2024-2025-1 20241322 《计算机基础与程序设计》第八周学习总结

作业信息

教材学习内容总结

计算机科学概论第7版第9章：面向对象设计与高级程序设计语言

1. 面向对象编程（OOP）概念

• 对象：现实世界中事物的抽象，包含数据（属性）和行为（方法）。
• 类：对象的蓝图，定义了对象的属性和方法。
• 封装：将数据和操作数据的方法组合在一起，并隐藏内部实现细节。
• 继承：创建新类，继承现有类的属性和方法，并添加或修改它们。
• 多态：不同类的对象对同一消息做出响应，每个对象根据自己的实现来响应。

2. 类和对象

• 定义类，包括属性和方法。
• 对象的创建和使用，以及如何通过方法操作对象的属性。

3. 高级编程语言特性

• 自动内存管理、异常处理、泛型编程等特性。
• 这些特性如何提高编程效率和程序的健壮性。

4. 设计原则

• 面向对象设计的原则，如单一职责原则、开闭原则、里氏替换原则等。
• 这些原则帮助开发者创建可维护、可扩展和可重用的代码。

5. UML（统一建模语言）

• UML图，用于可视化软件设计的工具。
• 类图、对象图、用例图等UML图的类型和用途。

6. 面向对象分析与设计（OOAD）

• 使用面向对象的方法分析问题和设计软件系统。
• OOAD的步骤和技巧。

7. 案例研究

• 展示如何在实际项目中应用面向对象的概念。

8. 编程语言比较

• 对比支持面向对象编程的语言，如Java、C++、Python等。
• 讨论这些语言在面向对象特性支持方面的差异。

9. 面向对象编程的挑战

• 讨论面向对象编程可能面临的挑战，如过度设计、性能问题等。

10. 未来趋势

• 探讨面向对象编程和高级编程语言的未来发展趋势。

C语言程序设计第5版第7章：函数与模块化程序设计

一、函数的基本概念与用法

• 函数的定义
  函数是C语言中用于实现特定功能的模块化单元，包括函数名、参数列表和函数体。

• 函数的调用
  通过函数名及其参数列表来调用函数，执行其定义的功能。

• 函数的参数传递与返回值
  函数通过参数接收输入数据，并通过返回值向调用者返回处理结果。

二、函数的递归与复用

• 递归函数
  递归函数是一种直接或间接调用自身的函数，常用于解决可以分解为相似子问题的问题，例如阶乘计算、斐波那契数列等。

• 函数复用
  通过编写通用的函数，可以在不同的程序中重复使用，提高编程效率。

三、模块化程序设计

• 模块化程序设计的思想
  模块化程序设计体现了“分而治之”的思想，将大问题分解为小问题，再逐步求精，最终完成整个程序的设计。

• 函数在模块化设计中的作用
  函数是模块化程序设计的基本单元，通过函数封装实现信息隐藏，使得程序结构更加清晰，易于调试和维护。

• 程序的结构
  一个C程序可以由一个或多个源程序文件组成，每个源程序文件又可以由一个或多个函数组成，这种结构有助于实现模块化设计。

四、变量的作用域与存储类型

• 变量的作用域
  根据变量在程序中定义的位置和方式，变量的作用域可以分为全局作用域和局部作用域。全局变量在整个程序中都可以访问，而局部变量只在定义它的函数或代码块中有效。

• 变量的存储类型
  C语言中的变量根据其存储方式可以分为自动变量、静态变量、寄存器变量等。这些存储类型决定了变量的存储位置和生命周期。

基于AI的学习

教材学习中的问题和解决过程

• 问题1：在C语言中，如果你有一个整型数组int arr[10];，并且你已经为数组的前5个元素赋了值（例如arr[0] = 1; arr[1] = 2; ... arr[4] = 5;），那么数组剩下的5个元素（arr[5]到arr[9]）在没有显式赋值的情况下，它们的值是什么？为什么？
• 问题1解决方案：

C语言中数组未初始化元素的值

在C语言中，当你声明一个数组但没有为所有元素显式赋值时，未赋值的元素将包含未定义的值。这意味着这些元素的值是不确定的，可能包含任何数据，这些数据取决于程序运行时的内存状态或之前的内存使用情况。

示例

假设你有一个整型数组 int arr[10]; 并为前5个元素赋值：

int arr[10];
arr[0] = 1;
arr[1] = 2;
arr[2] = 3;
arr[3] = 4;
arr[4] = 5;

在这种情况下，数组剩下的5个元素（arr[5]到arr[9]）将包含未定义的值。

未定义行为

未初始化的局部变量（包括数组元素）在C语言中会导致未定义行为。未定义行为意味着程序的行为是不可预测的，它可能表现为任何方式，包括但不限于：

  • 使用未初始化的值进行计算可能导致不正确的结果。

  • 未初始化的值可能包含敏感信息，如密码或密钥，从而构成安全风险。

  • 程序可能会崩溃或产生不可预料的行为。

初始化

为了避免未定义行为，最好总是显式地初始化你的数组元素。你可以通过以下几种方式之一来初始化数组：

  1. 在声明时初始化

【c】
 int arr[10] = {0}; // 将所有元素初始化为0

  2. 显式地为每个元素赋值：

【c】
 int arr[10];
   for (int i = 0; i < 10; i++) {
       arr[i] = 0; // 将所有元素初始化为0
   }

  3. 为部分元素赋值，其余元素自动初始化为0（仅当使用指定初始化器时）：

【c】
 int arr[10] = {1, 2, 3, 4, 5}; // 未指定的元素将自动初始化为0

注意：这种方法仅当使用指定初始化器（即在大括号中列出一些但不是全部元素的值）时有效。如果省略了大括号中的某些值，但大括号本身存在，则未指定的元素将自动初始化为0。但是，如果完全省略了大括号（如上面的第一个示例所示），则未初始化的元素将包含未定义的值。

总之，为了避免潜在的问题和错误，最好总是显式地初始化你的数组元素。
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## 上周考试错题总结
- 错题：如果整数A的全部因子（包括1，不包括A本身）之和等于B；且整数B的全部因子（包}括1，不包括B本身）之和等于A，则A和B称为亲密数。求10000以内的亲密数。
- 错因：不能理清正确的循环嵌套关系，导致程序无法运行，也无法得出正确结果。


##感悟
要想学好编程，练习必不可少，在练习中更正错误更加必要。
## 学习进度条

|            | 代码行数（新增/累积）| 博客量（新增/累积）|学习时间（新增/累积）|重要成长|
| --------   | :----------------:|:----------------:|:---------------:  |:-----:|
| 目标        | 5000行            |   30篇           | 400小时            |       |
| 第一周      | 000/000           |   2/2            | 07/07             |       |
| 第二周      | 000/000           |   1/3            | 07/14             |       |
| 第三周      | 000/000           |   1/4            | 07/21             |       |
| 第四周      | 050/050           |   1/5            | 07/28             |       |
| 第五周      | 050/100           |   1/6            | 07/35             |       |
| 第六周      | 070/170           |   1/7            | 07/42             |       |
| 第七周      | 080/250           |   1/8            | 07/49             |       |
| 第八周      | 100/350           |   1/9            | 07/56             |       |