面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱

1、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱課程總學(xué)時：64 學(xué)分：4 實(shí)驗(yàn)學(xué)時：16 實(shí)驗(yàn)個數(shù)： 6個 實(shí)驗(yàn)學(xué)分：1分課程性質(zhì)：專業(yè)必修課 適用專業(yè)：計(jì)算機(jī)類專業(yè)教材及參考書：C+語言程序設(shè)計(jì)（第四版），鄭莉、董淵編著，北京：清華大學(xué)出版社，2011大綱執(zhí)筆人：楊軍 大綱審定人：一、實(shí)驗(yàn)課的性質(zhì)與任務(wù)本課程實(shí)驗(yàn)大綱是面向計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生開設(shè)的C+程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課計(jì)劃指導(dǎo)大綱，是依據(jù)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程教學(xué)計(jì)劃指導(dǎo)大綱編制。本課程主要講述了利用C+進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的思想和方法，既有面向過程和面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)的理論知識，又包括極強(qiáng)的實(shí)踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)。本實(shí)驗(yàn)大綱力求結(jié)合該課程教學(xué)計(jì)劃大綱的相應(yīng)內(nèi)容，由淺入深的指導(dǎo)學(xué)生

2、了解和掌握如何利用C+程序設(shè)計(jì)語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，提高學(xué)生的動手能力，做到理論和實(shí)踐相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生理解，分析程序，編寫，調(diào)試程序的能力，使之能把程序設(shè)計(jì)應(yīng)用到今后的專業(yè)學(xué)習(xí)中。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求1實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握面向過程的程序設(shè)計(jì)思想和編程思路，初步掌握面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)思想，學(xué)會調(diào)試程序，能獨(dú)立編寫實(shí)用的小型程序。2實(shí)驗(yàn)要求(1) 學(xué)生應(yīng)該自始至終貫徹課程中所介紹的程序設(shè)計(jì)風(fēng)格,養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣；(2) 應(yīng)獨(dú)立完成所布置習(xí)題。為保證盡量在統(tǒng)一安排的上機(jī)時間內(nèi)編譯運(yùn)行通過程序，學(xué)生應(yīng)事先設(shè)計(jì)好程序。三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及內(nèi)容提要面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程 （）序號實(shí)驗(yàn)編號實(shí)驗(yàn)名稱學(xué)

3、時必做選做學(xué)分?jǐn)?shù)實(shí)驗(yàn)類型內(nèi)容提要 基本操作驗(yàn)證綜合設(shè)計(jì)11類與對象4函數(shù)重載,類的設(shè)計(jì)與使用22C+程序的結(jié)構(gòu)2作用域與生存期，靜態(tài)成員33數(shù)組、指針與字符串4三種常見編程元素的使用44繼承與派生2派生類的設(shè)計(jì)與使用55多態(tài)性2運(yùn)算符重載、動態(tài)多態(tài)66模板和文件2模板，異常處理機(jī)制的設(shè)計(jì)四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排：實(shí)驗(yàn)一 類與對象（ 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn) 4學(xué)時）1. 目的要求：1) 掌握類的定義和使用；掌握類對象的聲明；練習(xí)具有不同訪問屬性的成員的訪問方式；觀察構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)的執(zhí)行過程；2) 學(xué)習(xí)類組合使用方法；3) 使用VC+的debug調(diào)試功能觀察程序流程，跟蹤觀察類的構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)、成員函數(shù)的執(zhí)行

4、順序。2. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1) 編寫重載函數(shù)Max1可分別求取兩個整數(shù)，三個整數(shù)，兩個雙精度數(shù)，三個雙精度數(shù)的最大值。2) 寫一個函數(shù)，具有一個引用作為形參參數(shù)，在函數(shù)中改變引用變量的值，觀察實(shí)參變量的變化。3) 定義一個CPU類，包含等級（Rank）、頻率（frequency）、電壓(voltage)等屬性，有兩個公有成員函數(shù)run、stop。其中，rank為枚舉類型CPU_Rank,定義為enum CPU_RankP1=1,P2,P3,P4,P5,P6,P7,frequency為單位是MHz的整型數(shù)，voltage為浮點(diǎn)型的電壓值。觀察構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)的調(diào)用順序。4) 定義一個簡單的Comp

