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C++概览：工具链、基础知识、进阶及总结

news 2025/8/4 7:27:16

本篇写给C++初学者，作为概览，文中仅包含各方面基础知识，无深入分析。

C++基础概念简介

C++编译过程示意图

关键词：源文件、预编译、编译、汇编、链接
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C++工具链总结

cmake项目工程文件是一种中介工程文件，可以转化成其他不同类型的工程文件，如visual studio/XCode工程文件，这样在不同操作系统中移植代码会方便很多。

关键词：
IDE ： XCode / Visual Studio / Visual Studio Code
项目工具：xcodebuild / msbuild / nmake / cmake / make / ninja
代码组织：.xcodeproject / .sln / CMakeLists.txt / Makefile / build.ninja
编译器：clang / vc++ / gcc / g++

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C++语法基础概念

函数及作用域

关键词：命名空间、前置声明、函数声明、函数定义、 main 、程序入口、变量
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类及其特性

抽象：把公共特性找抽象出来，像机动车通常都有4个轮子、一个盒子。
封装：把相关的数据放到一起，像机动车有车厢、座位、轮子等。
继承：为派生类（子类）增加个性化的属性，像救护车上有蓝色救护灯
多态：不同派生类对同一个成员函数的实现不一样，像跑车和老头乐的驾驶体验定不相同

关键词：类定义、公有、可见性、继承、私有、虚函数、纯虚函数、重写、覆盖、override、构造函数、纯虚类
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模板及常用泛型

通常用于在不更改类结构的情况，改变底层的数据类型。例如，
棋盘坐标用整型(int)就可以表示，如(2,3)表示2行3列。
地图的坐标就需要用浮点数(float/double)表示，如(123.234, 345.456)表示x/y的值。
此时写整型、浮点型的点坐标类明显不合适。那么使用模板，可以比较好的解决这个问题

用模板写出的函数或类均属于泛型。C++标准库提供的常用泛型类包括：

std::vector 动态序列数组，常用于随机访问多的场景，示例 std::vector
std::list 链表，常用于插入、删除较多的场景，示例 std::list
std::deque 双向队列，适用于首尾插入及删除较多、及随机访问多的场景，示例 std:: deque
std::set 集合，保证无相同元素的场景，示例 std::set
std::unordered_set 哈希集合，效率较std::set高，但数据无序，示例 std:: unordered _set
std::map<Key, Value> 二叉树映射，需要key-value映射的场景，示例 std::map<int, double>
std::unordered_map<Key, Value> 哈希映射，效率较std::map高，但数据无序，示例 std:: unordered _map<int, double>

智能指针

std::shared_ptr 共享指针，最接近于裸指针（如int*），指针内保存引用计数，计数为0时删除数据
std::unique_ptr 独享指针，数据不可分离所有权，指针销毁时，数据同时销毁
std::auto_ptr （不建议使用）介于std::share_ptr与std::unique_ptr之间，所有权可转移，且同一时刻只有一个指针有数据所有权。

C++进阶

代码规范

Google代码规范
建议：启用静态检查，clang-tidy
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设计模式

《Head First设计模式》
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性能进阶

《Effective C++》
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备查工具书

《C++ Primer》
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阅读开源项目

比如pytorch
Github的开源项目，stars多，fork多，代码质量通常不错。项目的主体代码组织是至少经过几个大版本迭代的，阅读代码可有效提升对软件工程的理解。

敏捷开发模式

敏捷开发是一种以人为核心，迭代，循序渐进的开发方式。
在敏捷开发中，软件项目的构建被切分成多个子项目，各个子项目的成果都经过测试，具备集成和可运行的特征。
加单的说，敏捷开发并不是追求前期完美的设计、完美编码，而是力求在很短的周期内开发出产品核心功能，尽早发布出可用的版本。然后在后续的生产周期内，按照新需求不断迭代升级，完善产品。