【C++】C++前言
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一.什么是C++
C语言是结构化和模块化的语言，适合处理较小规模的程序。对于复杂的问题，规模较大的程序，需要高度的抽象和建模时，C语言则不合适。为了解决软件危机， 20世纪80年代， 计算机界提出了OOP(object oriented programming：面向对象)思想，支持面向对象的程序设计语言应运而生。
1982年，Bjarne Stroustrup博士在C语言的基础上引入并扩充了面向对象的概念，发明了一 种新的程序语言。为了表达该语言与C语言的渊源关系，命名为C++。因此：C++是基于C语言而产生的，它既可以进行C语言的过程化程序设计，又可以进行以抽象数据类型为特点的基于对象的程序设计，还可以进行面向对象的程序设计。
1.1.面向过程：
a.侧重于功能的实现过程，将问题分解为一系列的步骤和函数，按照顺序依次执行来完成任务。
b.强调的是程序的流程和逻辑，注重的是“怎么做”。
例如，计算两个数的和，会先定义输入函数获取两个数，再定义计算函数进行求和，最后输出结果。这种按照步骤依次执行的方式就是面向过程的典型体现。
但是，假如我们要单独实现一台ATM机的功能，那么在实现函数时，我们就需要传递取钱金额、ATM编号，银行纸币编号、发行年份等，我们发现随着我们要描述的对象越具体，我们在调用对应功能时要考虑的因素或者说传递参数就会越多。
总的来说，面向过程更适合简单、小型的程序，而在大型、复杂的系统开发中可维护性、可扩展性和可重用性较差。
1.2.面向对象：
a.则是把问题看作是由多个相互作用的对象组成（对象可以被理解为对现实世界中具体事物或概念的抽象表示。它将数据（属性）和操作这些数据的方法（行为）封装在一起）。
b.对象具有自己的属性（特征）和方法（行为）。
c.通过对象之间的交互和消息传递来实现系统的功能。
比如，在一个游戏中，有“玩家”对象、“怪物”对象等，每个对象都有自己的属性（如生命值、攻击力等）和方法（如移动、攻击等）。
以上面的ATM机为例子，我们将ATM视作一个对象，ATMATM编号等是ATM机属性或者特征，而取钱等是ATM所支持的方法或者行为。通过这种抽象的方法，我们将对象与其相关的一系列概念绑定在一起，这样我们考虑问题就可以拆分成一个一个对象之间的作用，问题得到简化，调用函数也不用传递复杂的参数。
总的来说，面向对象在大型、复杂的系统开发中具有更好的可维护性、可扩展性和可重用性。、
二.C++发展历史
C++的起源可以追溯到1979年，当时Bjarne Stroustrup(本贾尼·斯特劳斯特卢普，这个翻译的名字不同的地方可能有差异)在贝尔实验室从事计算机科学和软件工程的研究工作。面对项目中复杂的软件开发任务，特别是模拟和操作系统的开发工作，他感受到了现有语言（如C语言）在表达能力、可维护性和可扩展性方面的不足。
1983年，Bjarne Stroustrup在C语言的基础上添加了面向对象编程的特性，设计出了C++语言的雏形，此时的C++已经有了类、封装、继承等核心概念，为后来的面向对象编程奠定了基础。这一年该语言被正式命名为C++。
在随后的几年中，C++在学术界和工业界的应用逐渐增多。一些大学和研究所开始将C++作为教学和研究的首选语言，而一些公司也开始在产品开发中尝试使用C++。这一时期，C++的标准库和模板等特性也得到了进一步的完善和发展。
C++的标准化工作于1989年开始，并成立了一个ANSI和ISO（International Standards
Organization）国际标准化组织的联合标准化委员会。1994年标准化委员会提出了第一个标准化草
案。在该草案中，委员会在保持斯特劳斯特卢普最初定义的所有特征的同时，还增加了部分新特征。
在完成C++标准化的第一个草案后不久，STL（Standard Template Library）是惠普实验室开发的一系列软件的统称。它是由Alexander Stepanov、Meng Lee和David R Musser在惠普实验室工作时所开发出来的。在通过了标准化第一个草案之后，联合标准化委员会投票并通过了将STL包含到C++标准中的
