如何讓學生走進C++編程的世界

秦春娣

摘要：2017年7月，國務院印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》明確指出要逐步開展全民智能教育項目，在中小學階段設置人工智能相關課程、逐步推廣編程教育，培養(yǎng)復合型人才。實際上，在基礎教育階段進行AI教育提前布局的不止中國，2016年初美國前任總統奧巴馬曾投入40億美金，稱要讓每個美國學生在小學具備最簡單的編程能力?！熬幊探逃币嬲M入了每一個學生的學習中。

關鍵詞：學生；C++編程世界；面向對象程序設計

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）18-0086-02

現在很流行的一句話：“學好程序和算法，走遍天下也不怕”編程本身應該是一項創(chuàng)造性極強的思維活動，而在如今國內大多數培訓機構僅僅是使用Scratch這個工具來開發(fā)對應的編程課程，并未有在創(chuàng)新性、邏輯性、趣味性上去下功夫（很多教育機構沒有能力在Scratch進行二次開發(fā)），其結果導致了整個少兒編程教育的生態(tài)成為門檻低、同質化嚴重、課程單調無味的一個課外教學。我們的編程教學還處于一個探索階段，那么我們如何來引導學生走進編程的世界呢？

1 面向對象程序設計

面向對象程序之所以可以滿足軟件的可靠性和復雜性，是因為面向對象程序它具有自身獨特的優(yōu)勢，首先，具有可功能擴充的優(yōu)勢。對于一些應用比較好的軟件來講，可以在最大程度上對軟件的系統進行有效的擴充和改進[1]。隨著科學技術地不斷發(fā)展與進步，推動了現代科技產品的發(fā)展，使軟件在更新方面、功能擴充頻率方面都得到了有效的發(fā)展，并且得到了廣泛的應用，而且對代碼的可擴展性提出更高的要求和標準。比如：要想在家具店添加“盤點”的功能，只需要在該家具店類的類體定義中加入一個方法[2]。這個方法就是面向對象編程思想下的功能，改程序非常的簡單，在整個系統中不需要改變原來代碼，但是如果應用面向對象編程思想進行有效的設計，在一般情況下添加一個功能，就會使這個系統進行最大程度的改進，對于一些本身規(guī)模比較大的程序來講，需要的對此付出非常大的代價。

其次，可重用性非常強?？芍赜眯詮娭饕且驗槊嫦驅ο缶幊叹哂幸欢ǖ睦^承性，所以可以代碼重用，在很大程度上提高了軟件開發(fā)的工作效率。上世紀人們在聽廣播的時候，出現了電視機，電視也只是黑白兩個顏色，之后彩色電視就開始相繼出現[3]。彩電在繼承黑白電視的基礎上，還可以顯示不同色彩的圖像，在很大程度上沖擊了人們視覺。在黑白電視的基礎上增加了矩陣色電路，把三種基本顏色進行有效的組合，從而電視機播出的圖像就是彩色的，所以，彩電是繼承了黑白電視。繼承其實簡單來說就是借鑒和利用，在原有的基礎上增加新型的屬性和特效，從而構成一個全新的過程，切記并不是重新定義，也不是重新創(chuàng)新，這樣就充分體現了它的可重用性。

最后， 可管理性非常強。面向過程編程思想主要是以函數為基礎，或者是以過程為基本單位從構建一個全新的系統，一旦對項目進行開發(fā)時，或者是擴大規(guī)模時，就會大量需要函數和過程的數量，數量的急劇增多，在很大程度上不利于嚴格的控制和全面的管理。而面向對象編程思想主要是以類為單位進行系統的全面的構造，不管是在項目開發(fā)時，還是擴大規(guī)模時，都極大地降低了開發(fā)的難度和工作量，使項目在實際實施過程中更加方便、有效。

由于面向對象程序設計的種種優(yōu)點，已經成為當今軟件設計的主流思想，并在社會各界得以廣泛的應用，它的應用在很大程度上推動了軟件技術的發(fā)展，并創(chuàng)立了新的里程碑。而C++編程是面向對象程序中最為關鍵、不可忽視的一部分，因此，要積極引導學生走進C++編程，從而激發(fā)學生對學習和探究的積極性和主動性。

