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X分钟速成Y

其中 Y=c++#

源代码下载： learncpp-cn.cpp

C++是一种系统编程语言。用它的发明者， Bjarne Stroustrup的话来说，C++的设计目标是：

  • 成为“更好的C语言”
  • 支持数据的抽象与封装
  • 支持面向对象编程
  • 支持泛型编程

C++提供了对硬件的紧密控制（正如C语言一样）， 能够编译为机器语言，由处理器直接执行。 与此同时，它也提供了泛型、异常和类等高层功能。 虽然C++的语法可能比某些出现较晚的语言更复杂，它仍然得到了人们的青睞—— 功能与速度的平衡使C++成为了目前应用最广泛的系统编程语言之一。

////////////////// 与C语言的比较////////////////
// C++_几乎_是C语言的一个超集，它与C语言的基本语法有许多相同之处，// 例如变量和函数的声明，原生数据类型等等。
// 和C语言一样，在C++中，你的程序会从main()开始执行，// 该函数的返回值应当为int型，这个返回值会作为程序的退出状态值。// 不过，大多数的编译器（gcc，clang等）也接受 void main() 的函数原型。// （参见 http://en.wikipedia.org/wiki/Exit_status 来获取更多信息）int main(int argc, char** argv){    // 和C语言一样，命令行参数通过argc和argv传递。    // argc代表命令行参数的数量，    // 而argv是一个包含“C语言风格字符串”（char *）的数组，    // 其中每个字符串代表一个命令行参数的内容，    // 首个命令行参数是调用该程序时所使用的名称。    // 如果你不关心命令行参数的值，argc和argv可以被忽略。    // 此时，你可以用int main()作为函数原型。
    // 退出状态值为0时，表示程序执行成功    return 0;}
// 然而，C++和C语言也有一些区别：
// 在C++中，字符字面量的大小是一个字节。sizeof('c') == 1
// 在C语言中，字符字面量的大小与int相同。sizeof('c') == sizeof(10)

// C++的函数原型与函数定义是严格匹配的void func(); // 这个函数不能接受任何参数
// 而在C语言中void func(); // 这个函数能接受任意数量的参数
// 在C++中，用nullptr代替C语言中的NULLint* ip = nullptr;
// C++也可以使用C语言的标准头文件，// 但是需要加上前缀“c”并去掉末尾的“.h”。#include <cstdio>
int main(){    printf("Hello, world!\n");    return 0;}
///////////// 函数重载///////////
// C++支持函数重载，你可以定义一组名称相同而参数不同的函数。
void print(char const* myString){    printf("String %s\n", myString);}
void print(int myInt){    printf("My int is %d", myInt);}
int main(){    print("Hello"); // 解析为 void print(const char*)    print(15); // 解析为 void print(int)}
///////////////////// 函数参数的默认值///////////////////
// 你可以为函数的参数指定默认值，// 它们将会在调用者没有提供相应参数时被使用。
void doSomethingWithInts(int a = 1, int b = 4){    // 对两个参数进行一些操作}
int main(){    doSomethingWithInts();      // a = 1,  b = 4    doSomethingWithInts(20);    // a = 20, b = 4    doSomethingWithInts(20, 5); // a = 20, b = 5}
// 默认参数必须放在所有的常规参数之后。
void invalidDeclaration(int a = 1, int b) // 这是错误的！{}

