C++学习记录：

今天我们来学习一门新的语言，也是C语言最著名的一个分支语言：C++。

在C++的学习中，我们主要学习的三大组成部分：语法、STL、数据结构。

C++的介绍

C++的历史可追溯至1979年，当时贝尔实验室的本贾尼·斯特劳斯特卢普博士在面对复杂软件开发任务、尤其是模拟和操作系统开发工作的时候发现了现有语言（如C语言）在表达能力、维护能力、拓展能力的不足。1983年本佳尼博士基于C语言添加了面向对象的编程的特性，也就是C++的雏形。

C++的标准化工程从1989年开始，并成立了ANSI和ISO国际标准化组织的联合标准化委员会。1994年该委员会第一次提出C++的标准化草案。1997年联合标准委员会通过了该标准的最终草案，1998年C++的ANSI\ISO标准正式投入使用。

以下是C++不同版本

年份	标准名称	核心特性	影响与意义
1985	C++ 1.0	类、继承、虚函数、运算符重载	奠定C++面向对象基础，首个商业编译器发布
1989	C++ 2.0	多重继承、抽象类、静态成员函数	扩展面向对象能力
1998	C++98 (ISO/IEC 14882:1998)	STL标准模板库、异常处理、RTTI、命名空间	首个国际标准，成为工业级语言标杆
2003	C++03 (ISO/IEC 14882:2003)	修复C++98缺陷、值初始化语法改进	过渡性修订版本，未引入重大特性
2011	C++11 (ISO/IEC 14882:2011)	`auto`、移动语义、Lambda、智能指针、`constexpr`、并发库	现代C++革命性起点，大幅提升开发效率与安全性
2014	C++14 (ISO/IEC 14882:2014)	泛型Lambda、二进制字面量、`constexpr`函数增强	对C++11的完善补充
2017	C++17 (ISO/IEC 14882:2017)	结构化绑定、`std::filesystem`、`if constexpr`、`std::optional`	简化代码编写，强化编译期计算
2020	C++20 (ISO/IEC 14882:2020)	概念（Concepts）、协程（Coroutines）、模块（Modules）、范围库（Ranges）	重大范式革新，提升泛型编程能力与工程化水平
2023	C++23 (ISO/IEC 14882:2023*)	标准库模块化、多维数组（`mdspan`）、格式化库（`std::format`）、网络库原型	进一步优化工程实践，增强数学计算与I/O能力（*预计2023年底发布）

编译器

但是标准委员会只管理C++的特性，其实现依然要依赖编译器的实施，常用的编译器有三个：VS系列（微软开发）、g++（Linux系统上运行）、clang++（应用较少）。

C++的参考文档

https://legacy.cplusplus.com/reference/

(非官方文档，标准也只到C++11，但是方便阅读)

https://zh.cppreference.com/w/cpp

https://en.cppreference.com/w/

（官方文档，内容更新至最新版本，支持中英双语查看，但是不方便阅读查看。）

C++的重要性

TIOBE 编程社区指数是一个衡量编程语言受欢迎程度的指标，评判的依据来自世界范围内的工程师、课程、供应商及搜索引擎。以下是截止2025年4月编程语言排行榜

python因为近来AI的高速发展而位列第一且上升速度较快。但是由以上图可以发现，C\C++仍然占大部分。尽管相较于JAVA，C++的生态环境开发比较慢（JAVA的网络库约半年更新一次）。

C++在工作领域的应用

C++的应用领域主要在服务器端、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、操作系统、编译器、基础架构、基础工具、硬件交互等很多方面。

1.大型软件开发：如编译器、数据库、操作系统、浏览器等等

2.音视频处理：主要技术栈就是C++

3. PC客户端开发:一般是Windows啊桌面软件。技术栈一般要学习C++和QT（QT是一种跨平台的C++图形界面程序）

4.服务端开发：高性能服务地区

5.嵌入式开发：

6.游戏引擎开发：

7.机器学习引擎开发：底层算法是C++，上层用python封装

8.测试开发：

C++学习书籍推荐

《C++primer》：主要讲解语法，很经典的语法书记。比较晦涩难懂。在拥有一定基础后可以当作语法字典。

《STL源码剖析》：从底层实现的角度深度结合STL，深度剖析STL源码的实现。建议有一定基础后学习观看。

《Effective C++》：关于这本书有一句评价：将程序员分为看过这本书的和没看过这本书的。这本书主要讲解了55个如何正确高效地使用C++的条款。建议有一定基础后或者在工作一两年后看。

请认准以下三本书的封面：

C++学习

首先我们来看一段标准的C++语法写的hello world：

C语言其实一定程度上也可以兼容（但是慎用！！！）

那为什么C++是这么个写法呢？接下来我们就来解析一下：

命名空间

相较于C++，C语言有命名冲突的问题。我们来上一段代码演示一下：

再上图代码中，打印出来的rand的值就是我们定义的10.

