《C++程序设计及项目实践实验》课程教学大纲

《C++程序设计及项目实践实验》教学大纲一、课程基本信息课程代码课程名称C++程序设计及项目实践实验开课学期1学分1.5学时54课程类別必修适用专业开课对象软件工程/大一先修课程无开课单位软件工程系大纲执笔人李小斌大纲审核人祝义二、课程性质、课程目标、毕业要求和课程思政（一）课程性质本实验课程为非独立设课，是《C++程序设计及项目实践》课程教学的重要组成部分，是对学生的一种全面综合训练，是与课堂讲授、自学和练习相辅相成的必不可少的一个教学环节。通过本实验课程的教学，使学生掌握程序设计的基本思想、C++语言的基本语法及编程思想，培养学生编写程序及调试程序的能力，及在一定层面上培养学生的综合程序设计能力。（二）课程目标目标1：能够针对具体应用问题，在多种可选程序设计方案中，根据问题的约束条件，分析各种方案在程序结构、运行效率上的利弊，选择恰当的处理方法。目标2：掌握数据描述、赋值语句与输入/输出、选择结构程序设计、循环结构程序设计、数组、函数、指针、结构体链表、文件等基本程序设计基础知识。掌握面向对象程序设计基础、类的基础部分、文件、类的高级部分、继承多态虚函数、模板等基本面向对象程序设计基础知识。（三）支撑毕业要求的指标点3.1掌握设计/开发软件工程领域复杂工程问题解决方案的基本方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素。5.2能够选择和使用常用软件开发语言、开发环境和开发框架，理解其局限性，并对复杂软件工程问题进行分析、计算与设计。（四）课程目标与毕业要求指标点对应的矩阵关系课程目标与毕业要求指标点对应的矩阵关系见表1。表1课程目标与毕业要求指标点对应的矩阵关系培养目标毕业要求指标点课程目标1课程目标2指标点3.1√指标点5.2√（五）课程思政本课程中的课程思政从程序设计理论和程序设计实践两方面可以体现科学精神和大国工匠精神。科学精神在程序设计理论学习中，体现科学精神的地方包括以下几个方面：(1)系统性：程序应该具有清晰的结构，模块化和高内聚低耦合的特点，方便维护和拓展。(2)可靠性：程序设计具有较强的错误处理能力，避免出现漏洞和意外的错误。(3)效率性：程序设计应优化算法和数据结构，减少计算和存储的时间和空间开销。(4)简洁性：程序设计具有简洁性，避免冗余和复杂的代码结构。(5)可扩展性：程序能够方便地进行功能扩展和修改。应遵循开放封闭原则，设计可插拔的模块和接口，方便程序的后续维护和拓展。科学精神要求C++程序设计要符合科学方法的原则，以实证为基础，注重整体规划和细节处理，追求高效、简洁、可靠和可扩展的设计。大国工匠精神在程序设计实践中，体现大国工匠精神的地方包括以下几个方面：(1)严谨的态度：对细节的追求和严谨的态度。程序设计要注重代码的规范性和一致性，遵循良好的编码风格，保证代码的可读性和可维护性。(2)高质量的代码：不断追求卓越和完美的品质。程序设计要编写高质量的代码，包括正确性、可靠性、可扩展性和高效性，保证程序的稳定性和性能。(3)高效的算法和数据结构：不断挑战自我，追求创新和优化。程序设计要选择和设计高效的算法和数据结构，以减少计算和存储的时间和空间开销，提高程序的执行效率。(4)持续学习和自我提升：持续学习和追求技术的不断进步。程序设计要求跟踪和学习最新的技术趋势和最佳实践，不断提升自己的编程技能和解决问题的能力。大国工匠精神体现在对细节的严谨追求、高质量代码的编写、优化的算法和数据结构的选择及持续学习和自我提升的态度。