议。STL对C++的扩展超出C++的最初定义范围。虽然在标准中增加STL是个很重要的决定，但也因此延缓了C++标准化的进程。
1997年11月14日，联合标准化委员会通过了该标准的最终草案。1998年，C++的ANSI/IS0标准被投入使用。
三.C++版本更迭
3.1.语法更新
| 阶段 | 内容 |
|---|---|
| C with classes | 类及派生类、公有和私有成员、类的构造和析构、友元、内联函数、 赋值运算符、重载等 |
| C++1.0 | 添加虚函数概念，函数和运算符重载，引用、常量等 |
| C++2.0 | 更加完善支持面向对象，新增保护成员、多重继承、对象的初始化、抽象类、 静态成员以及const成员函数 |
| C++3.0 | 进一步完善，引入模板，解决多重继承产生的二义性问题和相应构造和析构的处 理 |
| C++98 | C++标准第一个版本，绝大多数编译器都支持，得到了国际标准化组织(ISO)和美 国标准化协会认可，以模板方式重写C++标准库，引入了STL(标准模板库) |
| C++03 | C++标准第二个版本，语言特性无大改变，但这是C++标准的一个重大修订， 主要聚焦于语言的稳定性和兼容性。C++03修订C++98标准中的错误和漏洞， 同事引入了一些新的特性和功能，如tr1库（Technical Report 1） |
| C++05 | C++标准委员会发布了一份计数报告(Technical Report，TR1)，正式更名 C++0x，即：计划在本世纪第一个10年的某个时间发布 |
| C++11 | 这是一次革命性的更新，增加了大量的新特性和功能，使得C++更像一种新语言，比如：Lambda 表达式、范围 for 循环、右值引用和移动语义、边长模板参数、STL 的容器改进和核心智能指针、标准线程库等。 |
| C++14 | 对C++11的扩展，主要是修复C++11中漏洞以及改进，比如：泛型的lambda表 达式，auto的返回值类型推导，二进制字面常量等 |
| C++17 | 在C++11上做了一些小幅改进，增加了19个新特性，C++17 进一步增强了 C++的功能和表达能力比如：static_assert()的文本信息可选，Fold表达式用于可变的模板，if和switch语句中的初始化器引入了 if constexpr 、折叠表达式等语法特性，同时改进了标准库中的多个组件，如 string 、filesystem 等。这些新引入的语法特性为开发者提供了更灵活和高效的编程方式，标准库组件的改进也使得相关操作更加便捷和强大 |
| C++20 | 自C++11以来最大的发行版，是C++历史上的又一个重要里程碑，这次更新引入了许多新的特性和改变，比如：模块(Modules)、协程(Coroutines)、范围(Ranges)、概念(Constraints)等重大特性，还有对已有特性的更新：比如Lambda支持模板、范围for支持初始化等 |
| C++23 | C++23是一个小版本更新，进一步完善和改进现有特性，增加if consteval、falt_map,import std导入标准库等 |
| C++26 | 制定中 |
C++还在不断的向后发展。但是：现在公司主流使用还是C++98和C++11，
3.2.关于C++2X最新特性的讨论：
https://zhuanlan.zhihu.com/p/107360459
3.3.关于C++23的一个小故事：
C++一直被诟病的一个地方就是一直没出网络库(networking)，networking之前是在C++23的计划中的，现在C++23已经发布了，但是没有networking，网上引发了一系列的吃瓜和吐槽。中间过程就像发生了宫斗剧一样。
P2452R0 2021 October Library Evolution and Concurrency Networking and Executors PollOutcomesC++23的目标
四.C++参考文档：
https://legacy.cplusplus.com/reference/
https://zh.cppreference.com/w/cpp
