「C++程序设计 (面向对象进阶)」学习笔记・一

news2024/11/19 6:34:46

0、引言

本专栏的系列文章是在学习北京邮电大学崔毅东老师的《C++程序设计 (面向对象进阶)》课程过程中整理的。欢迎前往专栏了解更多相关内容~ 😀

有关于现代 C++ 的基本介绍，请前往《现代C++基本介绍》！

🔔 先决条件

本专栏的系列文章并不适合从未接触过编程的同学，读者需要确保自己已经具备编程基础（特别是 C++ 基础）！您可以参考笔者的「面向对象程序设计(基础)」专栏了解 C++ 基础的相关内容。

1、导论

C++ 即 C Plus Plus 即 CPP
C++ 之父：Bjarne Stroustrup
如果读者还不会念他的名字，那么可以请他本人亲自教授一下哦( •̀ ω •́ )✧（不是
C/C++ 在计算机科学中所处的位置：

先导知识

计算机专业导论
计算机基本结构
布尔代数

C 语言/ Java 语言
数据类型、运算符、表达式
分支、循环
函数、数组、引用、指针(C 语言)

后续学习

数据结构、面向对象系统分析与设计
数据库原理、计算机网络
计算机组成原理、操作系统
软件工程

2、C++ 编程范式（Programming Paradigm）

编程范式

规范编程的一系列思想、方法以及程序设计语言构造块所构成的一种模式。

C++ 是一门复杂的语言，支持多种编程范式。换句话来说，我们可以使用 C++ 编写多种不同风格的程序来。下面介绍几种 C++ 支持的编程范式：

Structural Programming 结构化编程

任何函数都可以直接访问所有数据，数据是完全暴露的。

Object-Oriented Programming 面向对象编程

对象应该是封装起来的受保护的，对象里面的数据是不被别人直接访问的。对象通过接口(Interface)来和外界打交道。

Generic Programming 泛型编程

在 C++ 中，泛型编程通常使用模板实现。这个时候，"类型"（type）成为了模板的参数。

Functional Programming 函数式编程

在 C++ 中，函数式编程通常使用 Lambda 表达式实现。它将计算机运算视为函数运算，并且避免使用程序状态以及易变对象。它是面向数学的抽象，将计算描述为一种表达式求值。其实，函数式程序就是一个表达式。

3、语言演化与标准

本门课程要介绍的 C++ 是 C++11 之后的 C++，在此之前，高级编程语言已经经历了长足的发展。如下是部分高级语言之间的演化关系：
语言的演化

📌 Haskell

在这张图中，最顶上的 Haskell 语言是如此的“孤独”。它是一门纯粹的函数式编程语言，没有面向对象的概念。后续在学习到编程语言的高级阶段时，我们会逐步接触“函数式编程”这一概念的。

C++ 标准发布时间

请参阅《现代C++基本介绍》

本课程主要在 C++11、C++14、C++17 三代标准的基础之上介绍 C++ 的特性。

4、C++ 开发工具

C++ 作为一门编译型语言，通常需要考虑如下几类开发工具：

Editor 编辑器
Compiler 编译器
Linker 链接器

当然，如果嫌麻烦的话可以直接使用 IDE (Integrated Developing Environment) 集成开发环境。

💬 在使用 IDE 进行开发时，我们应尽量选择其最新版本，以获得更加现代化和智能化的开发体验。

下面是一些推荐的 IDE：

Visual Studio
Eclipse CDT + Gcc
Visual Studio Code + Gcc/Clang
XCode (Mac)

💬 如果你需要安装 IDE 并运行第一个 C++ 程序的教程，请参考：

《在 Visual Studio 上开启自己的 C++ 学习之旅》

有关几款 IDE 的使用介绍，请参考崔毅东老师的教学视频，本文不再花大篇幅阐述：

Visual Studio 介绍（🧭 第1单元第03节）
Eclipse 介绍（🧭 第1单元第04节 1.2演示）

📌 安装 GCC

针对 C++ 语言，Eclipse CDT 和 Visual Studio Code 本质上来说都只提供编辑功能，他们并不能直接编译、链接 C++ 程序。因此，使用这两款开发工具还需要安装第三方的编译器和链接器，才能够合作形成 C++ 的集成开发环境。
在 Windows 平台下，我们可以尝试安装 GCC 编译器套件的 Windows 移植版 —— MinGW (MinGW-W64)、Msys (Msys2) 或 CygWin。

相关工具的安装教程，请参考崔毅东老师的教学视频，本文不再花大篇幅阐述：

安装 MinGW-W64 和 Msys2 工具（🧭 第1单元第04节 2.2演示、3.2演示）

4.1、在 Eclipse 中配置 GCC 编译器

请参考崔毅东老师的教学视频（🧭 第1单元第04节 4.2演示）

4.2、Eclipse 工程和工作空间

请参考崔毅东老师的教学视频（🧭 第1单元第04节 4.3演示）

Q：如何学习 C++？

A：Practice! 实践！

参考书目

适用于无任何基础的初学者：
- 《Introduction to Programming with C++》(3^rd Ed.), Y.Daniel Liang
- 《C++ 程序设计》(第3版)，梁勇

适用于有恒心的读者：
- 《C++ Primer》(5^rd Ed.), Stanley B.Lippman等

适用于已入门的读者：
- 《Thinking in C++》(2^nd Ed.), Volume 1, Bruce Eckel
电子英文版
- 《Essential C++》, Stanley B.Lippman

适用于当字典：
- 《The C++ Programming language》, Bjarne Stroustrup

适用于课后拓展：
- 《The C++ Standard Library》, Nicolai M. Josuttis
直接进行一个 C++ 标准库的学习( •̀ ω •́ )✧
- 《Inside C++ Object Model》, Stanley B.Lippman
从编译器的角度来探讨 C++ 的实现方法和优缺点。