计算机科学与信息技术的飞速发展.docVIP

C++程序设计实用教程 第1章 绪论 PAGE 18 PAGE 19 第1章 绪 论 计算机科学与信息技术的飞速发展、日新月异，已极大地改变了我们的生活方式，使我们生活在一个以光速传递的时代。计算机的每一步发展几乎都在软件设计和程序设计语言中得到充分体现。随着软件开发规模的扩大和开发方式的变化，人们开始将程序设计语言作为一门科学来对待，程序设计方法和技术在各个时期的发展直接导致了一大批风格各异的程序设计语言的诞生，而C++语言正是在这种大环境下诞生的一个典型的面向对象的程序设计语言。 本章将分别介绍程序设计语言的发展、面向过程、面向对象程序设计的基本概念等几个方面的内容，着重讲述C++语言编程特点，包括C++语言与C语言的关系、C++语言的词法规则和C++语言程序的实现等，特别是有关面向对象的概念，包括什么是面向对象、面向对象语言的特点、面向对象和面向过程的区别等。通过对面向对象概念的学习和理解，将会进一步了解C++语言的特点及其用处。 1.1 程序设计语言的发展 所谓软件开发就是对给定问题求解的过程。软件开发者将通过人的思维对该问题域客观存在的事物，以及对所要解决的问题产生正确的认识和理解，包括弄清事物的属性、行为及其彼此之间的关系并找出解决问题的方法。所以开发人员对问题域的认识是人类的一种思维活动。尤其是在软件开发过程中，要求人们对问题域的理解，要比日常生活中对它的理解更深刻、更准确。 用一种语言把人们对问题域中事物的认识、对问题及其解决方法的认识描述出来，而最终的描述必须使用一种能够被计算机识别的语言，即编程语言。 最基本的计算机语言是机器语言，机器语言就是使用二进制位来表示程序指令。虽然绝大多数计算机完成的功能基本相近，不同计算机的设计者也都可能会采用不同的二进制代码集来表示程序指令。所以不同的计算机使用的计算机语言并不一定相同。但有一点是相同的，那就是现代计算机都是以二进制代码的形式来存储和处理数据的。 在早期的计算机应用中，实现的程序都是用机器语言编写的。为了实现应用程序的编写，程序员需要记住各种操作的机器语言指令。同时，为了存取数据，程序员还必须记住所有数据在内存中的存储地址。因此，这种需要记住大量的编码指令来编写程序的方法不仅难以实现，而且非常容易出错。直接使用机器语言来编写程序是一种相当复杂的手工劳动，它要求使用者熟悉计算机的有关细节，一般的工程技术人员难以掌握。 汇编语言的出现简化了编程人员的工作。汇编语言的主要特征是可以用助记符来表示每一条机器指令。由于汇编语言比机器语言容易记忆，编程效率就比机器语言前进了一大步，但汇编语言程序的大部分语句还是和机器指令一一对应的，与机器的相关性仍然很强。 用汇编语言编好的程序还需要由相应的翻译程序，将其翻译成计算机可执行的机器语言程序。用程序设计语言写成的程序称为源程序，这种源程序可以在具有该种语言编译系统的不同计算机上使用。源程序必须翻译成机器语言才能执行，逐条翻译并执行的翻译程序称为解释程序，而将源程序一次翻译成目标程序然后再执行的翻译程序称为编译程序，例如BASIC语言就有解释程序和编译程序两种，而FORTRAN、C和C++等都只有编译程序。 高级语言起始于20世纪50年代中期，因为它们更接近自然语言和数学语言，所以用它们编写的程序可读性强，交流起来也比较方便。最早问世的高级语言是FORTRAN，60年代初期，BASIC、COBOL、LISP和ALGOL相继出现。70年代以来，随着结构化程序设计思想的日益深入，使得这段时期问世的几种程序设计语言的控制结构大为简化，比较有代表性的有PASCAL和C语言等，它们均属于面向过程的程序设计语言。从60年代起，ALGOL、PL/1与SNOBOL4逐渐消失。尽管PASCAL语言的许多结构用在Ada语言中，但在70年代早期它已度过了鼎盛时期，逐渐成为教学用语言。目前仍在使用的较老的语言都经历了阶段性的修改以便反映来自其他计算机领域的明显影响。例如FORTRAN 90和Ada 95。LISP更新为Scherne LISP，以后又改为Common LISP。这些语言又称为面向过程的语言。较新的语言如Delphi是从PASCAL、C++是从C演化而来的混合型面向对象语言。 面向对象语言是比面向过程语言更高级的一种高级语言。面向对象语言的出现改变了编程者的思维方式，使设计程序的出发点由着眼于问题域中的过程转向着眼于问题域中的对象及其相互关系。这种转变更加符合人们对客观事物的认识，因此，面向对象语言更接近于自然语言，是人们对于客观事物更高层次的抽象。 1.2 计算机求解问题的过程 在搞清楚机器语言和高级语言的基本概念之后，如何按照某种高级语言规则来编写程序解决实际应用问题，在计算机上又如何运行用高级语言编写的程序等，是每