C++教程：介绍软件开发流程

在我们可以编写和执行我们的第一个 C++ 程序之前，我们需要更详细地了解 C++ 程序是如何开发的。

第 1 步：定义您要解决的问题

这是“什么”步骤，您可以在其中弄清楚您打算解决什么问题。对您想要编程的内容提出最初的想法可能是最简单的步骤，也可能是最困难的步骤。但从概念上讲，它是最简单的。您所需要的只是一个可以明确定义的想法，然后您就可以为下一步做好准备。

这里有一些例子：

• “我想编写一个程序，让我输入许多数字，然后计算平均值。”
• “我想编写一个程序来生成二维迷宫并让用户在其中导航。如果他们到达终点，用户就会获胜。”
• “我想编写一个程序，读取股票价格文件并预测股票是上涨还是下跌。”

第 2 步：确定您将如何解决问题

这是“如何”步骤，您可以在此确定如何解决您在步骤 1 中提出的问题。这也是软件开发中最容易被忽视的步骤。问题的关键是有很多方法可以解决问题——但是，这些解决方案中的一些是好的，而另一些是坏的。很多时候，程序员会得到一个想法，坐下来，并立即开始编写解决方案。这通常会生成一个属于不良类别的解决方案。

通常，好的解决方案具有以下特征：

• 它很简单（不过分复杂或令人困惑）。
• 它有很好的文档记录（尤其是围绕所做的任何假设或限制）。
• 它是模块化构建的，因此模块可以在以后重复使用或更改，而不会影响程序的其他模块。
• 它们很健壮，可以在发生意外情况时恢复或提供有用的错误消息。

当您坐下来立即开始编码时，您通常会想“我想做<某事>”，因此您实施了可以让您以最快速度到达那里的解决方案。这可能会导致程序脆弱、以后难以更改或扩展，或者有很多错误（技术缺陷）。

术语漏洞最早是由19世纪70年代爱迪生提出！然而，这个术语在1940年代流行起来，当时工程师发现一只真正的飞蛾卡在早期计算机的硬件中，导致短路。报告错误的日志和飞蛾现在都是史密森美国历史博物馆的一部分。可以在这里查看。

研究表明，程序员实际上只有20%的时间花在编写初始程序上。其余80%用于维护，包括调试（解决错误）、更新以应对环境变化（例如，在新的操作系统版本上运行）、增强功能（用于提高可用性或功能的小改动），或内部改进（以提高可靠性或可维护性）。

因此，值得您花一点时间预先（在开始编码之前）考虑解决问题的最佳方法，您正在做出什么假设以及您如何规划未来，以拯救自己很多时间和麻烦。

我们将在以后的课程中更多地讨论如何有效地设计问题的解决方案。

第 3 步：编写程序

为了编写程序，我们需要两件事：首先，我们需要编程语言的知识——这就是这些教程的目的！其次，我们需要一个文本编辑器来编写和保存我们编写的程序。我们使用C++指令编写的程序称为源代码（通常简称为代码）。可以使用任何您想要的文本编辑器来编写程序，甚至是像Window的记事本或Unix的vim或pico这样简单的编辑器。但是，我们强烈建议您使用专为编程设计的编辑器（称为代码编辑器）。如果您还没有，请不要担心。我们将很快介绍如何安装代码编辑器。

为编码而设计的典型编辑器具有一些使编程更容易的功能，包括：

1. 行编号。当编译器给我们一个错误时，行编号很有用，因为典型的编译器错误会说明：一些错误代码/消息，第 64 行。如果没有显示行号的编辑器，找到第 64 行可能会很麻烦。
2. 语法高亮和着色。语法高亮和着色会更改程序各个部分的颜色，以便更轻松地识别程序的不同组件。下面是一个 C++ 程序的示例，其中包含行号和语法突出显示：

#include <iostream>

int main()
{
    std::cout << "Colored text!";
    return 0;
}

我们在本教程中展示的示例将始终具有行号和语法突出显示，以使其更易于理解。

1. 一个明确的字体。非编程字体通常难以区分数字0和字母O，或数字1、字母l（小写L）和字母I（大写 i）。一个好的编程字体将确保这些符号在视觉上有区别，以确保不会意外地使用一个来代替另一个。默认情况下，所有代码编辑器都应启用此功能，但标准文本编辑器可能不会。

您编写的程序通常会命名为something.cpp，其中的something将替换为您为程序选择的名称（例如计算器、hi-lo等）。.cpp扩展告诉编译器（和你），这是一个包含C++指令的C++源代码文件。请注意，有些人使用扩展名 .cc 而不是.cpp，但我们建议您使用.cpp。

将您的代码文件命名为something.cpp，其中something是您选择的名称，而.cpp是指示该文件是 C++ 源文件的扩展名。

另请注意，许多复杂的 C++ 程序都有多个.cpp文件。尽管您最初创建的大多数程序只有一个.cpp文件，但编写具有数十或数百个.cpp文件的单个程序是可能的。