Основы алгоритмизации и программирования на языке Си++ (СПО)
Собственные конкурсы:
- СПО, 2025, Информатика и вычислительная техника, информационная безопасность, Победитель, II место
Основы алгоритмизации и программирования на языке C++: Комплексный обзор учебного пособия
Представленное учебное пособие "Основы алгоритмизации и программирования на языке Си++" А.В. Кузина и Е.В. Чумаковой (Москва: ИНФРА-М, 2026) является структурированным курсом, предназначенным для студентов среднего профессионального образования, осваивающих специальности "Компьютерные системы и комплексы" и "Информационные системы и программирование". Данное издание охватывает широкий спектр тем, начиная от базовых концепций программирования и алгоритмизации, заканчивая продвинутыми парадигмами объектно-ориентированного программирования и использованием стандартной библиотеки шаблонов (STL).
Начало пути: Инструменты и базовые конструкции
Пособие начинается с практического введения в среды разработки Visual Studio Code и Visual Studio Community 2022, что позволяет студентам быстро освоить инструментарий для написания и отладки программ на C++. Далее подробно рассматриваются фундаментальные элементы языка C++, включая его алфавит, структуру программы, базовые типы данных, выражения, операторы присваивания и механизмы ввода-вывода. Особое внимание уделяется основам алгоритмизации, представлению алгоритмов в виде блок-схем и анализу различных алгоритмических структур: линейных, разветвленных и циклических. Авторы подчеркивают важность свойств алгоритмов, таких как дискретность, определенность, конечность, массовость и понятность, а также методы их проектирования.
Углубление в структуры данных и функции
Значительная часть пособия посвящена работе с массивами, как одномерными, так и многомерными, а также строками, рассматриваемыми как в "стиле Си", так и с использованием класса std::string. Далее авторы переходят к концепции динамической памяти, подробно объясняя указатели, операции над ними, а также операторы new и delete для управления памятью. Введение в функции и подпрограммы охватывает их описание, определение, особенности передачи параметров (по значению, по адресу, массивы, функции), рекурсивные функции и работу с переменным числом аргументов. Отдельная глава посвящена файловому вводу-выводу, что является критически важным для создания полноценных приложений. Динамические структуры данных, такие как линейные списки (очереди, стеки) и деревья, также подробно разбираются с примерами реализации.
Объектно-ориентированное программирование: От основ до шаблонов
Ключевой раздел пособия посвящен объектно-ориентированному программированию (ООП). Излагаются основные принципы ООП: абстрагирование, инкапсуляция, модульность, иерархичность, типизация, параллелизм и устойчивость, а также принципы SOLID. Подробно описываются классы и объекты, их компоненты (поля и методы), модификаторы доступа (private, protected, public), конструкторы (по умолчанию, копирующие, перемещающие, со списком инициализации) и деструкторы. Рассматривается указатель this и статические компоненты класса.
Механизм наследования представлен как простой, так и множественный, с акцентом на модификаторы наследования и виртуальное наследование, позволяющее избежать дублирования компонентов. Вводится понятие полиморфизма, виртуальных функций и абстрактных классов, что является основой для создания гибких и расширяемых систем. Завершающие главы посвящены перегрузке операторов, дружественным функциям и классам, а также параметризованным классам (шаблонам) и шаблонным функциям, которые являются краеугольным камнем Standard Template Library (STL). Пособие также затрагивает важную тему обработки исключений, демонстрируя механизмы try-catch и создание собственных типов исключений.
В целом, учебное пособие Кузина и Чумаковой представляет собой всестороннее и последовательное руководство по изучению C++ и алгоритмизации, ориентированное на практическое применение и соответствующее современным образовательным стандартам.
