大学计算机专业Ｃ与Ｃ＋＋程序设计语言开设探讨

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　　摘要：本文在比较分析了当前大学计算机专业C与C++程序设计语言的开设现状，以及C与C++语言异同的基础上，提出在大学计算机专业程序设计语言课程设置中直接开设C++的观点。并给出直接开设C++语言时的教学内容设置、教材选择参考和开设时间建议。
　　关键词：C语言；C++语言；程序设计
　　中图分类号：G642 文献标识码：B
　　文章编号：1672-5913(2007)14-0022-02
　　
　　1引言
　　
　　大学计算机科学专业的程序设计语言课程，一般分为必修和选修两种。C和C++都作为必修课；而VB和Java等一般作为选修课。现在大多数高校计算机科学专业开设程序设计语言课程的顺序都是，先开C语言，再开C++语言。然而，我们在教学实践中发现，学生学习C语言程序设计，接受了“自顶向下，逐步求精”的模块化程序设计思想，在学习C++语言时，对C++语言的特色：类和模板所提供和支持的“自底向上”的面向对象程序设计思想，很难适应、理解、接受和掌握。同时，由于课时的压缩，两门语言都要开设，学时更显不足，致使学生两门语言课程都没有充分的时间学通、学透；更有甚者，正常的教学内容不能完成，学生一知半解、似懂非懂，课程的难点知识没有时间讲和学。这种结果直接影响后续课程(比如，数据结构)的学习；同时学生动手开发软件的能力也将受到影响。
　　本文在分析比较C和C++程序设计语言异同的基础上，结合多年的教学实践经验，提出在大学计算机科学专业中，直接开设C++程序设计语言，不再开设C语言的观点。并根据作者的教学实践经验，给出直接开设C++时，教学内容、教材选择和开设时间的建议。
　　
　　2程序设计语言C与C++的比较
　　
　　2.1C与C++的共性
　　C++是C的增强版，是在C的基础上增加了数据抽象和面性对象的程序设计这些新特点，很自然C++拥有C语言的基本功能。它支持结构化的程序设计，任何用C写的程序都可以在C++环境下运行。
　　在C和C++语言中，标识符、变量、常量、基本数据类型、指针、表达式、运算符的优先级等的规定都相同。枚举类型和结构体类型的定义方法也相同。关系和逻辑运算、条件语句、循环语句这些控制流语句的定义和使用也都相同。C和C++中数组的定义和使用相同。函数的定义与调用基本相同，只是C++引入了引用参数。也正是由于引用参数的引入，使得C++的使用比C更方便。关于动、静态变量及其范围的规定在C和C++中相同。因此。可以说，C语言所拥有的功能，C++都有，而且也是C++的基本部分。但是，C++比C具有更强的功能，具有C所没有的特性――数据的抽象和支持面向对象的程序设计。同时，关于枚举变量，结构体变量的声明C++的语法约定更简洁方便。
　　2.2C与C++的不同
　　C与C++在程序设计的思想与规模、动态存储管理、文件使用、枚举和结构体类型、输入和输出，以及程序注释等方面存在差异。C++不仅具有C的所有功能，可以实现所有C语言所能实现的功能，而且C++的功能更强大，使用更简洁方便。因此，使用C语言设计程序所能解决的实际问题，使用C++语言设计程序也一定能够解决，而且实现起来更方便。
　　2.3C++的特色
　　C++最大的特色是提供了数据的抽象和实现数据抽象类型的机制――类，以及支持面向对象程序设计的封装、继承和多态等特性。由于类的出现，使得C++中的数据类型不再局限于系统所提供的固有类型，用户可以根据自己的实际需要设计创建新的数据类型。同时，由于类的使用，使得数据和操作被封装在具体的类中，实现了信息的隐藏。C++提供了两种构造新类的方法：继承和构成。这两种构造方法使得C++具有面向对象程序设计的特性。C++还提供了虚函数机制，这使得类的操作可以实现动态邦定。C++中的重载机制使得C++的使用更方便快捷和人性化。C++的模板使得C++具有多态特性。另外，C++的异常处理机制使得程序的调试变得容易和方便。还有C++的虚基类，使得它非常适合用来开发面向对象的程序。
　　C++中的引用类型，使得函数的参数可以采用引用参数，避免了C语言中函数参数的单向值传递所带来的弊端。而且使用起来非常方便。
　　C++还提供了作用域限定运算符(::)，该运算符可用于解决名称冲突。还可用于指定标识符的有效范围，如名称空间中标识符的使用。
　　标准C++还支持名称空间[3~5]，除了系统提供的标准名称空间std外，用户还可以定义自己的名称空间。名称空间的使用给程序设计带来了很大的方便。
　　C++的上述诸特色，显示了C++不仅能实现C程序设计语言所支持的结构化程序设计，而且还支持面向对象的程序设计。可以开发出更大更复杂的应用软件。