5、uter類，有數(shù)據(jù)成員芯片(cpu)、內(nèi)存(ram)、光驅(qū)(cdrom)等等，有兩個公有成員函數(shù)run、stop。cpu為CPU類的一個對象，ram為RAM類的一個對象，cdrom為CDROM類的一個對象，定義并實(shí)現(xiàn)這個類，為以上的類編寫構(gòu)造和析構(gòu)函數(shù)，觀察組合類和內(nèi)嵌類的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)的調(diào)用順序。5) 為題目2）的類編寫復(fù)制構(gòu)造函數(shù)，在主函數(shù)中利用復(fù)制構(gòu)造的方式創(chuàng)建新的對象，觀察對象的狀態(tài)。6) 思考并回答以下概念：函數(shù)重載，引用，類，對象，數(shù)據(jù)成員，函數(shù)成員，訪問屬性，構(gòu)造函數(shù)，析構(gòu)函數(shù)，類的組合，內(nèi)嵌對象，初始化列表，復(fù)制構(gòu)造函數(shù)。3. 主要儀器設(shè)備及軟件：PC+Windows 20

6、00+VC 6.0實(shí)驗(yàn)二 C+程序的結(jié)構(gòu)（ 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn) 2學(xué)時）1. 目的要求： 1) 觀察程序運(yùn)行中變量的作用域、生存期和可見性；2) 學(xué)習(xí)類的靜態(tài)成員的使用；3) 學(xué)習(xí)多文件結(jié)構(gòu)在C+程序中的使用。2. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1) 實(shí)現(xiàn)客戶機(jī)(CLIENT)類。定義字符型靜態(tài)數(shù)據(jù)成員ServerName，保存其服務(wù)器名稱；整型靜態(tài)數(shù)據(jù)成員ClientNum，記錄已定義的客戶數(shù)量；定義靜態(tài)函數(shù)ChangeServerName()改變服務(wù)器名稱。2) 利用多文件結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)題目1），在頭文件client.h中定義類，在文件client.cpp中實(shí)現(xiàn)該類，在文件test.cpp 中測試這個類，觀察相應(yīng)的成員變量

7、取值的變化情況，要求ClientNum能夠?qū)崟r記錄客戶機(jī)對象的數(shù)量。3) 思考并回答以下概念： 類的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員，類的靜態(tài)函數(shù)成員，多文件結(jié)構(gòu)，文件包含。3. 主要儀器設(shè)備及軟件：Windows 2000+VC 6.0實(shí)驗(yàn)三 數(shù)組、指針與字符串實(shí)驗(yàn)（設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn) 4學(xué)時）1. 目的要求：1) 學(xué)習(xí)使用數(shù)組；學(xué)習(xí)字符串?dāng)?shù)據(jù)的組織和處理；學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)C+庫的使用；2) 掌握指針的使用方法；練習(xí)通過debug觀察指針的內(nèi)容及其所指的對象的內(nèi)容；練習(xí)通過動態(tài)內(nèi)存分配實(shí)現(xiàn)動態(tài)數(shù)組，并體會指針在其中的作用；3) 分別使用字符數(shù)組和標(biāo)準(zhǔn)C+庫練習(xí)處理字符串的方法。2. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1) 編寫一個類用于處理33矩陣轉(zhuǎn)

8、置，測試轉(zhuǎn)置的效果，輸出轉(zhuǎn)置前后的矩陣。2) 定義一個具有構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)的類，如實(shí)驗(yàn)一的CPU類，定義一個CPU的對象數(shù)組，觀察構(gòu)造函數(shù)的析構(gòu)函數(shù)的調(diào)用過程。3) 利用動態(tài)內(nèi)存分配的方式重新完成題目2）。4) 使用系統(tǒng)提供的string類定義字符串對象并初始化，實(shí)現(xiàn)從原始字符串中提取一個子串。5) 選做：定義一個Point（二維點(diǎn)類）的對象數(shù)組，利用該數(shù)組實(shí)現(xiàn)直線的線性擬合。6) 選做：定義一個動態(tài)數(shù)組類。7) 思考并回答：數(shù)組，指針，對象數(shù)組，動態(tài)內(nèi)存分配，默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)類庫，字符串類 string，線性擬合。3. 主要儀器設(shè)備及軟件：Windows 2000+VC 6.0實(shí)驗(yàn)四 繼

