programming abstractions in C++

《C++中的编程抽象》这一课程读物，由埃里克·S·罗伯茨（Eric S. Roberts）编写，经过多次修订与更新，旨在更好地适应行业需求与教学实践。该书初版基于C语言，随后由朱莉·泽尔斯基（Julie Zelenski）在2002-03年更新为C++版本，以配合斯坦福大学的CS106B和CS106X课程。随着时间的推移，课程结构的变化促使作者进行了全面的改写，目标是使此书不仅作为教程，还能作为参考手册。 ### C++编程抽象 C++作为一种高级编程语言，其强大之处在于它能够提供高度的抽象层次，允许程序员构建复杂的软件系统，同时保持代码的清晰与模块化。C++的抽象概念主要包括： 1. **类与对象**：C++支持面向对象编程（OOP），允许定义类来封装数据和行为，创建对象实例，并通过继承和多态性实现代码的重用和扩展。 2. **模板**：C++的模板特性允许编写泛型代码，即同一段代码可以处理不同类型的输入，极大地提高了代码的灵活性和复用性。 3. **异常处理**：C++提供了try-catch机制来处理运行时错误，使得程序能够在遇到问题时优雅地恢复或终止，增强了程序的健壮性和用户友好度。 4. **智能指针**：C++11引入了智能指针，如`std::unique_ptr`和`std::shared_ptr`，它们自动管理内存资源，避免了手动释放资源可能引发的内存泄漏和悬挂指针问题。 5. **标准模板库（STL）**：C++的STL提供了一组高效的数据结构（如向量、列表、队列）和算法，极大地简化了复杂数据操作的编程工作。 ### 教学与实践 在斯坦福大学的CS106B和CS106X课程中，C++编程抽象的教学经历了从理论到实践的转变。课程设计强调实际编程经验，通过项目和实验，学生能够深入理解C++的高级特性，并将其应用于解决实际问题中。 ### 社区贡献与未来展望 罗伯茨教授及其团队对C++教学材料的持续改进，体现了对教育质量的承诺。书中包含了来自多年教学实践的反馈和建议，以及对课程领导和学生贡献的认可。随着修订工作的进行，这本书有望成为全球范围内教授C++编程抽象的标准教材之一。 总结而言，《C++中的编程抽象》不仅是一本技术书籍，更是斯坦福大学及广大教育工作者对计算机科学教育热情与创新的见证。通过对C++高级特性的深入讲解，该书旨在培养学生的编程思维，提高他们解决复杂问题的能力，为进入专业领域奠定坚实的基础。