　　以上C与C++的比较可见，C++的基本部分与C语言基本相同，而且C++的语法相对于C语言的语法更简洁方便易使用。因此，C++完全可代替C来完成程序设计，完全可以在大学计算机科学专业的本科生中直接开设C++程序设计语言课程，而不用先开设C语言，再开C++。这样，可以将节省出一部分学时分给C++课程，使得C++的学时更充足些，学生也掌握地更好些。
　　
　　3程序设计语言C与C++开设建议
　　
　　通过以上的分析比较，可见在高校计算机科学专业程序设计语言课程的开设中，可以不用开设C程序设计语言，而直接开设C++语言程序设计。
　　C++的教学内容应该包括：基本知识部分：程序设计与问题解决概述；C++语法、语义以及程序开发过程；数值类型、表达式与输出；程序输入与软件设计过程；条件、逻辑表达式与选择控制；循环；函数；作用域和生命期；高级控制结构；固有数据类型和用户定义的简单数据类型。C++高级知识部分：结构体、数据抽象和类；数组；基于数组的表；面向对象的软件开发；指针、动态数据和引用类型；链结构；模板与异常；递归。
　　C++课程开设时间放在一年级第二学期比较适宜。因为学生在第一学期已经学习了一些关于计算机的入门知识，对计算机科学有了一定的了解，这时开设C++程序设计语言，学生接受起来比较自然。而且直接学习C++语言，没有别的计算机语言的影响，学习起来更易于接受。C++的课时建议为周学时4，以保证学生有足够的学习、吸收和消化知识的时间。另外，这个学期开设C++可为学生后续专业课程(如，数据结构)的学习做铺垫。更重要的是作为计算机科学专业的本科生，在当前的形势下掌握C++这一通用的编成语言，不仅为将来的发展奠定良好基础；也为今后参与社会竞争打下坚实基础。
　　以上观点的有效实施依赖于C++程序设计语言教材的选择。在选择教材时，必须选择适宜作为入门语言学习的C++教材。在此建议采用参考文献[3]中的教材――美国Jones and Bartlett Publishers出版的原版教材“Programming and Problem Solving with C++ (Third Edition/Fourth Edition)”。该教材知识讲述逻辑性强，内容安排循序渐进，讲解非常透彻清晰，是国内许多中文教材无法媲美的；而且没有任何先驱课程要求，学生学习起来很容易理解和接受，该教材是美国大学计算机及相关专业程序设计语言的入门教材，是美国最畅销的计算机科学教材，也是教育部推荐使用的计算机专业类影印版教材。作者在过去4年中使用该教材对计算机科学专业的学生讲授C++程序设计(双语教学)。4年以前作者曾多次讲授C语言程序设计。结合多年的教学实践，作者提出在大学计算机专业的程序设计语言课程设置中，直接开设C++程序设计语言的观点。关于教材的选择，也可选用其他一些翻译过来的国外优秀教材，如参参考文献[5]中的《C++大学教程》(第五版)，该书是针对一学期的课程设置的，英文版在国外也是作为计算机专业的大学一年级教材；或者考文献[4]中的《C++核心思想》。作者的经验是最好选用国外原版教材，而且以参考文献[3]为最好。
　　
　　参考文献：
　　[1] 谭浩强. C程序设计(第二版)[M]. 北京: 清华大学出版社, 1997.
　　[2] 龚杰民, 金益民, 殷勇. 标准C语言程序设计及应用[M]. 西安电子科技大学出版, 1995.
　　[3] Nell Dale, Chip Weems, Mark Heading. Programming and Problem Solving with C++(Third Edition)[M]. 美国: Jones and Bartlett Publishers, 2003.
　　[4] [美]Cay Horstmann著, 晏海华等译. C++核心思想(第三版)[M]. 北京: 电子工业出版社, 2004.
　　[5] [美]戴特尔等著, 张引等译. C++大学教程(第五版)[M]. 北京: 电子工业出版社. 2006.
　　
　　作者简介：谢娟英(1971-)，女，陕西西安人，副教授，主要从事智能信息处理方面的应用研究。
　　通信地址：陕西师范大学98# 邮编710062
　　Tel: 029-85307830(home)，13088965815
　　E-mail: xiejuany@snnu.edu.cn
　　资助项目：陕西师范大学“C++程序设计双语教学的研究与实践”评建项目(项目编号：992398)资助.

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