https://en.cppreference.com/w/
说明：第一个链接不是C++官方文档，标准也只更新到C++11，但是以头文件形式呈现，内容比较易看好懂。后两个链接分别是C++官方文档的中文版和英文版，信息很全，更新到了最新的C++标准，但是相比第一个不那么易看；几个文档各有优势，推荐结合着使用。
五.C++的重要性：
5.1.编程语言排行榜
TIOBE排行榜是根据互联网上有经验的程序员、课程和第三方厂商的数量，并使用搜索引擎（如
Google、Bing、Yahoo!）以及Wikipedia、Amazon、YouTube和Baidu（百度）统计出排名数据，只是反映某个编程语言的热门程度，并不能说明一门编程语言好不好，或者一门语言所编写的代码数量多少。
5.2.语言的使用广泛度
2024年6月TIOBE发布的编程语言排行榜
下图数据来自TIOBE编程语言社区2024年6月最新的排行榜，在30多年的发展中，C/C++几乎一
致稳居前5。
TIOBE 编程语言社区排行榜是编程语言流行趋势的一个指标，每月更新，这份排行榜排名基于互
联网上有经验的程序员、 课程和第三方厂商的数量。排名使用著名的搜索引擎（诸如 Google、
MSN、Yahoo!、Wikipedia、YouTube 以及 Baidu 等）进行计算。
注意：排名不能说明那个语言好，那个不好，每门编程语言都有适应自己的应用场景。
5.3.C++在工作领域中的应用
C++的应用领域服务器端、游戏（引擎）、机器学习引擎、音视频处理、嵌入式软件、电信设备、金融应用、基础库、操作系统、编译器、基础架构、基础工具、硬件交互、科学计算、浏览器、流媒体开发、网络软件等等很多方面都有。作为一名老牌语言的常青树，C++一直霸占编程语言前5名，肯定有其存在的价值。
5.3.1. 操作系统以及大型系统软件开发
a.大型系统软件开发。如编译器、数据库、操作系统、浏览器等等
b.所有操作系统几乎都是C/C++写的，许多大型软件背后几乎都是C++写的，比如：
Photoshop、Office、JVM(Java虚拟机)等，究其原因还是性能高，可以直接操控硬件。
5.3.2. 服务器端开发
a.各种大型应用网络连接服务
在大型应用的网络连接服务中，Java 在高并发后台服务方面应用较多，而 C++ 则主要用于对性能要求较高的领域，例如游戏服务、流媒体服务、量化高频交易服务等。
b.后台开发
后台开发主要侧重于处理业务逻辑，即针对前端请求，后端给出相应响应。当前主流采用 Java 进行后台开发，但内卷化较为严重。在大厂中，可能会有 C++ 后台开发，主要负责一些基础组件、中间件、缓存、分布式存储等工作。
c.服务器端开发
服务器端开发比后台开发的范围更广泛，包含后台开发。通常，对实时性要求较高的领域，如游戏服务器、流媒体服务器、网络通讯等，都采用 C++ 进行开发。
例如，在热门的网络游戏中，为了确保玩家操作的实时响应和流畅体验，服务器端往往会使用 C++ 来开发，以满足高并发和低延迟的性能需求；而一些常见的企业级应用后台，可能更多地采用 Java 来实现业务逻辑处理。
5.3.3.游戏开发
PC 平台上几乎所有的游戏都是用 C++编写的，像魔兽世界、传奇、CS、跑跑卡丁车等知名游戏均是如此。市面上相当多的游戏引擎也是基于 C++开发的，比如 Cocos2d、虚幻 4、DirectX 等。
在三维游戏领域，由于计算量极为庞大，底层的数学运算全是矩阵变换。要实现画面精美、内容丰富且游戏实时性高的高难度需求，无疑只能选择 C++语言。
比较知名的游戏厂商，如腾讯、网易、完美世界、巨人网络等，在游戏开发中也广泛应用 C++。进行游戏引擎开发，需要掌握 C++基础和数据结构，学习图形学知识，掌握游戏引擎和框架，了解引擎实现。例如，可以通过学习 UE4、Cocos2d-x 等开源引擎的实现来提升相关能力。
以热门的《魔兽世界》为例，其复杂的游戏世界和丰富的玩法背后，正是依靠 C++强大的性能来支撑；而虚幻 4 引擎所打造出的逼真游戏场景，也彰显了 C++在游戏开发中的重要地位。
5.3.4.嵌入式和物联网领域
