ETY-215 Προχωρημένος Προγραμματισμός Ι:
Εισαγωγή στη γλώσσα προγραμματισμού C++

Διδάσκων

Σταμάτης Σταματιάδης

email

stamatis@materials.uoc.gr

τηλέφωνο

2810 39 4284

γραφείο

Γραφείο Β-201, κτίριο Επιστήμης Υπολογιστών.

Ώρες και Αίθουσα Διδασκαλίας

Διαλέξεις

Τρίτη 09:00-11:00, αίθουσα 2 Φυσικού

Ασκήσεις

Τρίτη 11:00-12:00, αίθουσα υπολογιστών 2 Φυσικού

Ανακοινώσεις

21 Σεπτεμβρίου 2022

Το μάθημα αρχίζει την Τρίτη 27 Σεπτεμβρίου, στις 09:00. Θα γίνεται στην αίθουσα Υπολογιστών 2, στο κτίριο του Φυσικού (κεντρική είσοδος). Το πρώτο μάθημα εκτάκτως θα αποτελείται από τρεις ώρες θεωρίας και μία ώρα ασκήσεων.

28 Σεπτεμβρίου 2022

Η θεωρία θα γίνεται στην αίθουσα 2 του Φυσικού

Παρακαλώ εγγραφείτε στο eclass του μαθήματος.

Αντικείμενο –Σκοπός

Το μάθημα αποτελεί μια εισαγωγή στη γλώσσα προγραμματισμού C++. Παρουσιάζονται τα στοιχεία της γλώσσας σύμφωνα με το ISO Standard του 2014 και οι σύγχρονες μέθοδοι προγραμματισμού με έμφαση σε ό,τι χρειάζεται για την ανάπτυξη επιστημονικών κωδίκων. Η διάρκεια του μαθήματος δεν επιτρέπει μεν εμβάθυνση, είναι όμως επαρκής για την απόκτηση ενός καλού υποβάθρου για περαιτέρω ενασχόληση.

Απευθύνεται σε προπτυχιακούς φοιτητές θετικών επιστημών με εισαγωγικές γνώσεις προγραμματισμού υπολογιστών και με διάθεση να μάθουν περισσότερα. Είναι επιθυμητό να έχουν επιτύχει σε εισαγωγικό μάθημα προγραμματισμού.

Διδακτέα Ύλη

Η διδακτέα ύλη του μαθήματος περιλαμβάνει

Βασικές έννοιες

Εισαγωγή, τύποι και τελεστές της C++.

Συντακτικό της γλώσσας, δεσμευμένες λέξεις, κανόνες σχηματισμού ονομάτων. Θεμελιώδεις τύποι μεταβλητών: λογικός, χαρακτήρα, ακεραίων, πραγματικών, μιγαδικών αριθμών. "Τύπος" void. Απαριθμήσεις. Τρόποι δήλωσης και εμβέλεια μεταβλητών και σταθερών ποσοτήτων. Αριθμητικοί τελεστές, προτεραιότητες. Χώροι ονομάτων. Αναφορές και Δείκτες.

Εντολές επιλογής, εντολές επανάληψης.

Τελεστές σύγκρισης, Εντολή if, τελεστής (?:), εντολή switch. Βρόχοι while, do while, for, range for. Εντολές continue, break.

Βασικές δομές αποθήκευσης

Διανύσματα - Πίνακες, στατικοί και δυναμικοί. Δομή (struct).

Ροές (streams)

Ροές αρχείων, Εσωτερικά αρχεία, είσοδος-έξοδος δεδομένων, διαμορφώσεις.

Συναρτήσεις.

Ορισμός και κλήση συνάρτησης, συνάρτηση main. Overloading, συναρτήσεις template. Μαθηματικές συναρτήσεις της C++.

Χειρισμός σφαλμάτων

Συναρτήσεις assert, static_assert. Σφάλματα μαθηματικών συναρτήσεων. Εξαιρέσεις (exceptions).

Standard Library

Iterators

Εισόδου, εξόδου, μονής κατεύθυνσης, διπλής κατεύθυνσης, τυχαίας προσπέλασης.

Containers

array, vector, deque, list, set, multiset, map, multimap, unordered_set, unordered_multiset, unordered_map, unordered_multimap.

Αλγόριθμοι

Κατηγορίες αλγορίθμων

Λοιπές έννοιες

Αντικείμενα-Συναρτήσεις, συναρτήσεις λάμδα, προσαρμογείς (adapters).

Αντικειμενοστρεφής Προγραμματισμός

Βασικές έννοιες

Οργάνωση κώδικα, ενθυλάκωση (encapsulation), ιεραρχία - κληρονομικότητα (inheritance), πολυμορφισμός.

Κλάσεις

Συναρτήσεις δημιουργίας, καταστροφής, αντιγραφής, μετακίνησης. Τελεστές εκχώρησης, σύγκρισης, λοιποί τελεστές. Υπόδειγμα κλάσης (class template).

Λοιπά Θέματα.

