GESP C++ & Python 四级考试大纲、课程安排与设计

一、知识点详述

（1）理解 C指针类型的概念，掌握指针类型变量的定义、赋值、解引用。   （2）掌握 C结构体、二维及多维数组的基本概念及使用；掌握 Python 复合数据类型的嵌套使用。（3）理解模块化编程思想，掌握函数的声明、定义及调用，掌握形参与实参的概念及区别。（4）掌握变量作用域的概念，理解全局变量与局部变量的区别。（5）掌握函数参数的传递方式：C++值传递、引用传递、指针传递；Python 值传递、引用传递。（6）掌握递推算法基本思想、递推关系式的推导以及递推问题求解。（7）掌握排序算法的概念，了解内排序和外排序的概念及差别，理解排序算法的时间复杂度、空间复杂度、使用场景以及稳定性。（8）掌握排序算法中的冒泡排序、插入排序、选择排序的算法思想、排序步骤及代码实现。（9）简单算法复杂度的估算，含多项式、指数复杂度。（10）掌握文件操作中的重定向，实现文件读写操作，了解文本文件的分类，掌握写操作、读操作、读写操作。（11）了解异常处理机制，掌握异常处理的常用方法。

二、考核目标

掌握 C++指针类型、二维及多维数组的基本使用；掌握 Python 复合类型的嵌套使用。通过函数相关知识的学习，掌握模块化设计思想，具备编写自定义函数程序的能力。掌握文件读写操作，并通过对排序算法、递推法的学习，可以根据不同的使用场景，合理选择最优的算法。

四、知识点描述

1. 指针

• • 知识点：指针类型，指针类型定义变量，指针类型变量的赋值、解引用

2. 二维及多维数组

• • 知识点：C++二维及多维数组的定义、使用Python 复合类型的嵌套使用

3. 结构体

• • 知识点：结构体定义和使用，结构体数组，结构体指针，结构体嵌套结构体，结构体做函数参数，结构体中 const 使用场景

4. 函数

• • 知识点：函数的定义、调用、声明；形参、实参；全局作用域、局部作用域；值传递、引用传递

5. 递推算法

• • 知识点：递推算法基本思想、递推关系式推导

6. 排序算法

• • 知识点：冒泡排序、插入排序、选择排序；时间复杂度、空间复杂度、算法稳定性；简单算法复杂度的估算，含多项式、指数复杂度

7. 文件操作

• • 知识点：文件重定向，读操作、写操作、读写操作

8. 异常处理

• • 知识点：异常处理机制和常用方法

五、题型分布

• • 单选题：15道 (2分/道)
• • 判断题：10道 (2分/道)
• • 编程题：2道 (25分/道)
• • 考试时间：120分钟

一、课程总体说明

本课程依据GESP考试大纲中C++&Python编程四级标准设计，旨在通过系统性教学帮助学生掌握以下核心能力：

• • 理解并应用C++指针、结构体、二维/多维数组等数据结构
• • 掌握Python复合数据类型的嵌套使用技巧
• • 掌握模块化编程思想与函数使用
• • 理解并应用递推算法、排序算法基础
• • 掌握基本的算法复杂度分析方法
• • 掌握文件操作与异常处理机制

总课时建议：16-20课时 (每课时约45-60分钟)目标群体：已完成GESP三级或具备同等知识水平的学生

二、课程单元详细安排

第一单元：模块化编程与函数深入 (3-4课时)

教学目标：

• • 理解模块化编程思想的重要性。
• • 掌握函数的定义、声明、调用全过程。
• • 清晰区分形参与实参。
• • 理解局部变量与全局变量的作用域及生命周期。
• • 掌握C++和Python的函数参数传递机制。

课程内容：

1. 1. 理论讲解：什么是模块化？为什么需要函数？通过生活实例（如汽车制造）类比。
2. 2. 核心语法：函数定义的语法格式、返回值、函数原型声明。
3. 3. 参数传递详解：
• • C++：值传递（拷贝）、引用传递（别名）、指针传递（地址）。
• • Python：理解可变对象（列表、字典）与不可变对象（数字、字符串、元组）在参数传递中的表现。
4. 4. 作用域实践：通过代码演示局部变量和全局变量的访问规则，讲解变量屏蔽现象及global关键字(Python)/ ::作用域解析运算符(C++)。
5. 5. 综合案例：设计一个“简易计算器”函数集合（加、减、乘、除），并演示参数传递的不同方式。

第二单元：进阶数据结构 (4-5课时)

教学目标：

• • 掌握C++二维及多维数组的定义、初始化、遍历与应用。
• • 掌握Python中列表、字典、元组、集合的嵌套组合使用。
• • 理解C++结构体的概念与应用场景。
• • 理解C++指针的基本概念与操作。

