现代C++程序设计.pdf

《现代C++程序设计》作为一本优质的C++入门书籍，为初学者提供了全面而深入的C++编程知识体系。本书不仅覆盖了C++语言的基础语法，还深入探讨了面向对象编程、模板、泛型编程、异常处理、多线程、智能指针等高级主题，使读者能够快速掌握现代C++的精髓。 ### C++基础知识 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三种编程范式。C++最初由Bjarne Stroustrup于1979年在贝尔实验室开始设计和实现，作为C语言的增强版，它在C的基础上增加了类、命名空间、异常处理、模板、标准库等功能，极大地提高了代码的复用性和可维护性。 #### 基础语法 - **变量声明**：C++中变量的声明遵循类型前缀原则，如`int i;`声明了一个整型变量。 - **控制结构**：包括条件语句（if...else）、循环语句（for、while、do...while）等。 - **函数定义与调用**：函数是C++中的重要组成部分，可以返回值并接受参数。 - **数组与字符串**：C++中的数组是一组相同类型数据的集合，字符串在C++中通常以字符数组或`std::string`类型表示。 ### 面向对象编程 C++的面向对象特性主要通过类和对象的概念来体现，类是抽象的数据类型，用于定义对象的属性和行为，而对象则是类的实例。C++支持封装、继承和多态三大特性： - **封装**：将数据和操作数据的方法封装在一起，提高数据的安全性。 - **继承**：子类可以继承父类的属性和方法，实现代码重用。 - **多态**：允许不同类的对象对同一消息作出响应，通过虚函数和纯虚函数实现。 ### 模板与泛型编程 模板是C++中一个强大的特性，它允许程序员编写泛型代码，即可以用于多种数据类型的代码。模板分为函数模板和类模板两种，它们可以使代码更加灵活且高效。 #### 函数模板 函数模板允许我们定义一组相关的函数，这些函数具有相同的函数体，但可以应用于不同的数据类型。 #### 类模板 类模板则允许我们定义一系列具有相似结构和功能的类，通过指定不同的类型参数，可以得到不同的具体类。 ### 异常处理 异常处理是C++中用于错误处理的一种机制，它允许程序在发生错误时，通过抛出异常并捕获异常的方式进行处理，从而避免程序崩溃。 #### try...catch块 `try`块中包含可能抛出异常的代码，`catch`块则用于捕获并处理异常，确保程序的稳定运行。 ### 多线程编程 C++11引入了多线程支持，使得C++能够更方便地进行并发编程。多线程可以充分利用多核处理器的性能，提高程序的执行效率。 #### std::thread库 C++中的`std::thread`库提供了创建和管理线程的接口，包括线程的创建、同步和销毁等操作。 ### 智能指针 智能指针是C++中用于自动管理动态分配内存的工具，它可以防止内存泄漏和悬挂指针等问题，常见的智能指针类型有`std::shared_ptr`和`std::unique_ptr`。 #### std::shared_ptr `std::shared_ptr`允许多个指针共享同一资源的所有权，当所有指向该资源的智能指针被销毁或不再引用资源时，资源会被自动释放。 #### std::unique_ptr `std::unique_ptr`则提供独占所有权模型，确保资源在任何时刻只被一个智能指针管理，从而简化了资源的管理。 《现代C++程序设计》这本书不仅适合C++初学者作为入门教材，也适合有一定基础的开发者作为进阶指南，它全面覆盖了C++语言的各个方面，无论是基础知识还是高级特性，都能让读者受益匪浅。