"《现代程序设计——C++与数据结构面向对象的方法与实现》是由沈晴霓、聂青、苏京霞编著的一本教材,主要面向C++编程和数据结构的学习,强调面向对象的编程思想。该书通过C++语言讲解了数据结构的基本概念,包括线性表、数组、串、堆栈、队列、树和图等,并探讨了不同数据结构的存储方法、算法及其应用。此外,书中还结合实际问题,如迷宫问题、图的着色问题和货郎担问题,来展示算法设计和实现。全书分为三大部分,分别涵盖C++基础、数据结构的C++实现和面向对象的程序设计实践。"
在深入讨论这个主题之前,我们先来理解一下标题和描述中的关键知识点:
1. **面向对象编程**:这是一种编程范式,它基于“对象”的概念,允许将数据和操作数据的方法封装在一起,提高了代码的复用性和可维护性。C++是一种支持面向对象编程的语言,提供了类、对象、封装、继承和多态等特性。
2. **C++语言**:C++是C语言的扩展,增加了类、模板、异常处理等面向对象特性,同时保留了C语言的低级控制能力,使其成为一种通用且高效的编程语言。
3. **数据结构**:这是计算机科学中的一个重要概念,指的是数据的组织方式。常见的数据结构有数组、链表、树、图等,它们提供了不同的访问和操作数据的效率。
4. **抽象数据类型**:这是数据结构的一种高级形式,它定义了数据的逻辑结构以及对这些数据的操作,但不涉及具体的实现细节。
5. **C++抽象类**:在C++中,抽象类是一种不能被实例化的类,通常包含一个或多个纯虚函数,用于提供接口,供其他类继承和实现。
书中详细介绍了如何使用C++来实现各种数据结构,例如:
- **线性表**:包括动态数组和链表,提供了插入、删除、查找等基本操作。
- **数组**:是固定大小的元素集合,可以是一维或多维,适合快速访问元素。
- **串**:是字符的线性序列,C++中通常用字符串类`std::string`来表示。
- **堆栈和队列**:这两种都是线性结构的特例,堆栈遵循“后进先出”原则,队列则是“先进先出”。
- **树**:包括二叉树、平衡树(如AVL树、红黑树)等,常用于搜索和排序问题。
- **图**:由顶点和边构成,用于表示复杂的关系,例如网络路由、社交网络等。
在面向对象的程序设计部分,作者讨论了如何利用C++的类和对象来构建复杂的软件系统,强调了类的设计、继承和多态的运用。这部分内容有助于读者理解和创建高效、可扩展的软件架构。
此外,书中提供的实例如迷宫问题、图的着色问题和货郎担问题,都是经典的算法问题,通过这些实例,读者可以更好地掌握如何将数据结构和算法应用于实际问题的解决。
这本书对于学习C++和数据结构的初学者或有一定基础的程序员来说,是一份宝贵的资料,它不仅教授了理论知识,还提供了实践指导,有助于提升编程能力和问题解决能力。无论是作为大学教材还是自学参考资料,都非常合适。