如何让学生走进C++编程的世界

秦春娣

摘要：2017年7月，国务院印发的《新一代人工智能发展规划》明确指出要逐步开展全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程、逐步推广编程教育，培养复合型人才。实际上，在基础教育阶段进行AI教育提前布局的不止中国，2016年初美国前任总统奥巴马曾投入40亿美金，称要让每个美国学生在小学具备最简单的编程能力。“编程教育”要真正进入了每一个学生的学习中。

关键词：学生；C++编程世界；面向对象程序设计

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）18-0086-02

现在很流行的一句话：“学好程序和算法，走遍天下也不怕”编程本身应该是一项创造性极强的思维活动，而在如今国内大多数培训机构仅仅是使用Scratch这个工具来开发对应的编程课程，并未有在创新性、逻辑性、趣味性上去下功夫（很多教育机构没有能力在Scratch进行二次开发），其结果导致了整个少儿编程教育的生态成为门槛低、同质化严重、课程单调无味的一个课外教学。我们的编程教学还处于一个探索阶段，那么我们如何来引导学生走进编程的世界呢？

1 面向对象程序设计

面向对象程序之所以可以满足软件的可靠性和复杂性，是因为面向对象程序它具有自身独特的优势，首先，具有可功能扩充的优势。对于一些应用比较好的软件来讲，可以在最大程度上对软件的系统进行有效的扩充和改进[1]。随着科学技术地不断发展与进步，推动了现代科技产品的发展，使软件在更新方面、功能扩充频率方面都得到了有效的发展，并且得到了广泛的应用，而且对代码的可扩展性提出更高的要求和标准。比如：要想在家具店添加“盘点”的功能，只需要在该家具店类的类体定义中加入一个方法[2]。这个方法就是面向对象编程思想下的功能，改程序非常的简单，在整个系统中不需要改变原来代码，但是如果应用面向对象编程思想进行有效的设计，在一般情况下添加一个功能，就会使这个系统进行最大程度的改进，对于一些本身规模比较大的程序来讲，需要的对此付出非常大的代价。

其次，可重用性非常强。可重用性强主要是因为面向对象编程具有一定的继承性，所以可以代码重用，在很大程度上提高了软件开发的工作效率。上世纪人们在听广播的时候，出现了电视机，电视也只是黑白两个颜色，之后彩色电视就开始相继出现[3]。彩电在继承黑白电视的基础上，还可以显示不同色彩的图像，在很大程度上冲击了人们视觉。在黑白电视的基础上增加了矩阵色电路，把三种基本颜色进行有效的组合，从而电视机播出的图像就是彩色的，所以，彩电是继承了黑白电视。继承其实简单来说就是借鉴和利用，在原有的基础上增加新型的属性和特效，从而构成一个全新的过程，切记并不是重新定义，也不是重新创新，这样就充分体现了它的可重用性。

最后， 可管理性非常强。面向过程编程思想主要是以函数为基础，或者是以过程为基本单位从构建一个全新的系统，一旦对项目进行开发时，或者是扩大规模时，就会大量需要函数和过程的数量，数量的急剧增多，在很大程度上不利于严格的控制和全面的管理。而面向对象编程思想主要是以类为单位进行系统的全面的构造，不管是在项目开发时，还是扩大规模时，都极大地降低了开发的难度和工作量，使项目在实际实施过程中更加方便、有效。

由于面向对象程序设计的种种优点，已经成为当今软件设计的主流思想，并在社会各界得以广泛的应用，它的应用在很大程度上推动了软件技术的发展，并创立了新的里程碑。而C++编程是面向对象程序中最為关键、不可忽视的一部分，因此，要积极引导学生走进C++编程，从而激发学生对学习和探究的积极性和主动性。

2 C++ 编程的概述

C++ 之所以具有良好的效果和优点，是在不断探索和研究中成长的，并不是一朝一夕完成的。在20世纪70 年代，由Dennis Ritchie创建的C语言，也就标志程序设计要进行根本上的转变。C 语言是一种计算机语言，级别属于初级，它与汇编语言有些相似，不仅可以直接对机器硬件的指令进行调用，还具有高级语言的所有特性。在C 语言创建不久之后，面向对象程序设计就脱颖而出，在当时情况来看，开发的程序越大，复杂程度也就高，需要采用有效的方案进行解决。恰恰面向对象程序设计就可以将复杂的程序进行有效的划分，划分为功能性的对象，虽然可以进行有效的管理，但是 C 语言不支持对象的概念，所以，由开创了 C++ 语言。C++ 是与 C语言之间是相互兼容的。C++为程序员们提供非常大的功能性。

C++ 在功能上也非常的突显，第一，C++ 的语法非常丰富、简洁，对于C++ 语法的简洁性仅仅定义了 63 个关键字。C++ 的语法在丰富上可以表现在以下方面，不仅可以提供控制语句、运算符，还可以提供数据的类型，以及任何现代语言所需要的面向对象的特征。第二，C++具有强大的各种库。C++通过标准库进一步提供了这些强大的功能。在采用 C++对软件进行开发时，必须要使用面向对象方法学的知识，从实际项目中确定确定不同的类和对象，在确定的时候要具有一定的科学性和合理性。