三、教学内容纲要（一）教学要求与主要教学内容实验1C++环境操作及简单程序编写了解和使用C++集成开发环境；熟悉C++环境的基本命令和功能键；熟悉常用的功能菜单命令；学习使用C++环境的帮助；学习完整的C++程序开发过程；理解简单的C++程序结构；掌握C++程序设计基础相关知识；掌握cout输出数据方式的使用。实验2简单数据类型及运算实验掌握和理解简单数据类型（整型、实型、字符型）、运算、表达式；利用基本数据类型，编写简单C++程序；掌握cin输入数据的使用。实验3顺序结构实验理解并掌握程序顺序结构；掌握复杂计算过程的程序；初步学习调试方法；包括cin、计算、cout等完整部分的程序的编写。实验4选择结构实验理解并掌握程序的if-else分支结构；理解并掌握程序嵌套的if-else结构；理解并掌握程序的switch结构。实验5循环结构实验理解并掌握程序的循环结构（for语句、while语句、do-while语句）；掌握循环语句的嵌套形式；学习循环控制语句break，continue的使用方法。实验6函数实验掌握函数声明、定义和使用的方法；掌握函数递归调用的方法;掌握函数重载、函数模板、参数默认值等的使用方法。实验7数组实验掌握一维数组和二维数组定义的规则；掌握数组初始化方法及数组元素的引用；熟练掌握一维数组和二维数组的使用；掌握字符数组与字符串的关系以及字符串变量的表示；熟练字符串处理函数的应用。实验8结构体实验掌握结构的概念和结构类型的定义；掌握结构变量的定义和初始化；掌握结构体类型的概念和应用；掌握结构成员的访问、结构赋值的含义以及结构与指针、函数的关系。实验9指针实验熟练掌握指针、地址、指针类型、void指针、空指针概念；熟练掌握指针变量的定义和初始化、指针的间接访问、指针的加减运算和指针表达式；掌握数组的指针和指向数组的指针变量;掌握字符串的指针和指向字符串的指针变量;学会使用指向函数的指针变量；学会使用指针数组与多级指针；掌握简单链表的基本操作。实验10类和对象实验掌握类的概念、类的定义格式、类与结构的关系、类的成员属性和类的封装性；掌握类对象的定义；理解类的成员的访问控制的含义，公有、私有和保护成员的区别；掌握构造函数和析构函数的含义与作用、定义方式和实现，能够根据要求正确定义和重载构造函数。能够根据给定的要求定义类并实现类的成员函数。实验11继承实验掌握继承的含义，掌握派生类的定义方法和实现；掌握继承下基类成员对派生类成员和派生类对象的可见性，能正确地访问继承层次中的各种类成员；掌握友元函数的含义，友元函数和成员函数的区别。实验12多态性实验掌握虚函数在类的继承层次中的作用；掌握纯虚函数的使用。实验13运算符重载实验掌握运算符重载的概念；掌握友元函数重载及成员函数重载运算符的方法；掌握输入输出相关运算符重载方法。实验14文件实验了解文件系统的概念，包括文件指针和关于文件的操作；掌握文件类的定义和相关操作的定义、使用方法；掌握利用常用函数进行文件的打开、关闭、读写、定位等操作。实验15C++进阶实验掌握string类的使用；掌握匿名函数的使用；掌握正则表达式的使用等。实验16标准模板库(STL)实验掌握标准模板库中的各种容器，如数组array、向量vector、双端队列deque、双向链表list、集合Set、映照容器map、堆栈stack、队列queue等；掌握标准模板库中的各种算法。实验17项目实践拓展掌握C++基础综合项目；(可选)图形用户界面项目、数据库项目、网络通讯项目、游戏项目。四、课程考核方式本课程成绩采用百分制，细则及对应的课程目标见表2。表2课程评价规则评价要素考核环节分制考核细则备注实验教师课堂布置100课堂表现。包括课堂出勤情况、代码质量、运行效果。每次100分，最后合并到课程中考核成绩五、建议教材及参考资料1.教材[1]李小斌主编，《C++程序设计及项目实践》，清华大学出版社，20