嵌入式指的是把具有计算能力的主控板嵌入到机器装置或电子装置内部，从而能够通过软件控制这些装置，例如智能手环、摄像头、扫地机器人、智能音响、门禁系统、车载系统等。
谈到嵌入式开发，大家首先想到的是单片机开发，即在 8 位、16 位或者 32 位单片机产品或者裸机上进行的开发。但实际上，嵌入式开发不仅包含单片机开发，还涵盖了在 SOC 片上、系统层面、驱动层面以及应用、中间件层面的开发。
常见的岗位包括嵌入式开发工程师、驱动开发工程师、系统开发工程师、Linux 开发工程师、固件开发工程师等。
一些知名厂商，如以华为、vivo、oppo、小米为代表的手机厂；以紫光展锐、乐鑫为代表的芯片厂；以大疆、海康威视、大华、CVTE 等具有自己终端业务的厂商；还有海尔、海信、格力等传统家电行业。
随着 5G 的普及，物联网（万物互联）成为新兴势力，像阿里 lot、腾讯 lot、京东、百度、美团等都设有硬件相关的事业部。粗略来讲，嵌入式开发主要分为嵌入式应用和嵌入式驱动开发。
例如，我们日常生活中常见的智能手环，其内部的控制系统就是通过嵌入式开发实现的；而车载系统的稳定运行，也离不开嵌入式驱动开发的支持。
5.3.5.音视频处理
常见的音视频开源库和方案有FFmpeg、WebRTC、Mediasoup、ijkplayer，音视频
开发最主要的技术栈就是C++。
5.3.6.PC客户端开发
一般是开发Windows上的桌面软件，比如WPS之类的，技术栈的话一般是C++和
QT，QT 是一个跨平台的 C++图形用户界面（Graphical User Interface，GUI）程序。
5.3.7.数字图像处理
数字图像处理中涉及到大量数字矩阵方面的运算，对CPU算力要求比较高，主要的图形处理算法库和开源库等都是C/C++写的，比如：OpenCV、OpenGL等，大名鼎鼎的Photoshop就是C++写的。
5.3.8.分布式应用
近年来移动互联网的兴起，各应用数据量业务量不断攀升；后端架构要不断提高性能和并发
能力才能应对大信息时代的来临。在分布式领域，好些分布式框架、文件系统、中间组件等
都是C++开发的。对分布式计算影响极大的Hadoop生态的几个重量级组件：HDFS、
zookeeper、HBase等，也都是基于Google用C++实现的GFS、Chubby、BigTable。包括分
布式计算框架MapReduce也是Google先用C++实现了一套，之后才有开源的java版本。
5.3.9.机器学习引擎
机器学习底层的很多算法都是用C++实现的，上层用python封装起来。如果你只想
准备数据训练模型，那么学会Python基本上就够了，如果你想做机器学习系统的开发，那么需要学
会C++。
5.3.10.测试开发/测试
每个公司研发团队，有研发就有测试，测试主要分为测试开发和功能测试，测试
开发一般是使用一些测试工具(selenium、Jmeter等)，设计测试用例，然后写一些脚本进行自动化
测试，性能测试等，有些还需要自行开发一些测试用具。功能测试主要是根据产品的功能，设计测
试用例，然后手动的方式进行测试。
5.3.11岗位需求
六.如何学习C++
6.1.别人怎么学？
以下引用自2010年8月号《程序员》刊登的拙文《C++强大背后》最后一段：
C++缺点之一，是相对许多语言复杂，而且难学难精。许多人说学习C语言只需一本K&R《C程序
设计语言》即可，但C++书籍却是多不胜数。我是从C进入C++，皆是靠阅读自学。在此分享一点
学习心得。个人认为，学习C++可分为4个层次：
a.第一个层次，C++基础 (平平常常)
挑选一本入门书籍，如《C++ Primer》、《C++大学教程》或Stroustrup撰写的经典《C++程序设计语言》或他一年半前的新作《C++程序设计原理与实践》，而一般C++课程也止于此，另外《C++ 标准程序库》及《The C++ Standard Library Extensions》可供参考;
b.第二个层次，正确高效的使用C++ (驾轻就熟)
此层次开始必须自修，阅读过《(More)Effective C++》、《(More)Exceptional C++》、
《Effective STL》及《C++编程规范》等，才适宜踏入专业C++开发之路;