3 如何引导学生走进编程世界

（1）选择合适的编译器

俗话说：“工欲善其事，必先利其器”，在学习C++之前，我们需要找一款好的编译器。我们知道最常用的C++编程环境有微软的VS系列、C++Builder、DEV C++、Turbo C以及C-Free5。学习C或者C++阶段就用Cfree，这个小巧，练习用很方便，专业版有调试功能。C-Free中集成了C/C++代码解析器，能够实时解析代码，并且在编写的过程中给出智能的提示。C-Free提供了对目前业界主流C/C++编译器的支持，你可以在C-Free中轻松切换编译器。可定制的快捷键、外部工具以及外部帮助文档，使你在编写代码时得心应手。完善的工程/工程组管理使你能够方便的管理自己的代码[4]。

（2）加强对计算机题目进行审题

第一、定义变量，考虑有几个输入，有几个输出。在这里我们可以把定义变量，形象的生动的定义为申请小房子，我们需要申请什么样的房，int型还是char型，或者其他类型。

第二、我们要考虑本程序有几个输入，利用C++里面的cin语句。

第三、我们主要要做什么，怎么做。

第四、我们有几个输出，格式是怎么样的，利用C++里面的cout语句。

接下来我们通过讲解例子来讲述上面四步骤。

某幼儿园里，有5个小朋友编号为1，2，3，4，5，他们按自己的编号顺序围坐在一张圆桌旁。他们身上都有若干个糖果，现在他们做一个分糖果游戏。从1号小朋友开始，将他的糖果均分三份（如果有多余的，则他将多余的糖果吃掉），自己留一份，其余两份分给他的相邻的两个小朋友。接着2号、3号、4号、5号小朋友也这样做。问一轮后，每个小朋友手上分别有多少糖果。

分析题目：题目中有5位小朋友，他们刚开始的糖果数目不确定，我们可以用a，b，c，d，e分别存储5个小朋友的糖果数，初始值由键盘输入。根据题目要求，我们可以得出这里的5个变量是数值型的，所以我们定义它为int型，用cin语句把初始糖果值输入。下面我们主要来分析一下题目的编程思想，我们主要要做什么，怎么做的问题。我们通过画图的方式把五个小朋友围坐在一个圆桌上，他们编号分别为1，2，3，4，5，对应的初始糖果数分别为a，b，c，d，e。我们从1号小朋友开始，将他的糖果分成三份，多余的自己吃掉，我们可以考虑用整除符号“/”，a=a/3 余数舍弃，自己留一份，相邻的二个小朋友分别得到一份a糖果，b=b+a，e=e+a；依此类推，把2号小朋友的b糖果按上述方法处理，b=b/3，a=a+b，c=c+a；

把3号小朋友的c糖果按上述方法处理，c=c/3，b=b+c，d=d+c；把4号小朋友的d糖果按上述方法处理，d=d/3，c=c+d，e=e+d；把5号小朋友的e糖果按上述方法处理，e=e/3，d=d+e，a=a+e；

第三步：具体编程的实施

接下来我们就启动C-Free软件，采用编辑菜单中的插入代码模板，找到相应的c++ template2模板，插入相应的框架代码，根据上述分析写出具体代码：

#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，再把所讲内容进行梳理总结。再通过作业，进行知识的巩固。

通过以上的一个例子，我们开始寻找学生编程的教育价值。是为了培养程序员吗？显然不是，这是与成人教育的最大不同。是为了接触与掌握人工智能吗？学生的认知特点和能够掌握的编程水平，离人工智能还相当遥远。是为了培养逻辑思维吗？学习编程有这方面的功能，但其他学科教育同样能够达到这个目标，甚至效率更高[5]。我认为，通过编程学习，学生最大的收获应该是能用计算机自动地表达自己的想法，这样他们就能够在理解计算机表达方式的基础上，让思维自由地行走在现实世界和计算机世界之间，而不会迷失在虚拟世界中。

我们如何更好地引领学生走进编程的世界呢？学生可以参加学校组织的正规培训来学习编程技术，可以学习网络上的资源，比如：中国大学的慕客网里面郭炜老师的程序和算法就很吸引学生们，我们可以引导性的带领学生们喜欢上程序和算法。

通过编程语言的学习，学生们会认识到“原来一直以为编程特别高深复杂，但没想到还是挺简单的，以后还想更多体验学习”“在学习编程的过程中自然而然就学会了素数、最大公约数和最小公倍数等问题”“通过编程深刻体会到一点小小的错误会导致全盘皆输，细节太重要了”“看到自己的编程能够操控家用电器，這才发现其实编程就在你我身边”等。可以说，学生们在编程体验中收获良多，不仅激发了学习与探究的积极性和自主性，同时养成了更加注意生活细节的认真态度。

4 结束语

综上所述，本文主要从实践和理论两个方面详细介绍了C++编程的优点和实际应用的效果，为学生走进C++编程的世界奠定良好的基础。

参考文献：

[1] 胡金锦.编程：一种观察世界的新视角——以《冒泡排序》一课为例谈计算思维[J].电脑知识与技术，2017（35）：126-128，142.

[2] 潘洪波.学会编程 开始思考世界上的一切过程 ——小学生《C++趣味编程》校本教材开发研究[J].中小学信息技术教育，2017（9）：68-71.

[3] 刁兴玲.诺基亚和上海贝尔张健：MEC开启可编程世界[J].通信世界，2016（17）：18-19.

[4] 五月.迈进可编程世界创新转向软件层面[J].电子设计应用，2006（6）：135.

[5] 王晓宁.5G-可编程世界的基石[J].通讯世界，2017（24）：323-324.