但是当我们将头文件<stdlib.h>包含在内的时候，就会发生如下报错：

namespace的定义

1.定义命名空间，需要namespace关键字，后面跟变量的名字，接着一对{}即可，{}中为命名空间的成员。命名空间可以定义变量、类型、函数等。

2.namespace 本质上是定义一个域，这个域跟全局域各自独立，不同的域定义同名变量。所以一下代码的rand不再冲突了

3.C++中域有函数定义域、全局域、命名空间域、类域（定义域和全局域影响生命周期，命名空间域和类域不会）；域影响的是编译时语法查找一个变量/函数/类型出处（声明或定义），所以有了域隔离，名字冲突就解决了。局部域与全局域除了影响编译查找逻辑，还会影响变量的生命周期。命名空间和域类不影响变量生命周期

4.namespace只能定义在全局（当然也可以嵌套定义）

5.项目工程中多文件定义的同名namespace会认为是同一个namespace，不会冲突。

6.C++的标准库都放在一个叫std的（standard）的命名空间中。

命名空间的使用

编译器查找一个变量的声明/定义时，默认只会在全局或者局部找，不会到命名空间去查找。所以我们要使用命名空间中的函数和变量，需要以下三种方式：

1.指定命名空间去访问（项目中推荐这种用法）

2.using将命名空间中的成员展开，项目中经常访问的不存在冲突的成员推荐用这种方式

3.展开命名空间中全部成员（项目中不推荐，因为风险很大，平时小练习为了方便可以用）

如图，以下两种方式等效。

第一种是指定命名方式访问。

，第二种方式就是展开命名空间。

接下来回归最开始的hello world程序

如果我们将展开命名空间std的代码注释掉，就会发生如下情况

在这种情况下如果我们想要打印，可以这样

如果多次应用cout变量，可以这样

C++的输入输出

1.<iostream>是Input Output Stream的缩写，是标准的输入输出流库，定义了输入输出的对象。

2.std::cin是istream类的对象，主要面对窄字符的标准输入流。

3.std::cout是ostream类的对象，主要面对窄字符的标准输出流。

4.std::endl是操作符，底层实现的一个函数，流插入输出时，相当于插入一个换行字符加刷新缓冲区。

5.<<是流插入运算符，>>是流提取运算符（C语言还用它来作为左移右移运算符）

6.使用C++的输入输出更加方便，不需要像printf函数和scanf函数，需要手动指定格式，C++的输入输出可以自动识别变量类型（本质是通过函数重载实现），最重要的是C++的流能更好的支持自定义类型的对象的输入输出。

例如：针对C++中的”类“类型， printf函数作为原生函数，没有对应的格式去打印它，但是C++可以。cin和cout的优势是可以输入输出任意类型。本质是为了支持任意类型输入输出。

7.IO类型涉及类和对象，运算符重载、继承等多方面面对对象的知识，后续学习可以认识。

8.cout/cin/endl都是属于C++标准库，C++标准库放在一个叫std（standard）的命名空间中，所以要通过命名空间的使用方式去使用它们

9.在vs中，我们只要包含了<iostream>头文件即使不包含<stdio.h>也可以使用printf函数和scanf函数，但是注意这种写法在其他编辑器上可能报错。

缺省参数

        1.缺省参数是声明或定义函数时为函数的参数指定一个缺省值。在调用该函数时，如果没有指定实参则采用该形参的缺省值，否则使用指定的实参，缺省参数分为全缺省和半缺省参数。（有些地方把缺省参数也叫默认参数）
        2.全缺省就是全部形参给缺省值，半缺省就是部分形参给缺省值。C++规定半缺省参数必须从右往左依次连续缺省，，不能间隔跳跃给缺省值。
        3.带缺省参数的函数调用，C++规定必须从左到右依次给实参，不能跳跃给实参。
        4.函数声明和定义分离时，缺省参数不能在函数声明和定义中同时出现，规定必须函数声照给缺省值

具体如下图所示