c.第三个层次，深入解读C++ (出神入化)
关于全局问题可读《深入探索C++对象模型》、《Imperfect C++》、《C++沉思录》、
《STL源码剖析》，要挑战智商，可看关于模版及模版元编程的书籍如《C++
Templates》、《C++设计新思维》、《C++模版元编程》;
d.第四个层次，研究C++ (返璞归真)
阅读《C++语言的设计和演化》、《编程的本质》(含STL设计背后的数学根基)、C++标准文
件《ISO/IEC 14882:2003》、C++标准委员会的提案书和报告书、关于C++的学术文献。由
于我主要是应用C++，大约只停留于第二、三个层次。然而，C++只是软件开发的一环而
已，单凭语言并不能应付业务和工程上的问题。建议读者不要强求几年内“彻底学会C++的知
识”，到达第二层左右便从工作实战中汲取经验，有兴趣才慢慢继续学习更高层次的知识。
虽然学习C++有难度，但也是相当有趣且有满足感的。
http://www.zhihu.com/question/23933514
如果题主认为的「精通」是指上述所指的第二层次，那么我估计一年全职时间也未足够「精
通」。首先，阅读这些书籍本身也需要不少时间，而且对于一般人来说（指除了一些学习记忆能
力超强的人），很可能需要阅读几遍才能记住一些细节。另外，阅读后必须要练习。除了入门的
习题外，还需要做一些工程向的项目，才能了解各种语法、编程范式的使用方法及时机，理想地
建议参与一些开源项目。然而，学习是需要不断思考并把结果沉淀，方法包括与朋友讨论、写博
客、写知乎答案等，这些都需要时间。
C++是一个相对难学难精的语言，相比其他一些语言，学习难度要高一些要陡峭一些，这里有历史包袱的问题，也有语言本身设计和发展历史的问题。因此建议不要把「精通C++」作为一个一年目标，应该要把学习语言作为一个持续的过程，同时要把
语言运用在具体的应用场合中。
6.2自己怎么学
6.2.1多总结
1. 写博客
经常写博客不仅可以记录自己学习的历程，知识点的认识，更是复习的一把神兵利器
2. 中后期画思维导图总结
画思维导图软件比如：xmind、imindmap等。
6.2.2.常看书
合理的看书安排，切记贪，缓缓图之，否则容易走火入魔。
1. 初窥门径
2. 潜心修行
当C++学习过半之后，大概继承和多态学完，建议看下《Effective C++》，该书以建议
的方式告诉你如何写出更好的C++程序，看和不看差别非常大。
C++课程系统学完后，有时间可以看下《C++编程思想》对讲过的知识点融会贯通，该
本书有一定深度，从原理方面对C++语法进行介绍。
《C++ Prime》可以当成工具书对待，有不清楚的语法特性可以快速去查，建议工作之
后可以利用闲暇时间慢慢品味下。
3. 深入浅出
这两本书都有一定难度，如果基础知识掌握不扎实，不建议看，强烈建议好好把基础知
识打扎实。
《STL源码剖析》将六大组件逐一剖析，看完之后对STL的设计框架以及内部实现原理
有更深的认识，面试时可以游刃有余和面试官交锋。
《深度探索C++对象模型》会让你对C++语法设计原理有更深层次的认识，有些疑惑的
知识点看完之后里面就清晰了。
6.2.3勤刷题
一定要学习书籍推荐：
C++ Primer：主要讲解语法，经典的语法书籍，前后中期都可以看，前期如果自学看可能会有点晦涩难懂，中后期作为语法字典，非常好用。
STL源码剖析：主要从底层实现的角度结合STL源码，庖丁解牛式剖析STL的实现，是侯捷老师的经典之作。可以很好的帮助我们学习别人用语法是如何实现出高效简洁的数据结构和算法代码，如何使用泛型封装等。让我们不再坐井观天，闭门造车，中后期可以看。
Effctive C++：本书也是侯捷老师翻译的，本书有的一句评价，把C++程序员分为看过此书的和没看过此书的。本书主要讲了55个如何正确高效使用C++的条款，建议中后期可以看一遍，工作1-2年后再看一遍，相信会有不一样的收获。
原文地址：https://blog.csdn.net/2401_82610555/article/details/140511216
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