C++重新入门-C++简介

1.C++简介

C++ 是一种静态类型的、编译式的、通用的、大小写敏感的、不规则的编程语言，支持过程化编程、面向对象编程和泛型编程。

C++ 被认为是一种中级语言，它综合了高级语言和低级语言的特点。

C++ 是由 Bjarne Stroustrup 于 1979 年在新泽西州美利山贝尔实验室开始设计开发的。C++ 进一步扩充和完善了 C 语言，最初命名为带类的C，后来在 1983 年更名为 C++。

C++ 是 C 的一个超集，事实上，任何合法的 C 程序都是合法的 C++ 程序。

注意：使用静态类型的编程语言是在编译时执行类型检查，而不是在运行时执行类型检查。

1. 静态类型： C++是一种静态类型语言，这意味着在编译时就需要确定变量的数据类型。这提供了更早的错误检测和更高的性能，但也要求程序员在编写代码时更加注意类型的匹配。

2. 编译式： C++是一种编译式语言，代码需要先被编译成机器码或可执行文件，然后才能运行。相比解释型语言，这通常提供了更好的性能。

3. 通用编程语言： C++是一种通用编程语言，适用于各种应用领域，包括系统编程、嵌入式系统、图形界面开发等。其灵活性和广泛应用使其成为一门强大的编程语言。

4. 大小写敏感： 在C++中，标识符的大小写是敏感的，这意味着Variable和variable被视为不同的标识符。

5. 不规则： C++允许使用指针、直接内存访问等低级操作，这提供了更大的灵活性，但也需要程序员对内存管理和底层细节有更深入的理解。

6. 中级语言： C++被认为是一种中级语言，因为它在高级语言和低级语言之间取得了平衡。它提供了高级抽象的同时，仍然保留了对底层硬件的直接控制能力。

7. C++标准库： 标准库是C++的一个强大组成部分，提供了大量的功能，包括输入输出、容器、算法、字符串处理等，为开发者提供了方便且高效的工具。

2.面向对象程序设计

面向对象程序设计（Object-Oriented Programming，OOP）是C++中的一个核心概念。OOP的主要思想是将问题抽象成对象，对象是数据和操作数据的函数的封装。C++中实现OOP的关键概念包括类、对象、继承、多态和封装。

以下是对这些概念的简要讲解：

类（Class）： 类是C++中定义对象的模板。它是用户自定义数据类型的蓝图，用于描述对象的属性（成员变量）和行为（成员函数）。类中的成员变量和成员函数可以被访问控制修饰符（public、private、protected）来限制对它们的访问权限。

class Dog {
public:
    // 成员变量
    std::string name;
    int age;

    // 成员函数
    void bark() {
        std::cout << "Woof! Woof!" << std::endl;
    }
};

对象（Object）： 对象是类的实例，是类的具体实体。通过类定义的模板，可以创建多个对象，每个对象都有自己的属性和行为。

Dog myDog;  // 创建Dog类的一个对象
myDog.name = "Buddy";
myDog.age = 2;
myDog.bark();  // 调用成员函数

继承（Inheritance）： 继承是一种机制，允许一个类（子类/派生类）基于另一个类（父类/基类）的定义来创建自己的定义。子类可以继承父类的成员变量和成员函数，并可以添加、修改或重写它们。

class Labrador : public Dog {
public:
    void swim() {
        std::cout << "Labrador is swimming." << std::endl;
    }
};

多态（Polymorphism）： 多态允许使用一个类的实例来代表其他相关类的实例。C++中的多态性通常通过虚函数（virtual function）和函数重写（function overriding）来实现。

class Animal {
public:
    virtual void makeSound() {
        std::cout << "Animal makes a sound." << std::endl;
    }
};

class Dog : public Animal {
public:
    void makeSound() override {
        std::cout << "Dog barks." << std::endl;
    }
};

void playWithAnimal(Animal* animal) {
    animal->makeSound();  // 多态调用
}

封装（Encapsulation）： 封装是一种将类的实现细节隐藏起来，只暴露必要的接口给外部使用的概念。通过将数据成员设置为私有，可以通过公有的成员函数提供对数据的控制和访问。

class Circle {
private:
    double radius;

public:
    void setRadius(double r) {
        if (r > 0) {
            radius = r;
        } else {
            std::cout << "Invalid radius." << std::endl;
        }
    }

    double getArea() {
        return 3.14 * radius * radius;
    }
};

 这些概念共同构成了C++中的面向对象编程体系，使得代码更易于理解、维护和扩展。通过使用这些概念，程序员可以更好地组织和设计代码，提高代码的可重用性和可维护性。

3.标准库

标准的 C++ 由三个重要部分组成：

• 核心语言，提供了所有构件块，包括变量、数据类型和常量，等等。
• C++ 标准库，提供了大量的函数，用于操作文件、字符串等。
• 标准模板库（STL），提供了大量的方法，用于操作数据结构等。

 4.ANSI 标准

ANSI 标准是为了确保 C++ 的便携性 —— 您所编写的代码在 Mac、UNIX、Windows、Alpha 计算机上都能通过编译。

由于 ANSI 标准已稳定使用了很长的时间，所有主要的 C++ 编译器的制造商都支持 ANSI 标准。

5. 学习 C++

学习 C++，关键是要理解概念，而不应过于深究语言的技术细节。

学习程序设计语言的目的是为了成为一个更好的程序员，也就是说，是为了能更有效率地设计和实现新系统，以及维护旧系统。

C++ 支持多种编程风格。您可以使用 Fortran、C、Smalltalk 等任意一种语言的编程风格来编写代码。每种风格都能有效地保证运行时间效率和空间效率。

6.C++ 的使用

C++ 语言在许多行业和领域都有广泛应用，包括：

• 游戏开发：C++ 是游戏开发领域中最常用的编程语言之一，因为它具有高效的性能和直接控制硬件的能力。许多主要的游戏引擎，如 Unreal Engine 和 Unity，都使用 C++ 编写。

• 嵌入式系统开发：C++ 可以在嵌入式系统中发挥重要作用，如智能手机、汽车、机器人和家电等领域。由于嵌入式系统通常具有严格的资源限制和实时要求，因此 C++ 的高效性能和内存控制功能非常有用。

• 金融领域：C++ 在金融领域中被广泛应用，如高频交易、算法交易和风险管理等领域。由于这些应用程序需要高效的性能和对硬件的直接控制，C++ 语言是一个合适的选择。

• 图形图像处理：C++ 可以用于开发图形和图像处理应用程序，如计算机视觉、计算机图形学和人工智能领域。由于这些应用程序需要高效的计算能力和对硬件的控制，因此 C++ 是一个很好的选择。

• 科学计算和数值分析：C++ 可以用于开发科学计算和数值分析应用程序，如数值模拟和高性能计算等领域。由于这些应用程序需要高效的计算能力和对硬件的直接控制，C++ 语言是一个很好的选择。

注：上述部分内容来自：https://www.runoob.com/cplusplus/cpp-intro.html