，有些很好的例子無法在教材中列出，則將其作為習題，習題的難度比例題大一些，希望讀者在學習教材的基礎上自己完成。在本書的配套教材《C 程序設計題解與上機指導(第3版)》中提供了全部習題的參考解答。教師可以從中選擇一些習題作為例題講授。建議讀者除了完成教師指定的習題外，把習題解答中的程序全部看一遍，以更好地理解C 程序。(3)為了提供更豐富、更貼近實際的實例，在本書的另一本配套教材《C 程序設計實踐指導》中提供了一批C 應用程序。教師可以指定學生閱讀其中一些程序實例，也可選擇一些在課堂上講授。使學生擴大眼界，啟迪思路，豐富知識，增長能力。關于如何使用本教材:?(1)?學習本教材可以有兩個入口:?未學過C語言的讀者從第1章學起；已學過C語言的讀者可以從第8章學起。由于C 是從C語言發展而來的，它保留了C語言的大部分內容。本書第1～7章介紹的內容主要是C 從C語言繼承來的部分，因此，學過C語言的讀者可以跳過這幾章，而直接學習第8章。但好在學習第8章之前，簡單瀏覽一下前7章，以對C 與C的異同有所了解。尤其應看一下前7章中帶星號(*)的部分，它們是C 對C語言的發展，是C語言中沒有的。由于《C程序設計（第四版）》一書已比較成熟，讀者反映很容易看懂，因此本書前7章主要是根據《C程序設計（第四版）》一書進行改寫的。這樣，把C語言和C 很自然地銜接起來，無論學過C語言還是未學過C語言的讀者都會感到本教材容易入門，易于學習。(2)?本教材提供兩本配套參考書:??①?《C 程序設計題解與上機指導(第3版)》，譚浩強編著，清華大學出版社出版。除了提供教材各章中的全部習題解外，還介紹在兩種典型的環境下運行C 程序的方法，一種是Windows環境下的Visual?C ?2010，一種是GCC。GCC是自由軟件，可以在Windows環境或非Windows環境(如DOS,?UNIX,?Linux)下使用。此外，該書還給出上機實踐任務，指導學生完成課后上機實踐。②?《C 程序設計實踐指導》，譚浩強主編，陳清華、朱紅編著，清華大學出版社出版。書中精心選擇了五十多個不同類型、不同難度的C 程序。可以供學生進一步深入學習的參考，以提高編程能力。本書由譚浩強編著，薛淑斌和譚亦峰高級工程師參加了教學研討、大綱討論、收集材料、調試部分程序及部分編寫工作。全國高等院校計算機基礎教育研究會以及全國各高校老師幾年來對本書的編寫始終給予了熱情的支持，清華大學出版社對本書的出版十分重視，使本書在短時間內得以出版。對一切曾經鼓勵、支持和幫助過我的領導、組織、專家、朋友和讀者，在此謹表示真摯的謝意。本書肯定會有不妥甚至錯誤之處，誠盼專家和廣大讀者不吝指正。???2015年5月1日于清華園