Язык С++ и объектно-ориентированное программирование в С++. Лабораторный практикум

Москва
Горячая линия – Телеком
2016

Рекомендовано федеральным государственным бюджетным образовательным 
учреждением высшего профессионального образования 
«Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана» 
в качестве учебного пособия для студентов вузов, обучающихся по направлению 
подготовки 09.03.01 – «Информатика и вычислительная техника»

УДК 681.3 
ББК 32.97 
    А98 

Р е ц е н з е н т ы : доктор техн. наук, профессор  А. И. Гусева;  
доктор техн. наук  А. В. Лобанов 

Ашарина И. В., Крупская Ж. Ф. 
А98           Язык С++ и объектно-ориентированное программирование 
в С++. Лабораторный практикум. Учебное пособие для вузов. – 
М.: Горячая линия – Телеком, 2016. – 232 c.: ил. 
ISBN 978-5-9912-0464-4. 
Пособие содержит 21 лабораторную работу, которые позволят читателю освоить язык программирования С++ в его классическом представлении, а также овладеть технологией объектно-ориентированного 
программирования в С++. Каждая лабораторная работа включает теоретические сведения, сопровождающиеся большим количеством примеров, работающих в среде MS Visual Studio. Для самостоятельной работы в большинстве лабораторных работ предлагаются наборы заданий двух уровней сложности – для начинающих изучать язык программирования и для тех, кто хочет повысить свой уровень в этой области. 
Для студентов и аспирантов высших учебных заведений, изучающих программирование на языке С++ и объектно-ориентированное 
программирование, а также преподавателей, читающих эти дисциплины. Будет полезно читателям, самостоятельно изучающим программирование на языке С++. 
ББК 32.97 

Адрес издательства в Интернет WWW.TECHBOOK.RU 

  Все права защищены.
Любая часть этого издания не может быть воспроизведена в какой бы то ни 
было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения 

правообладателя
© ООО «Научно-техническое издательство «Горячая линия – Телеком» 
www.techbook.ru
  И. В. Ашарина, Ж. Ф. Крупская 

 

Введение 

Язык С++ относится к классу универсальных языков, поскольку с его 
помощью можно решить очень широкий круг задач, выполняемых на 
ЭВМ. Среди современных алгоритмических языков язык С++ является, 
пожалуй, одним из самых популярных и распространенных, но наиболее 
эффективно его применение в написании системных программ-трансляторов, операционных систем, экранных интерфейсов,в обслуживании 
инструментальных средств.  
В большинстве случаев программы, выполненные на языке С++, по 
быстродействию сравнимы с программами, написанными на Ассемблере. 
С++ является языком высокого уровня, поэтому программы, подготовленные на нем, более наглядны и просты в сопровождении.  
Программы на языке С++ легко переносимы с одного типа компьютера на другой. 
Основные особенности языка С++ 
1) в нем реализованы некоторые операции низкого уровня; 
2) его базовые типы данных совпадают с типами данных языка Ассемблера; 
3) несмотря на присутствие таких составных объектов, как массивы и 
структуры, язык не допускает обращения с ними как с единым циклом; 
4) широко использует указатели на переменные и функции; 
5) удобным средством для передачи параметров являются ссылки; 
6) считается языком для профессионалов, поэтому многое «доверяет» программисту: даже на такие важные действия, как преобразование 
типов, налагаются лишь незначительные ограничения; 
7) несмотря на широкие возможности, невелик по объему за счет того, что практически все выполняемые функции оформлены в виде подключаемых библиотек. 

Язык С служит базовой платформой для изучения языка С++. Эти 
два языка имеют так много общих черт, что с методической точки зрения 
оказывается целесообразным первые темы данного конспекта лекций посвятить изучению языка С, а затем перейти к рассмотрению возможностей, предоставляемых языком С++. 
Язык С был разработан в США сотрудниками Bell Laboratories 
Б.Керниганом и Д.Ритчи и использован для создания ОС UNIX. Во избежание неоднозначных трактовок окончательный вариант был утвержден 
в качестве стандарта ANSI C. 
С++ обязан своим появлением сотруднику Bell Laboratories Б.Страуструппу. 