///////////// 命名空间///////////
// 命名空间为变量、函数和其他声明提供了分离的的作用域。// 命名空间可以嵌套使用。
namespace First {    namespace Nested {        void foo()        {            printf("This is First::Nested::foo\n");        }    } // 结束嵌套的命名空间Nested} // 结束命名空间First
namespace Second {    void foo()    {        printf("This is Second::foo\n")    }}
void foo(){    printf("This is global foo\n");}
int main(){    // 如果没有特别指定，就从“Second”中取得所需的内容。    using namespace Second;
    foo(); // 显示“This is Second::foo”    First::Nested::foo(); // 显示“This is First::Nested::foo”    ::foo(); // 显示“This is global foo”}
////////////// 输入/输出////////////
// C++使用“流”来输入输出。<<是流的插入运算符，>>是流提取运算符。// cin、cout、和cerr分别代表// stdin（标准输入）、stdout（标准输出）和stderr（标准错误）。
#include <iostream> // 引入包含输入/输出流的头文件
using namespace std; // 输入输出流在std命名空间（也就是标准库）中。
int main(){   int myInt;
   // 在标准输出（终端/显示器）中显示   cout << "Enter your favorite number:\n";   // 从标准输入（键盘）获得一个值   cin >> myInt;
   // cout也提供了格式化功能   cout << "Your favorite number is " << myInt << "\n";   // 显示“Your favorite number is <myInt>”
   cerr << "Used for error messages";}
/////////// 字符串/////////
// C++中的字符串是对象，它们有很多成员函数#include <string>
using namespace std; // 字符串也在std命名空间（标准库）中。
string myString = "Hello";string myOtherString = " World";
// + 可以用于连接字符串。cout << myString + myOtherString; // "Hello World"
cout << myString + " You"; // "Hello You"
// C++中的字符串是可变的，具有“值语义”。myString.append(" Dog");cout << myString; // "Hello Dog"

/////////////// 引用/////////////
// 除了支持C语言中的指针类型以外，C++还提供了_引用_。// 引用是一种特殊的指针类型，一旦被定义就不能重新赋值，并且不能被设置为空值。// 使用引用时的语法与原变量相同：// 也就是说，对引用类型进行解引用时，不需要使用*；// 赋值时也不需要用&来取地址。
using namespace std;
string foo = "I am foo";string bar = "I am bar";