Βιβλιογραφία

Bιβλία, στα αγγλικά, ταξινομημένα με αύξοντα βαθμό δυσκολίας και πληρότητας (και αριθμού σελίδων!). Κάποια από τα βιβλία υπάρχουν στη Βιβλιοθήκη του Πανεπιστημίου. Να αποφύγετε όσα τυχόν βρείτε και έχουν εκδοθεί πριν το 1997, περιγράφουν τη γλώσσα πριν τυποποιηθεί με το Standard του 1998. Να προτιμήσετε βιβλία που έχουν εκδοθεί μετά το 2011 και περιγράφουν τη γλώσσα σύμφωνα με το Standard του 2011.

C++11/C++14

1. Bjarne Stroustrup. Programming -- Principles and Practice Using C++ (Second Edition) Addison Wesley, Reading, MA, USA, 2014.
2. Bjarne Stroustrup. A tour of C++. Addison Wesley, Reading, MA, USA, 2013. [  A Tour of C++ ]
3. Stanley B. Lippman, Josée Lajoie and Barbara E. Moo. C++ Primer. Addison Wesley, Reading, MA, USA, fifth edition, August 2012. Πολύ καλή, αναλυτικότατη παρουσίαση σχεδόν όλης της γλώσσας. Είναι κάπως δύσχρηστο ως βιβλίο αναφοράς.
4. Nicolai M. Josuttis. The C++ Standard Library: A Tutorial and Reference. Addison Wesley, Reading, MA, USA, March 2012. [  The C++ Standard Library ] Πλήρες βιβλίο για την παρουσίαση της Standard Library. Απαιτεί γνώση των βασικών στοιχείων της C++. Ο τρόπος οργάνωσης της ύλης ίσως δυσκολεύει τον αναγνώστη.
5. Bjarne Stroustrup. The C++ Programming Language. Addison Wesley, Reading, MA, USA, fourth edition, 2013. [  The C++ Programming Language (Fourth Edition) ] Η τέταρτη έκδοση διατίθεται μεταφρασμένη στα ελληνικά, με τίτλο “Η Γλώσσα Προγραμματισμού C++”, από τις εκδόσεις “Κλειδάριθμος”. Υπάρχει στη Βιβλιοθήκη. Το πληρέστερο βιβλίο για τη C++, από το δημιουργό της γλώσσας.

C++98

1. Andrew Koenig and Barbara E. Moo. Accelerated C++: practical programming by example. C++ In-Depth Series. Addison Wesley, Reading, MA, USA, 2000. [ Accelerated C++ ] Θεωρείται ένα από καλύτερα εισαγωγικά βιβλία, με πρωτοποριακή προσέγγιση στη διδασκαλία της C++. Υπάρχει στη Βιβλιοθήκη και προτείνεται για αυτομελέτη.
2. Stanley B. Lippman. Essential C++. C++ In-Depth Series. Addison Wesley, Reading, MA, USA, 2000. Σύντομο και σχετικά πλήρες. Απαιτεί κάποια εξοικοίωση με τον προγραμματισμό. Προτείνεται για αυτομελέτη.
3. Bjarne Stroustrup. Programming -- Principles and Practice Using C++ Addison Wesley, Reading, MA, USA, 2008.
   Εκδίδεται μεταφρασμένο στα ελληνικά, με τίτλο “Προγραμματισμός με τη C++”, από τις εκδόσεις “Παπασωτηρίου”.
4. John R. Hubbard. Programming with C++. Schaum's Outline Series. McGraw-Hill, second edition, June 2000.
5. Bruce Eckel. Thinking in C++. Introduction to Standard C++, volume 1.
   Prentice Hall, second edition, 2000. [  http://www.mindviewinc.com ] Διατίθεται και σε ηλεκτρονική μορφή, δωρεάν στο σχετικό link.
6. Stanley B. Lippman, Josée Lajoie. C++ Primer. Addison Wesley, Reading, MA, USA, third edition, April 1998. Πολύ καλή, αναλυτικότατη παρουσίαση σχεδόν όλης της γλώσσας. Είναι κάπως δύσχρηστο ως βιβλίο αναφοράς. Υπάρχει στη Βιβλιοθήκη.
7. Nicolai M. Josuttis. The C++ Standard Library: A Tutorial and Reference. Addison Wesley, Reading, MA, USA, September 1999. [  The C++ Standard Library ] Πλήρες βιβλίο για την παρουσίαση της Standard Library. Απαιτεί γνώση των βασικών στοιχείων της C++. Ο τρόπος οργάνωσης της ύλης ίσως δυσκολεύει τον αναγνώστη. Υπάρχει στη Βιβλιοθήκη.
8. Bjarne Stroustrup. The C++ Programming Language. Addison Wesley, Reading, MA, USA, third edition, 1997. [  The C++ Programming Language (Third Edition) ] Διατίθεται μεταφρασμένη στα ελληνικά, με τίτλο “Η Γλώσσα Προγραμματισμού C++”, από τις εκδόσεις “Κλειδάριθμος”. Το πληρέστερο βιβλίο για τη C++, από το δημιουργό της γλώσσας. Η τρίτη έκδοση υπάρχει στη Βιβλιοθήκη. Τα τρία πρώτα κεφάλαια του βιβλίου (ιστορία και επισκόπηση της γλώσσας) παρέχονται δωρεάν στo σχετικό link και προτείνονται για ανάγνωση (είναι ιδιαίτερα δύσκολα για αρχάριους).