- Среднее профессиональное образование
- 09.02.01: Разработка компьютерных игр, дополненной и виртуальной реальности
- 09.02.02: Компьютерные сети
- 09.02.03: Программирование в компьютерных системах
- 09.02.04: Информационные системы (по отраслям)
- 09.02.05: Прикладная информатика (по отраслям)
- 09.02.06: Сетевое и системное администрирование
- 09.02.07: Информационные системы и программирование
- 09.02.08: Интеллектуальные интегрированные системы
- 09.02.09: Веб-разработка
- 09.02.13: Интеграция решений с применением технологий искусственного интеллекта
ОСНОВЫ АЛГОРИТМИЗАЦИИ И ПРОГРАММИРОВАНИЯ НА ЯЗЫКЕ СИ++ А.В. КУЗИН Е.В. ЧУМАКОВА Москва ИНФРА-М 2026 УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
УДК 519.682.2(075.32) ББК 32.973-018.1я723 К89 Р е ц е н з е н т : Симонов В.Л., кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры информационных технологий, искусственного интеллекта и общественно-социальных технологий цифрового общества Российского государственного социального университета ISBN 978-5-16-021294-4 (print) ISBN 978-5-16-113994-3 (online) © Кузин А.В., Чумакова Е.В., 2026 Кузин А.В. К89 Основы алгоритмизации и программирования на языке Си++ : учебное пособие / А.В. Кузин, Е.В. Чумакова. — Москва : ИНФРА-М, 2026. — 202 с. — (Среднее профессио нальное образование). — DOI 10.12737/2221293. ISBN 978-5-16-021294-4 (print) ISBN 978-5-16-113994-3 (online) В учебном пособие излагаются основы языка С++ — одного из наиболее востребованных и универсальных языков программирования. Благодаря своей эффективности и производительности он широко применяется в самых разных областях — от создания операционных систем и высоконагруженных серверных приложений до научных вычислений. Помимо базовых конструкций языка и алгоритмических структур, подробно рассматриваются объектно-ориентированные возможности C++, включая работу с классами, механизмы наследования и полиморфизма, а также использование виртуальных функций и абстрактных классов. Соответствует требованиям федеральных государственных образовательных стандартов среднего профессио нального образования последнего поколения. Для студентов среднего профессио нального образования, обучающихся по направлениям подготовки «Компьютерные системы и комплексы» и «Информационные системы и программирование». УДК 519.682.2(075.32) ББК 32.973-018.1я723 Данная книга доступна в цветном исполнении в электронно-библиотечной системе Znanium
Предисловие Это учебное пособие представляет собой начальный курс по программированию на языке высокого уровня Си++ и послужит важным инструмен том для освоения и совершенствования навыков работы с этим мощным языком программирования, а также научиться применять его возможности для решения реальных задач. Оно может быть полезно не только людям, начинающим обучаться программированию, но и студентам, уже имеющим определенный багаж знаний. Пособие состоит из девяти глав, содержащих, помимо теории, и примеры практических заданий, что в значительной мере повышает уровень усвоения излагаемого материала. В главе 1 приведена практическая база для освоения особенностей языка Си++, а именно среды разработки программ Visual Studio Code и Visual Studio Community 2022. Глава 2 посвящена базисным конструкциям языка: рассматриваются алфавит языка, структура программы и базовые типы данных. В главе 3 приведены основы алгоритмизации и базовые алгоритмические структуры. В главах 4 и 5 излагаются принципы работы с динамической памятью и файлами. В главах 6–9 рассматриваются принципы объектно-ориентированного программирования, операции с объектами, понятия наследования, полиформизма, параметризации. Все главы сопровождаются наглядными примерами, дающими возможность освоить навыки программирования, контрольными вопросами и заданиями для закрепления материала на практике. Учебное пособие предназначено для студентов учреждений среднего профессио нального образования, обучающихся по специальностям «Компьютерные системы и комплексы» и «Информационные системы и программирование». В результате изучения материалов пособия студенты будут: знать • основные элемен ты, структуру программы, базовые алгоритмические конструкции, кодирование всех алгоритмических конструкций на языке С++; • процесс алгоритмизации задач, способы программирования рекурсивных и итерационных алгоритмов; • общие принципы объектно-ориентированного программирования (инкапсуляция, наследование, полиморфизм);
уметь • проводить декомпозицию задачи, составлять алгоритмы; • релизовывать алгоритмы на языке программирования С++; • использовать основные конструкции объектно-ориентированного программирования (классы, шаблоны, исключения, виртуальные функции); • выполнять отладку программ в среде программирования; владеть навыками • алгоритмизации, тестирования и отладки программ; • разработки программ на основе объектно-ориентированного подхода; • использования объектно-ориентированных систем программирования.