9、承與派生（設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn) 2學(xué)時）1. 目的要求：1) 學(xué)習(xí)定義和使用類的繼承關(guān)系，定義派生類；熟悉不同繼承方式下對基類成員的訪問控制；2) 學(xué)習(xí)利用虛基類解決二義性問題。2. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1) 定義一個基類Animal，有私有整型成員變量age，構(gòu)造其派生類dog，在其成員函數(shù)SetAge(int n)中直接給age賦值，看看會有什么問題，把 age改為公有成員變量，還會有問題嗎？編程試試看。2) 定義一個基類BaseClass,有整型成員變量Number，構(gòu)造其派生類DerivedClass,定義該派生類的對象,觀察構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)的執(zhí)行情況。3) 定義一個車（vehicle）基類，具有Max

10、Speed、Weight等成員變量，Run、Stop等成員函數(shù)，由此派生出自行車（bicycle）類，汽車（motorcar）類。自行車（bicycle）類有高度（Height）等屬性，汽車（motorcycle）類有座位數(shù)（SeatNum）等屬性。從bicycle和motorcycle派生出摩托車(Motorcar)類，在繼承過程中，注意把vehicle設(shè)置為虛基類。如果不把vehicle 設(shè)置為虛基類，會有什么問？編程實(shí)驗(yàn)及分析原因。4) 思考并回答：繼承，派生，子類對基類成員的訪問權(quán)限，繼承方式，繼承時的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)的調(diào)用順序，虛基類3. 主要儀器設(shè)備及軟件：PC+Windows

11、2000+VC 6.0實(shí)驗(yàn)五 多態(tài)和運(yùn)算符重載（ 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn) 2學(xué)時）1. 目的要求：掌握運(yùn)算符重載的方法；學(xué)習(xí)使用虛函數(shù)實(shí)現(xiàn)動態(tài)多態(tài)性。2. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1) 定義Point類，有坐標(biāo)x,y兩個私有成員變量;對Point類重載“+”（相加）、“-”（相減）和“=”（相等）運(yùn)算符，實(shí)現(xiàn)對坐標(biāo)的改變，要求用友元函數(shù)和成員函數(shù)兩種方法實(shí)現(xiàn)。對Point類重載運(yùn)算符，以使得代碼 Point p; coutpendl;可以輸出該點(diǎn)對象的坐標(biāo)。2) 定義一個車(vehicle)基類，有虛函數(shù)Run、Stop等成員函數(shù)，由此派生出自行車（bicycle）類、汽車（motorcar）類，它們都有Run、Sto

12、p等成員函數(shù)。在主函數(shù)中用不同的方法調(diào)用Run、Stop成員函數(shù)，觀察這些函數(shù)的執(zhí)行結(jié)果，思考如何實(shí)現(xiàn)動態(tài)多態(tài)性，如果Run、Stop沒有被定義為虛函數(shù)，執(zhí)行結(jié)果會怎樣，把結(jié)果和分析寫入實(shí)驗(yàn)報告。3) 選做，利用類完成求函數(shù)的積分（參考教材）。4) 思考并回答：多態(tài)，實(shí)現(xiàn)多態(tài)性的方法，虛函數(shù)，運(yùn)算符重載，前+，后+，實(shí)現(xiàn)運(yùn)算符重載的方式。3. 主要儀器設(shè)備及軟件：PC+Windows 2000+VC 6.0實(shí)驗(yàn)六 模板和文件（設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn) 2學(xué)時）1. 目的要求：1) 理解模板的作用和語法。2) 學(xué)習(xí)掌握C+文件處理類的基本用法。2. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1) 使用函數(shù)模板實(shí)現(xiàn)一個求3個數(shù)最大值的函數(shù)，并

13、完成測試。2) 編寫程序，用二進(jìn)制方式打開指定的一個文件，在每一行前加行號。3) 選做，練習(xí)使用STL中的vector模板類。4) 選做，定義一個異常類CException,有成員函數(shù)Reason(),用來顯示異常的類型。在子函數(shù)中觸發(fā)異常，在主程序中處理異常，觀察程序的執(zhí)行過程。5) 思考并回答：模板，函數(shù)模板，類模板，文件，文件讀寫，文件流類，文件操作方式，文件存儲方式； STL，容器，異常處理。3. 主要儀器設(shè)備及軟件：PC+Windows 2000+VC 6.0 五 實(shí)驗(yàn)報告的格式（本部分要求各學(xué)院設(shè)計(jì)成表格作為教學(xué)大綱附件）實(shí)驗(yàn)完畢，應(yīng)用專門的實(shí)驗(yàn)報告本，根據(jù)預(yù)習(xí)和實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象及數(shù)據(jù)

