C++ Programming

Duration: 5 Levels

Difficulty: Intermediate to Advanced

Age Group: 14-18 years

關於此課程

C++作為一門強大且高效的程式語言，是深入理解計算機系統、參與算法競賽及從事高性能軟件開發的基石。本課程為香港學生提供一條系統化的C++學習路徑，從基礎語法到高階算法與數據結構，層層遞進。

學生將從理解編譯原理開始，逐步掌握指針、記憶體管理等C++核心概念，並學習運用STL（標準模板庫）這一強大工具。課程深度融合算法競賽知識點，旨在不僅培養學生紮實的編程技能，更鍛煉其頂級的邏輯思維與問題解決能力，為未來升學及職業發展創造顯著優勢。

學習目標

完成本課程後，學生將能夠：

建立完整的程式編寫、編譯、調試流程概念。
精通C++基礎與核心語法，包括數據類型、運算子、三大控制結構。
掌握數組、字符串、結構體、指針等高級數據類型的應用。
運用函數、遞歸及檔案IO進行模塊化程式設計。
熟練使用STL中的容器（如vector, list, stack, queue）及算法（如sort）。
實現重要的數據結構，包括鏈表、二叉樹、圖的存儲與遍歷。
理解並應用各類基礎算法：枚舉、模擬、貪心、分治、排序、動態規劃、深度/廣度優先搜索。
建立初等數論與組合數學的基礎，並能應用於解決實際問題。

課程級別

我們的C++編程課程分為五個緊密銜接的級別，帶領學生從入門走向算法競賽級別。

級別	名稱	適合對象
Level 1	C++基礎築構師	零基礎初學者
Level 2	數據結構工程師	掌握基礎語法，希望深入學習數組、函數與結構體
Level 3	算法實踐工程師	熟練運用核心語法，開始學習基礎算法與STL
Level 4	高級算法工程師	掌握基礎算法，深入學習搜索、數論與高效算法
Level 5	競賽算法專家	具備紮實算法基礎，挑戰動態規劃、圖論與組合數學

各级別詳情

C++基礎築構師

本級別是C++的起點。學生將學習完整的編譯流程，理解頭文件與命名空間的作用。從變數、常量、基本數據類型入手，熟練使用輸入輸出語句和各類運算子。重點掌握順序與分支結構（if, switch），並能進行嵌套判斷，為複雜邏輯打下堅實基礎。

數據結構工程師

學生將進入C++的核心領域。學習循環結構與多層嵌套，並掌握一維及多維數組的應用。深入理解字符數組與string字符串的異同。重點學習函數的定義、調用及參數傳遞，並接觸強大的遞歸思想。同時，將引入結構體和指針的概念，並學會進行基本的文件讀寫操作。

算法實踐工程師

課程重心轉向算法與數據結構。學生將掌握STL中常用容器（list, vector, stack, queue）的使用，極大提升編程效率。學習枚舉與模擬算法，並能實現高精度加減法。同時，引入進制轉換、初等數論概念（質數、整除）和流程圖繪製，系統化地培養算法設計能力。

高級算法工程師

這是一個飛躍性的級別。學生將學習更高階的算法思想：貪心策略、二分法（查找與答案）、倍增法以及深度/廣度優先搜索（DFS/BFS）及其優化。在數論方面，將掌握歐幾里得算法和埃氏篩法。同時，學生將初步接觸樹結構的表示與遍歷方法，解決問題的能力將大幅提升。

競賽算法專家

這是通往算法競賽的頂尖課程。學生將理解面向對象編程思想，並掌握各類排序算法與STL sort的定制化使用。課程核心是動態規劃（線性、背包、區間）的深入應用與各類圖論算法（存儲、DFS/BFS遍歷）。此外，還將學習哈夫曼樹、組合數學（排列組合、楊輝三角）等高端知識點，全面備戰更高級別的挑戰。

您將會學到

語法基礎

頭文件、命名空間、編譯調試、數據類型、變數/常量、運算子、輸入/輸出（cin/cout, scanf/printf）。

程式結構

順序結構、分支結構（if/switch）、循環結構（for/while/do-while）、嵌套應用。

數據結構 - 基礎

數組（一維、多維）、字符數組、字符串（string）、結構體、指針。

數據結構 - 高級

鏈表、堆疊（Stack）、佇列（Queue）、二叉樹、圖（鄰接矩陣、鄰接表）。

編程技術

函數定義與調用、形參與實參、遞歸、檔案IO操作。

STL標準模板庫

容器（vector, list, stack, queue）、算法（sort）。

核心算法 - 基礎

枚舉、模擬、高精度計算。

核心算法 - 進階

貪心、二分、倍增、深度優先搜索（DFS）、廣度優先搜索（BFS）、動態規劃（DP）。

數學知識

數制轉換、初等數論（質數、整除、公約數）、組合數學（加法/乘法原理、排列組合）。