Язык С++ и объектно-ориентированное программирование в С++ 

Лабораторный практикум содержит 21 лабораторную работу и позволяет освоить язык программирования С++ в его классическом представлении, а также овладеть технологией объектно-ориентированного 
программирования в языке С++. Каждая лабораторная работа включает 
теоретические сведения, сопровождающиеся большим количеством примеров, работающих в среде MS Visual Studio 2008 и 2010. Для самостоятельной работы в большинстве лабораторных работ предлагаются наборы заданий двух уровней сложности – для начинающих изучать язык 
программирования и для тех, кто хочет повысить свою квалификацию в 
этой области, что делает книгу интересной для преподавателей, читающих курсы, связанные с программированием на языках высокого уровня. 
Практикум предназначен для студентов и аспирантов высших учебных заведений, изучающих основы программирования и объектноориентированное программирование на языке С++ и преподавателей, читающих эти дисциплины, а также тех, кто хочет самостоятельно освоить 
программирование на С++. 
Авторы выражают благодарность аспиранту НИУ МИЭТ Зо Мин 
Кхаингу за помощь в подготовке практикума. 
 

 

Лабораторная работа 1. Начальные сведения 
об интегрированных средах разработки 
программ 

Персональный компьютер состоит из нескольких основных частей: 
устройств ввода-вывода, центрального процессора (ЦП), оперативной 
памяти (ОП) и внешней памяти. 
Центральный процессор – это «мозг» компьютера. Он строго следует программным инструкциям и выполняет соответствующие вычисления. Инструкция представляет собой набор единиц и нулей.  
Программа – это последовательность инструкций, которые должен 
выполнить ЦП. Создание программ из инструкций, состоящих из нулей и 
единиц, и описывающих элементарные действия, очень трудоемко. Поэтому 
были разработаны языки программирования высокого уровня. Одна инструкция, написанная на таком языке, близка к фразе естественного языка или 
привычной математической нотации. Она преобразуется компилятором в 
последовательность элементарных команд, понятных процессору. Язык 
программирования С++ является высокоуровневым языком. 
Перевод инструкций с языка высокого уровня на машинный язык 
осуществляет специальная программа, называемая компилятором. 
Для подключения стандартных функций к разрабатываемой программе используется компоновщик. Этапы создания машинного кода 
схематично показано на рис. 1.1.  

 
Рис. 1.1. Этапы создания машинного кода программы 

Язык С++ и объектно-ориентированное программирование в С++ 

Выполнение машинного кода программы осуществляет ЦП после 
его размещения в ОП. Программа, называемая загрузчиком, размещает 
код в ОП и запускает программу на выполнение. 

РАБОТА В ИНТЕГРИРОВАННОЙ СРЕДЕ РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММ 
MS VISUAL STUDIO 2008, РАБОТАЮЩЕЙ ПОД УПРАВЛЕНИЕМ 
MS WINDOWS 

Интегрированная среда разработки программ (ИСРП) включает: 
редактор текста; 
компилятор; 
компоновщик; 
загрузчик. 

После того, как среда ИСРП будет загружена, на экране компьютера 
появится ее окно (рис. 1.2). В верхней части окна располагается строка – 
меню ИСРП, в нижней части располагается строка, содержащая краткую 
информацию о положении курсора и режиме вставки/замены (он переключается нажатием клавиши Insert). В левой части экрана – окно проекта, в правой – окно для ввода и редактирования текста программы. 

 
 
Рис. 1.2. Изображение экрана после входа в ИСРП 

1. Начальные сведения об интегрированных средах разработки программ 
7 

Основные пункты меню и их назначение 

Пункт меню File (рис. 1.3) предназначено для операций с файлами 
(file), проектами (project) и расширениями (solution). Файл – любой файл 
на диске. Проект – это набор файлов, объединенных общей идеей. Решение – набор проектов, призванных решать одну или несколько проблем. 
New предназначен для создания новых файлов. Однако удобнее 
пользоваться другим способом (будет описан далее) создания и добавления файлов в проект. 
Open открывает ранее созданный файл. При работе с проектами для 
открытия файлов и для их создания удобнее использовать Solution Explorer . 
Close закрывает ранее открытый файл. 
Add Project добавляет новый или ранее созданный проект к открытому решению. 