14、記錄等，及時而認(rèn)真地寫出實(shí)驗(yàn)報告。實(shí)驗(yàn)報告一般包括以下內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)（序號） 實(shí)驗(yàn)名稱（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模ǘ﹥x器工具及材料 列出實(shí)驗(yàn)中所使用的主要儀器工具及材料。（三）內(nèi)容及程序 應(yīng)簡明扼要地寫出實(shí)驗(yàn)步驟流程。（四）結(jié)果及分析 應(yīng)用文字、表格、圖形等形式將數(shù)據(jù)表示出來。根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和誤差處理。（五）問題討論 結(jié)合有關(guān)理論對實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象、產(chǎn)生的誤差等進(jìn)行討論和分析，以提高自己的分析問題、解決問題的能力，并提出應(yīng)注意的事項(xiàng)，也為以后的科學(xué)研究打下一定的基礎(chǔ)。六、考核方式、方法及實(shí)驗(yàn)成績評定方法1、考核方式、方法：面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課成績占面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)總成績的20%，即共20分?？己朔?/p>

15、法為采用實(shí)驗(yàn)課隨堂檢查學(xué)生完成情況及現(xiàn)場提問讓學(xué)生回答，根據(jù)學(xué)生完成情況及答辯情況給分次給出平時成績，共15分。學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)后應(yīng)將自己的實(shí)驗(yàn)過程，結(jié)果，經(jīng)驗(yàn)寫入實(shí)驗(yàn)報告并提交實(shí)驗(yàn)報告，實(shí)驗(yàn)報告成績占5分，根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)報告的書寫質(zhì)量打出。2、實(shí)驗(yàn)成績評定方法： 評定各級成績時，可參考以下標(biāo)準(zhǔn)：（一）優(yōu)秀（很好）18-20能正確理解實(shí)驗(yàn)的目的要求，能獨(dú)立、順利而正確地完成各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作，會分析和處理實(shí)驗(yàn)中遇到的問題，能掌握所學(xué)的各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)技能，能較好地完成實(shí)驗(yàn)報告及其它各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)作業(yè)，有一定創(chuàng)造精神和能力。有良好的實(shí)驗(yàn)工作作風(fēng)和習(xí)慣。（二）良好（較好）15-17能理解實(shí)驗(yàn)的目的和要求，能認(rèn)真而正確地完

16、成各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作，能分析和處理實(shí)驗(yàn)中遇到的一些問題。能掌握所學(xué)實(shí)驗(yàn)技能的絕大部分，對難點(diǎn)較大的操作完成有困難。能一般完成實(shí)驗(yàn)報告和其它實(shí)驗(yàn)作業(yè)。有較好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和工作作風(fēng)。（三）中等（一般）12-14能粗淺理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?，能認(rèn)真努力進(jìn)行各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作，但技巧較差。能分析和處理實(shí)驗(yàn)中一些較容易的問題，掌握實(shí)驗(yàn)技能的大部分。有30%掌握得不好。能一般完成各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)作業(yè)和報告。處理問題缺乏條理。工作作風(fēng)較好。能認(rèn)真遵守各項(xiàng)規(guī)章制度。學(xué)習(xí)努力。（四）及格（較差）10-12只能機(jī)械地了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，能一般性地按實(shí)驗(yàn)步驟完成實(shí)驗(yàn)操作，能完成60%所學(xué)的實(shí)驗(yàn)技能，有些雖作但不準(zhǔn)確。遇到問題常常缺乏解決的辦法，在別人啟發(fā)下能作些簡單處理，但效果不理想。能一般完成實(shí)驗(yàn)報告，能認(rèn)真遵守實(shí)驗(yàn)室各項(xiàng)規(guī)章制度，工作中有小的習(xí)慣性毛?。ㄈ绻ぷ鳠o計(jì)劃，處理問題缺乏條理）。（五）不及格（很差）0-9盲目地操作，只掌握50%的所學(xué)實(shí)驗(yàn)技能。有些實(shí)驗(yàn)雖能作，但一般效