2 C++ 編程的概述

C++ 之所以具有良好的效果和優(yōu)點，是在不斷探索和研究中成長的，并不是一朝一夕完成的。在20世紀70 年代，由Dennis Ritchie創(chuàng)建的C語言，也就標志程序設計要進行根本上的轉變。C 語言是一種計算機語言，級別屬于初級，它與匯編語言有些相似，不僅可以直接對機器硬件的指令進行調用，還具有高級語言的所有特性。在C 語言創(chuàng)建不久之后，面向對象程序設計就脫穎而出，在當時情況來看，開發(fā)的程序越大，復雜程度也就高，需要采用有效的方案進行解決。恰恰面向對象程序設計就可以將復雜的程序進行有效的劃分，劃分為功能性的對象，雖然可以進行有效的管理，但是 C 語言不支持對象的概念，所以，由開創(chuàng)了 C++ 語言。C++ 是與 C語言之間是相互兼容的。C++為程序員們提供非常大的功能性。

C++ 在功能上也非常的突顯，第一，C++ 的語法非常豐富、簡潔，對于C++ 語法的簡潔性僅僅定義了 63 個關鍵字。C++ 的語法在豐富上可以表現在以下方面，不僅可以提供控制語句、運算符，還可以提供數據的類型，以及任何現代語言所需要的面向對象的特征。第二，C++具有強大的各種庫。C++通過標準庫進一步提供了這些強大的功能。在采用 C++對軟件進行開發(fā)時，必須要使用面向對象方法學的知識，從實際項目中確定確定不同的類和對象，在確定的時候要具有一定的科學性和合理性。

3 如何引導學生走進編程世界

（1）選擇合適的編譯器

俗話說：“工欲善其事，必先利其器”，在學習C++之前，我們需要找一款好的編譯器。我們知道最常用的C++編程環(huán)境有微軟的VS系列、C++Builder、DEV C++、Turbo C以及C-Free5。學習C或者C++階段就用Cfree，這個小巧，練習用很方便，專業(yè)版有調試功能。C-Free中集成了C/C++代碼解析器，能夠實時解析代碼，并且在編寫的過程中給出智能的提示。C-Free提供了對目前業(yè)界主流C/C++編譯器的支持，你可以在C-Free中輕松切換編譯器?？啥ㄖ频目旖萱I、外部工具以及外部幫助文檔，使你在編寫代碼時得心應手。完善的工程/工程組管理使你能夠方便的管理自己的代碼[4]。

（2）加強對計算機題目進行審題

第一、定義變量，考慮有幾個輸入，有幾個輸出。在這里我們可以把定義變量，形象的生動的定義為申請小房子，我們需要申請什么樣的房，int型還是char型，或者其他類型。

第二、我們要考慮本程序有幾個輸入，利用C++里面的cin語句。

第三、我們主要要做什么，怎么做。

第四、我們有幾個輸出，格式是怎么樣的，利用C++里面的cout語句。

接下來我們通過講解例子來講述上面四步驟。

某幼兒園里，有5個小朋友編號為1，2，3，4，5，他們按自己的編號順序圍坐在一張圓桌旁。他們身上都有若干個糖果，現在他們做一個分糖果游戲。從1號小朋友開始，將他的糖果均分三份（如果有多余的，則他將多余的糖果吃掉），自己留一份，其余兩份分給他的相鄰的兩個小朋友。接著2號、3號、4號、5號小朋友也這樣做。問一輪后，每個小朋友手上分別有多少糖果。

分析題目：題目中有5位小朋友，他們剛開始的糖果數目不確定，我們可以用a，b，c，d，e分別存儲5個小朋友的糖果數，初始值由鍵盤輸入。根據題目要求，我們可以得出這里的5個變量是數值型的，所以我們定義它為int型，用cin語句把初始糖果值輸入。下面我們主要來分析一下題目的編程思想，我們主要要做什么，怎么做的問題。我們通過畫圖的方式把五個小朋友圍坐在一個圓桌上，他們編號分別為1，2，3，4，5，對應的初始糖果數分別為a，b，c，d，e。我們從1號小朋友開始，將他的糖果分成三份，多余的自己吃掉，我們可以考慮用整除符號“/”，a=a/3 余數舍棄，自己留一份，相鄰的二個小朋友分別得到一份a糖果，b=b+a，e=e+a；依此類推，把2號小朋友的b糖果按上述方法處理，b=b/3，a=a+b，c=c+a；