 

 
Рис. 1.3. Пункт меню File 

 
Рис. 1.4. Пункт меню View 

Open Solution открывает ранее созданное решение. 
Close Solution закрывает открытое решение. 
Save… сохраняет сделанные изменения в файлах, проектах, решениях. 
Exit завершает выполнение ИСРП. 
Пункт меню Edit содержит хорошо знакомые всем текстовые операции (вставка, копирование, вырезание, поиск). 

Язык С++ и объектно-ориентированное программирование в С++ 

Пункт меню View (см. рис. 1.4) заведует отображением тех или 
иных окон, элементов управления и инструментов. 
Solution Explorer отображает окно «исследователя решений», своеобразного проводника по решению. 
Class View отображает окно с иерархией классов с подробной информацией и об их методах и свойствах. 
Properties Window показывает окно свойств выделенного элемента. 
Other Windows отвечает за показ окон, не вошедших в корень меню 
View.  
Task List – список заданий, который также содержит список ошибок 
компиляции и компоновки, если таковые были.  
Output – это окно вывода компилятора, компоновщика и других 
программ, работающих под управлением MS VS 2008. 
«Горячей» клавишей называют функциональную клавишу или несколько одновременно нажимаемых клавиш клавиатуры. Этими клавишами можно пользоваться для выполнения того или иного действия без 
входа в соответствующий пункт меню, непосредственно в основном окне 
ИСРП. 

Создание нового проекта 

Для создания нового проекта в ИСРП MS Visual Studio 2008 (2010) 
нужно совершить ряд действий. 
Выбрать пункт меню File→New→Project (рис. 1.5). 

 
Рис. 1.5. Создание нового проекта 

1. Начальные сведения об интегрированных средах разработки программ 
9 

В Visual C++ Project выбираем пункт Win32. В правом списке выбираем Win32 Console Project. В поле Name вводим имя будущего 
проекта, а в поле Location папку, где он будет располагаться. Нажимаем кнопку Ok. 
Далее в появившемся окне выбираем слева пункт Application Settings 
(рис. 1.6) и ставим галочку Empty 
Project. Нажимаем кнопку Finish. 
Затем в окне View→Solution Explorer нажимаем правую кнопку на 
Source Files. В появившемся меню 
выбираем пункт Add→Add New 
Item (рис. 1.6). 
В появившемся окне выбираем в 
списке справа C++ File (.cpp) 
(рис. 1.7). В поле Name вводим 
имя создаваемого файла. Поле Location не трогаем, так как в нем 
уже написан верный путь к проекту. Нажимаем Open. 

 
Рис. 1.6. Создание нового проекта. 
Продолжение 

 
Рис. 1.7. Создание нового проекта. Продолжение 

Язык С++ и объектно-ориентированное программирование в С++ 

В следующем окне выбрать начальный состав проекта. Выбираем «A 
simple program». Нажимаем «Finish»: новый проект создан (рис. 1.8). 

 
Рис. 1.8. Создание нового проекта. Завершение 

Рассмотрим окно нового проекта. 
Слева от рабочего окна находится панель управления проектом, состоящая из двух закладок: закладки «Class view», отображающей информацию о функциях и переменных проекта (двойной щелчок по названию 
функции открывает в рабочем файле место с объявлением этой функции), и 
закладки «File view», отображающей информацию о рабочих файлах проекта. 
Двойной щелчок по названию рабочего файла проекта откроет окно 
редактирования этого файла. Можно приступать к работе.  

СТРУКТУРА ПРОГРАММЫ НА ЯЗЫКЕ С++ 

Программа на языке С++ состоит из одной или более функций, причем одна из них должна называться main или _tmain: 
 
int _tmain (int argc, _TCHAR* argv[]) // или так: 
int  main()  
    { 
     операторы языка С++ 
     return 0; 
    }