string& fooRef = foo; // 建立了一个对foo的引用。fooRef += ". Hi!"; // 通过引用来修改foo的值cout << fooRef; // "I am foo. Hi!"
// 这句话的并不会改变fooRef的指向，其效果与“foo = bar”相同。// 也就是说，在执行这条语句之后，foo == "I am bar"。fooRef = bar;
const string& barRef = bar; // 建立指向bar的常量引用。// 和C语言中一样，（指针和引用）声明为常量时，对应的值不能被修改。barRef += ". Hi!"; // 这是错误的，不能修改一个常量引用的值。
///////////////////// 类与面向对象编程///////////////////
// 有关类的第一个示例#include <iostream>
// 声明一个类。// 类通常在头文件（.h或.hpp）中声明。class Dog {    // 成员变量和成员函数默认情况下是私有（private）的。    std::string name;    int weight;
// 在这个标签之后，所有声明都是公有（public）的，// 直到重新指定“private:”（私有继承）或“protected:”（保护继承）为止public:
    // 默认的构造器    Dog();
    // 这里是成员函数声明的一个例子。    // 可以注意到，我们在此处使用了std::string，而不是using namespace std    // 语句using namespace绝不应当出现在头文件当中。    void setName(const std::string& dogsName);
    void setWeight(int dogsWeight);
    // 如果一个函数不对对象的状态进行修改，    // 应当在声明中加上const。    // 这样，你就可以对一个以常量方式引用的对象执行该操作。    // 同时可以注意到，当父类的成员函数需要被子类重写时，    // 父类中的函数必须被显式声明为_虚函数（virtual）_。    // 考虑到性能方面的因素，函数默认情况下不会被声明为虚函数。    virtual void print() const;
    // 函数也可以在class body内部定义。    // 这样定义的函数会自动成为内联函数。    void bark() const { std::cout << name << " barks!\n" }
    // 除了构造器以外，C++还提供了析构器。    // 当一个对象被删除或者脱离其定义域时，它的析构函数会被调用。    // 这使得RAII这样的强大范式（参见下文）成为可能。    // 为了衍生出子类来，基类的析构函数必须定义为虚函数。    virtual ~Dog();
}; // 在类的定义之后，要加一个分号
// 类的成员函数通常在.cpp文件中实现。void Dog::Dog(){    std::cout << "A dog has been constructed\n";}
// 对象（例如字符串）应当以引用的形式传递，// 对于不需要修改的对象，最好使用常量引用。void Dog::setName(const std::string& dogsName){    name = dogsName;}
void Dog::setWeight(int dogsWeight){    weight = dogsWeight;}
// 虚函数的virtual关键字只需要在声明时使用，不需要在定义时重复void Dog::print() const{    std::cout << "Dog is " << name << " and weighs " << weight << "kg\n";}
void Dog::~Dog(){    std::cout << "Goodbye " << name << "\n";}
int main() {    Dog myDog; // 此时显示“A dog has been constructed”    myDog.setName("Barkley");    myDog.setWeight(10);    myDog.print(); // 显示“Dog is Barkley and weighs 10 kg”    return 0;} // 显示“Goodbye Barkley”
// 继承：
// 这个类继承了Dog类中的公有（public）和保护（protected）对象class OwnedDog : public Dog {
    void setOwner(const std::string& dogsOwner)
    // 重写OwnedDogs类的print方法。    // 如果你不熟悉子类多态的话，可以参考这个页面中的概述：    // http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%AD%90%E7%B1%BB%E5%9E%8B
    // override关键字是可选的，它确保你所重写的是基类中的方法。    void print() const override;
private:    std::string owner;};
// 与此同时，在对应的.cpp文件里：
void OwnedDog::setOwner(const std::string& dogsOwner){    owner = dogsOwner;}
void OwnedDog::print() const{    Dog::print(); // 调用基类Dog中的print方法    // "Dog is <name> and weights <weight>"
    std::cout << "Dog is owned by " << owner << "\n";    // "Dog is owned by <owner>"}
/////////////////////// 初始化与运算符重载/////////////////////
// 在C++中，通过定义一些特殊名称的函数，// 你可以重载+、-、*、/等运算符的行为。// 当运算符被使用时，这些特殊函数会被调用，从而实现运算符重载。
#include <iostream>using namespace std;
class Point {public:    // 可以以这样的方式为成员变量设置默认值。    double x = 0;    double y = 0;
    // 定义一个默认的构造器。    // 除了将Point初始化为(0, 0)以外，这个函数什么都不做。    Point() { };
    // 下面使用的语法称为初始化列表，    // 这是初始化类中成员变量的正确方式。    Point (double a, double b) :        x(a),        y(b)    { /* 除了初始化成员变量外，什么都不做 */ }
    // 重载 + 运算符    Point operator+(const Point& rhs) const;
    // 重载 += 运算符    Point& operator+=(const Point& rhs);
    // 增加 - 和 -= 运算符也是有意义的，但这里不再赘述。};
Point Point::operator+(const Point& rhs) const{    // 创建一个新的点，    // 其横纵坐标分别为这个点与另一点在对应方向上的坐标之和。    return Point(x + rhs.x, y + rhs.y);}