课程内容：

1. 1. C++二维/多维数组：
• • 内存模型理解（行为主存储）。
• • 定义与初始化方法（包括不完全初始化）。
• • 嵌套循环遍历与应用案例（如矩阵运算、棋盘游戏地图）。
2. 2. Python复合数据类型嵌套：
• • 列表嵌套列表（二维列表模拟）。
• • 字典值为列表或字典（如学生信息管理系统：{‘name’: ‘小明’， ‘scores’: [85, 90, 78]}）。
• • 元组、集合在嵌套中的应用。
3. 3. C++结构体：
• • 结构体的定义与变量声明。
• • 结构体成员的访问。
• • 结构体数组（如管理多个学生记录）。
• • 结构体作为函数参数（值传递 vs. 引用/指针传递）。
4. 4. C++指针基础（重点）：
• • 指针的概念（内存地址）。
• • 指针变量的定义、赋值（&取地址运算符）。
• • 指针的解引用（*运算符）。
• • 指针与数组的关联（数组名作为指针常量）。

第三单元：算法基础（一）：排序与递推 (4-5课时)

教学目标：

• • 理解算法稳定性、时间复杂度、空间复杂度的基本概念。
• • 掌握冒泡排序、选择排序、插入排序的算法思想与代码实现。
• • 能够估算简单算法（多项式、指数级）的复杂度。
• • 掌握递推算法的思想，能识别递推关系并求解简单问题。

课程内容：

1. 1. 算法复杂度入门：
• • 为什么要分析复杂度？通过数据规模增长感受不同效率。
• • 大O表示法简介。区分多项式和指数复杂度（如O(n^2) vs O(2^n)）。
2. 2. 排序算法三部曲：
• • 冒泡排序：形象比喻“水中的气泡”，讲解相邻比较交换的过程。
• • 选择排序：形象比喻“擂台赛”，每次选择最小（大）元素。
• • 插入排序：形象比喻“理扑克牌”，讲解将元素插入有序序列的过程。
• • 对比与实践：用同一组数据演示三种排序过程，对比其稳定性和效率。
3. 3. 递推算法：
• • 从已知条件出发，步步推导。与递归进行对比。
• • 经典案例：斐波那契数列（非递归实现）、爬楼梯问题、杨辉三角等。
• • 解题步骤：定义状态 -> 建立递推式 -> 确定边界 -> 循环实现。

第四单元：算法基础（二）与文件操作 (3-4课时)

教学目标：

• • 掌握文件的基本操作，包括打开、读写、关闭。
• • 理解并使用文件重定向简化输入输出测试。
• • 了解异常处理机制的基本使用方法。
• • 综合运用本单元知识解决实际问题。

课程内容：

1. 1. 文件操作：
• • C++：ifstream, ofstream, fstream。打开模式（ios::in, ios::out等）。>>, <<, getline读写。
• • Python：open()函数与with语句。读取方法（read, readline, readlines），写入方法（write, writelines）。
• • 实践案例：从文件读取一组数据排序后，将结果写入另一个文件。
2. 2. 文件重定向：
• • 介绍命令行重定向（./program < input.txt > output.txt）。
• • 在IDE中配置输入输出重定向进行测试的好处。
3. 3. 异常处理入门：
• • 为什么需要异常处理？—— 让程序更健壮。
• • C++：try, catch, throw基本结构，捕获文件打开失败等异常。
• • Python：try, except, else, finally基本结构，处理除零错误、类型转换错误等。

第五单元：综合复习与实战模拟 (2-3课时)

教学目标：

• • 串联整合四级所有知识点。
• • 通过综合题目练习，提升问题分析和解决能力。
• • 熟悉GESP四级考试题型、题量和时间分配。

课程内容：

1. 1. 知识图谱串讲：以一张思维导图回顾函数、数据结构、排序、递推、文件等核心模块间的联系。
2. 2. 典型综合题解析：
• • 例题1：使用结构体数组（C++）或嵌套字典列表（Python）管理数据，通过函数进行排序和查询，最后将结果存入文件。
• • 例题2：利用递推思想解决一个实际问题，并分析其算法复杂度。
3. 3. 全真模拟考试：
• • 严格按照考纲要求，进行一场包含15道单选、10道判断、2道编程题的限时（120分钟）模拟测试。
• • 考后逐题讲评与答疑。

三、教学建议与评估方式

教学建议：

• • 循序渐进：遵循“概念理解 -> 代码演示 -> 动手实践 -> 习题巩固”的循环。
• • 对比学习：在讲解C++和Python相同知识点时，突出其语法差异和思维共性。
• • 可视化辅助：使用动画演示排序过程、指针指向、内存变化等抽象概念。
• • 项目驱动：设计一个贯穿多课时的小项目（如“班级成绩管理系统”），分模块实现。

评估方式：

• • 课堂练习：每个课时配套针对性练习题。
• • 单元小测：每个单元结束后进行知识检查。
• • 编程作业：布置综合性的编程任务，考察知识运用能力。
• • 最终模拟考：以模拟考试成绩作为课程掌握程度的重要参考。