Глава 1. РАБОТА С VISUAL STUDIO CODE И VISUAL STUDIO COMMUNITY 2022 1.1. VISUAL STUDIO CODE И VISUAL STUDIO COMMUNITY 2022 Для программирования на языке C++ под операционной системой Windows можно использовать одну из сред разработки Visual Studio Code или Visual Studio Community 2022. Обе среды можно бесплатно скачать с официального сайта и установить как обычную программу. Visual Studio Code (VS Code) — это текстовый редактор, разработанный компанией Microsoft для операционных систем Windows, Linux или macOS. Редактор поддерживает множество современных языков программирования и позиционируется как «легкий» (VS Code занимает меньше дискового пространства) редактор кода для кросс-платформенной разработки облачных и веб-приложений. На практике он применим там, где не требуются мощности полноценной интегрированной среды разработки (Integrated Development Environment — IDE). В своем составе может включать отладчик, инструмен ты для работы с Git, подсветку синтаксиса, IntelliSense и средства для рефакторинга. IntelliSense — технология автодополнения Microsoft, которая предлагает название функции при вводе начальных букв. Помимо этого, IntelliSense используется для доступа к документации и устранения неоднозначности в именах переменных, функций и методов, используя рефлексию. Microsoft Visual Studio — линейка продуктов компании Microsoft, включающих IDE программного обеспечения и ряд других инструментальных средств. Данные продукты позволяют разрабатывать как консольные приложения, так и приложения с графическим интерфейсом, в том числе с поддержкой технологии Windows Forms и Windows Presentation Foundation (WPF), а также веб-сайты, веб-приложения, веб-службы как в коде, на котором она непосредственно написана, так и в управляемом коде (выполнение которого управляется общеязыковой средой выполнения CLR — Common Language Runtime) для всех платформ, поддерживаемых Windows, Windows Mobile, Windows CE, .NET Framework, Xbox, Windows Phone, Android, IOS, .NET Compact Framework и Silverlight. Поддерживает следующие языки: Visual Basic, C++, C#, F#.
Visual Studio включает в себя редактор исходного кода, поддерживающий технологию IntelliSense и возможность простейшего рефакторинга кода. Встроенный отладчик Microsoft Visual Studio Debugger может работать в качестве отладчика как исходного, так и машинного кода. Кроме того, Visual Studio имеет графический редактор форм для упрощения создания пользовательского интерфейса (Graphical User Interface — GIU), веб-редактор, дизайнер классов и дизайнер схемы базы данных, а также позволяет подключать сторонние пакеты (плагины) и создавать собственные. Версия Community также предоставляется бесплатно и не требует входа в учетную запись Microsoft. Однако если Visual Studio Community периодически предлагает выполнить вход в свою учетную запись Microsoft, то можно его выполнить и продолжить работу со средой без прерываний. 1.2. УСТАНОВКА VISUAL STUDIO CODE Рассмотрим последовательность установки VS Code. Установить сам редактор просто, однако после установки перед началом работы он потребует дополнительной настройки. После запуска установщика необходимо принять лицензионное соглашение использования программного продукта и в следующем окне выбрать путь установки приложения (рис. 1.1). По умолчанию редактор устанавливается в папку пользователя. Для установки редактора потребуется порядка 400 Мб свободного дискового пространства (без учета компиляторов). Рис. 1.1. Окно установки VS Code (выбор папки установки)
В процессе работы мастера установки потребуется задать имя папки в меню Пуск для размещения ярлыков редактора, выбрать некоторые дополнительные задачи (размещение ярлыка на рабочем столе, регистрация в качестве редактора поддерживаемых типов файлов и т.п.). Наконец, в окне готовности к установке отобразятся выбранные опции (рис. 1.2). Если все правильно, то можно начать установку путем нажатия кнопки Установить. Рис. 1.2. Начало установки VS Code После завершения установки при первом запуске редактора появится приветственная страница, в которой можно настроить параметры работы с редактором, например выбрать цвет темы (рис. 1.3). К настройкам параметров редактора можно вернуться в любой момент, для этого нужно нажать на шестеренку в нижнем левом углу. Дополнительно можно установить инструмент IntelliSense, для этого следует перейти в раздел Extensions, найти среди пакетов и нажать Install, предварительно установить или снять галочку автообновления (рис. 1.4).
Рис. 1.3. Вид окна при первом запуске редактора
Рис. 1.4. Установка IntelliSense
Рис. 1.5. Установка CodeRunner