Point& Point::operator+=(const Point& rhs){    x += rhs.x;    y += rhs.y;    return *this;}
int main () {    Point up (0,1);    Point right (1,0);    // 这里使用了Point类型的运算符“+”    // 调用up（Point类型）的“+”方法，并以right作为函数的参数    Point result = up + right;    // 显示“Result is upright (1,1)”    cout << "Result is upright (" << result.x << ',' << result.y << ")\n";    return 0;}
///////////// 异常处理///////////
// 标准库中提供了一些基本的异常类型// （参见http://en.cppreference.com/w/cpp/error/exception）// 但是，其他任何类型也可以作为一个异常被拋出#include <exception>
// 在_try_代码块中拋出的异常可以被随后的_catch_捕获。try {    // 不要用 _new_关键字在堆上为异常分配空间。    throw std::exception("A problem occurred");}// 如果拋出的异常是一个对象，可以用常量引用来捕获它catch (const std::exception& ex){  std::cout << ex.what();// 捕获尚未被_catch_处理的所有错误} catch (...){    std::cout << "Unknown exception caught";    throw; // 重新拋出异常}
///////// RAII///////
// RAII指的是“资源获取就是初始化”（Resource Allocation Is Initialization），// 它被视作C++中最强大的编程范式之一。// 简单说来，它指的是，用构造函数来获取一个对象的资源，// 相应的，借助析构函数来释放对象的资源。
// 为了理解这一范式的用处，让我们考虑某个函数使用文件句柄时的情况：void doSomethingWithAFile(const char* filename){    // 首先，让我们假设一切都会顺利进行。
    FILE* fh = fopen(filename, "r"); // 以只读模式打开文件
    doSomethingWithTheFile(fh);    doSomethingElseWithIt(fh);
    fclose(fh); // 关闭文件句柄}
// 不幸的是，随着错误处理机制的引入，事情会变得复杂。// 假设fopen函数有可能执行失败，// 而doSomethingWithTheFile和doSomethingElseWithIt会在失败时返回错误代码。// （虽然异常是C++中处理错误的推荐方式，// 但是某些程序员，尤其是有C语言背景的，并不认可异常捕获机制的作用）。// 现在，我们必须检查每个函数调用是否成功执行，并在问题发生的时候关闭文件句柄。bool doSomethingWithAFile(const char* filename){    FILE* fh = fopen(filename, "r"); // 以只读模式打开文件    if (fh == nullptr) // 当执行失败是，返回的指针是nullptr        return false; // 向调用者汇报错误
    // 假设每个函数会在执行失败时返回false    if (!doSomethingWithTheFile(fh)) {        fclose(fh); // 关闭文件句柄，避免造成内存泄漏。        return false; // 反馈错误    }    if (!doSomethingElseWithIt(fh)) {        fclose(fh); // 关闭文件句柄        return false; // 反馈错误    }
    fclose(fh); // 关闭文件句柄    return true; // 指示函数已成功执行}
// C语言的程序员通常会借助goto语句简化上面的代码：bool doSomethingWithAFile(const char* filename){    FILE* fh = fopen(filename, "r");    if (fh == nullptr)        return false;
    if (!doSomethingWithTheFile(fh))        goto failure;
    if (!doSomethingElseWithIt(fh))        goto failure;
    fclose(fh); // 关闭文件    return true; // 执行成功
failure:    fclose(fh);    return false; // 反馈错误}
// 如果用异常捕获机制来指示错误的话，// 代码会变得清晰一些，但是仍然有优化的余地。void doSomethingWithAFile(const char* filename){    FILE* fh = fopen(filename, "r"); // 以只读模式打开文件    if (fh == nullptr)        throw std::exception("Could not open the file.");
    try {        doSomethingWithTheFile(fh);        doSomethingElseWithIt(fh);    }    catch (...) {        fclose(fh); // 保证出错的时候文件被正确关闭        throw; // 之后，重新抛出这个异常    }
    fclose(fh); // 关闭文件    // 所有工作顺利完成}
// 相比之下，使用C++中的文件流类（fstream）时，// fstream会利用自己的析构器来关闭文件句柄。// 只要离开了某一对象的定义域，它的析构函数就会被自动调用。void doSomethingWithAFile(const std::string& filename){    // ifstream是输入文件流（input file stream）的简称    std::ifstream fh(filename); // 打开一个文件
    // 对文件进行一些操作    doSomethingWithTheFile(fh);    doSomethingElseWithIt(fh);
} // 文件已经被析构器自动关闭
// 与上面几种方式相比，这种方式有着_明显_的优势：// 1. 无论发生了什么情况，资源（此例当中是文件句柄）都会被正确关闭。//    只要你正确使用了析构器，就_不会_因为忘记关闭句柄，造成资源的泄漏。// 2. 可以注意到，通过这种方式写出来的代码十分简洁。//    析构器会在后台关闭文件句柄，不再需要你来操心这些琐事。// 3. 这种方式的代码具有异常安全性。//    无论在函数中的何处拋出异常，都不会阻碍对文件资源的释放。
// 地道的C++代码应当把RAII的使用扩展到各种类型的资源上，包括：// - 用unique_ptr和shared_ptr管理的内存// - 各种数据容器，例如标准库中的链表、向量（容量自动扩展的数组）、散列表等；//   当它们脱离作用域时，析构器会自动释放其中储存的内容。// - 用lock_guard和unique_lock实现的互斥

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