大二上計組往年卷刷題之簡答題部分 202411109

陆舟LandBoat發表於2024-11-09

2020年計組期末卷（非陳家駿班）

1.請簡述 C++程式設計語言的設計理念、演化歷程（包括主要的貢獻者），並討論 Simula 67在其中的作用。

C++程式設計語言的設計理念

C++的設計理念主要基於以下幾個核心原則：

  1. 高效地使用硬體：C++旨在保持與C語言的相容性，使得C++程式碼與C程式碼執行時具有相似或更好的效能。
  2. 零成本的抽象機制：C++提供了低成本的靈活抽象機制，包括類、繼承、模板等，使得使用者定義的型別能夠獲得與內建型別相似的效能和支援。
  3. 支援多種程式設計正規化：C++不僅支援物件導向程式設計，還相容C語言的程序導向程式設計，以及透過模板等特性支援泛型程式設計。

演化歷程及主要貢獻者

C++的演化歷程可以概括為以下幾個階段：

  1. 1979年：Bjarne Stroustrup在貝爾實驗室開始開發C++的前身，最初稱為“C with Classes”。
  2. 1983年：語言正式更名為C++，新增了虛擬函式、函式過載等特性。
  3. 1985年：釋出了《The C++ Programming Language》一書，同年C++作為商業產品被實現。
  4. 1989年：C++更新，引入了多重繼承、保護成員和靜態成員等特性。
  5. 1998年：ANSI/ISO C++標準建立，標誌著C++的正式標準化。

主要貢獻者包括：

  • Bjarne Stroustrup：C++的創造者，對C++的發展做出了決定性的貢獻。
  • Dennis M. Ritchie：C語言之父，對C++的早期發展有影響，因為C++是基於C語言發展起來的。
  • Scott Meyers：世界頂級的C++軟體開發技術權威之一，著有多本影響深遠的C++書籍。
  • Stan Lippman：早期C++編譯器開發者之一，參與了C++語言的發展。
  • Herb Sutter：C++ Standard Committee的主席，對C++標準的制定和發展有重要影響。

Simula 67在C++中的作用

Simula 67是首款支援物件導向的語言，它對C++的影響主要體現在以下幾個方面：

  1. 物件導向程式設計的引入：Bjarne Stroustrup在準備博士論文時使用了Simula語言，並發現物件導向的思想對於軟體開發非常有用，這促使他將物件導向的概念引入C語言，從而創造了C++。
  2. 類和繼承的概念：C++中的類和繼承機制受到了Simula 67的直接影響，這些特性使得C++能夠有效地進行資料抽象和程式碼複用。
  3. 程式組織方式：C++的設計意圖是將Simula的程式組織方式與C在系統程式設計方面的效率和靈活性結合起來。

綜上所述，Simula 67在C++的發展中扮演了重要的角色，它不僅為C++提供了物件導向的概念基礎，還影響了C++的設計理念和語言特性的形成。

2017年期末卷（陳家駿教授班）

1.什麼是物件導向程式設計？
物件導向程式設計（Object-Oriented Programming，OOP）是一種程式設計正規化，它使用“物件”來設計應用程式和計算機程式。這些物件代表現實世界中的實體，並且包含資料（屬性）和處理資料的程式碼（方法）。物件導向程式設計的主要概念包括：

  1. 物件（Object）：物件是物件導向程式設計的基本單元，它由資料和操作這些資料的方法組成。在現實世界中，物件可以是任何事物，比如人、汽車、書籍等。

  2. 類（Class）：類是物件的藍圖或模板，它定義了一組屬性和方法，這些屬性和方法可以被類的物件（例項）所共享。類描述了物件的共同特性和行為。

  3. 封裝（Encapsulation）：封裝是將資料（屬性）和運算元據的方法（行為）捆綁在一起的過程。它還隱藏了物件的內部狀態和實現細節，只暴露有限的介面供外部訪問，從而保護物件的完整性。

  4. 繼承（Inheritance）：繼承是一種建立新類的方式，新類（子類）可以繼承一個或多個現有類（父類或超類）的屬性和方法。這支援程式碼的重用，並允許建立類之間的層次結構。

  5. 多型（Polymorphism）：多型性是指物件可以有多種形式的能力。在物件導向程式設計中，多型性允許不同類的物件對同一訊息做出響應，或者允許一個介面用於不同的底層形式。這通常透過方法過載和方法覆蓋實現。

  6. 抽象（Abstraction）：抽象是將複雜的現實世界簡化為基本特徵的過程，以便更容易理解和操作。在物件導向程式設計中，抽象允許開發者專注於物件的外部行為，而不是其內部實現。

物件導向程式設計的優點包括：

  • 程式碼重用：透過繼承和多型性，可以重用程式碼，減少重複勞動。
  • 模組化：程式碼被組織成模組（物件），這使得維護和擴充套件程式碼更加容易。
  • 易於維護：由於封裝和模組化，修改程式碼的一部分通常不會影響其他部分。
  • 可讀性：物件導向程式碼通常更接近自然語言，因此更易於理解和閱讀。

物件導向程式設計被廣泛應用於現代軟體開發中，因為它提供了一種自然的方式來模擬和解決複雜問題。

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