把3號小朋友的c糖果按上述方法處理，c=c/3，b=b+c，d=d+c；把4號小朋友的d糖果按上述方法處理，d=d/3，c=c+d，e=e+d；把5號小朋友的e糖果按上述方法處理，e=e/3，d=d+e，a=a+e；

第三步：具體編程的實施

接下來我們就啟動C-Free軟件，采用編輯菜單中的插入代碼模板，找到相應的c++ template2模板，插入相應的框架代碼，根據上述分析寫出具體代碼：

#include

using namespace std；

int main（int argc， char *argv[]）

{

int a，b，c，d，e；

cin>>a>>b>>c>>d>>e；

a=a/3；b=b+a；e=e+a；

b=b/3；c=c+b；a=a+b；

c=c/3；d=c+d；b=c+b；

d=d/3；c=d+c；e=d+e；

e=e/3；d=e+d；a=e+a；

cout<

return 0；

}

最后，再把所講內容進行梳理總結。再通過作業(yè)，進行知識的鞏固。

通過以上的一個例子，我們開始尋找學生編程的教育價值。是為了培養(yǎng)程序員嗎？顯然不是，這是與成人教育的最大不同。是為了接觸與掌握人工智能嗎？學生的認知特點和能夠掌握的編程水平，離人工智能還相當遙遠。是為了培養(yǎng)邏輯思維嗎？學習編程有這方面的功能，但其他學科教育同樣能夠達到這個目標，甚至效率更高[5]。我認為，通過編程學習，學生最大的收獲應該是能用計算機自動地表達自己的想法，這樣他們就能夠在理解計算機表達方式的基礎上，讓思維自由地行走在現實世界和計算機世界之間，而不會迷失在虛擬世界中。

我們如何更好地引領學生走進編程的世界呢？學生可以參加學校組織的正規(guī)培訓來學習編程技術，可以學習網絡上的資源，比如：中國大學的慕客網里面郭煒老師的程序和算法就很吸引學生們，我們可以引導性的帶領學生們喜歡上程序和算法。

通過編程語言的學習，學生們會認識到“原來一直以為編程特別高深復雜，但沒想到還是挺簡單的，以后還想更多體驗學習”“在學習編程的過程中自然而然就學會了素數、最大公約數和最小公倍數等問題”“通過編程深刻體會到一點小小的錯誤會導致全盤皆輸，細節(jié)太重要了”“看到自己的編程能夠操控家用電器，這才發(fā)現其實編程就在你我身邊”等?？梢哉f，學生們在編程體驗中收獲良多，不僅激發(fā)了學習與探究的積極性和自主性，同時養(yǎng)成了更加注意生活細節(jié)的認真態(tài)度。

4 結束語

綜上所述，本文主要從實踐和理論兩個方面詳細介紹了C++編程的優(yōu)點和實際應用的效果，為學生走進C++編程的世界奠定良好的基礎。

參考文獻：

[1] 胡金錦.編程：一種觀察世界的新視角——以《冒泡排序》一課為例談計算思維[J].電腦知識與技術，2017（35）：126-128，142.

[2] 潘洪波.學會編程 開始思考世界上的一切過程 ——小學生《C++趣味編程》校本教材開發(fā)研究[J].中小學信息技術教育，2017（9）：68-71.

[3] 刁興玲.諾基亞和上海貝爾張健：MEC開啟可編程世界[J].通信世界，2016（17）：18-19.

[4] 五月.邁進可編程世界創(chuàng)新轉向軟件層面[J].電子設計應用，2006（6）：135.

[5] 王曉寧.5G-可編程世界的基石[J].通訊世界，2017（24）：323-324.