《C++課件：極客學院內(nèi)部教程》

C++課件：極客學院內(nèi)部教程歡迎來到極客學院內(nèi)部教程，我們將共同學習C++編程語言，開啟你的編程之旅！課程介紹：目標與內(nèi)容概覽課程目標掌握C++編程語言基礎，并能夠獨立編寫簡單的C++程序。主要內(nèi)容從基礎語法到面向?qū)ο缶幊?，涵蓋C++的核心概念和應用場景。C++的歷史與發(fā)展11979年BjarneStroustrup開始開發(fā)C++語言，最初稱為“CwithClasses”。21983年C++首次發(fā)布，并迅速受到程序員的歡迎。31998年C++標準發(fā)布，為語言的穩(wěn)定發(fā)展奠定了基礎。42011年C++11標準發(fā)布，引入了許多新特性，增強了語言的效率和安全性。C++與其他編程語言的比較C++高效、靈活、可移植性強學習曲線陡峭、語法復雜Java跨平臺、安全性高、易于維護性能較低、垃圾回收機制可能影響性能Python易于學習、語法簡潔、豐富的庫執(zhí)行速度慢、不適合高性能應用C++的應用領域1系統(tǒng)軟件開發(fā)：操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、編譯器等。2游戲開發(fā)：大型多人在線游戲、手機游戲、電腦游戲等。3圖形圖像處理：圖像識別、視頻處理、虛擬現(xiàn)實等。4網(wǎng)絡編程：高性能網(wǎng)絡服務器、網(wǎng)絡協(xié)議棧等。5嵌入式系統(tǒng)開發(fā)：智能家電、工業(yè)控制系統(tǒng)等。開發(fā)環(huán)境搭建：VisualStudio,Xcode,CLionVisualStudio微軟提供的集成開發(fā)環(huán)境，功能強大，支持Windows平臺。Xcode蘋果提供的集成開發(fā)環(huán)境，支持macOS和iOS平臺。CLionJetBrains公司提供的跨平臺集成開發(fā)環(huán)境，功能豐富，支持多種平臺。第一個C++程序：HelloWorld#include<iostream>intmain(){std::cout<<"HelloWorld!"<<std::endl;return0;}C++基本語法：變量與數(shù)據(jù)類型變量變量是用來存儲數(shù)據(jù)的容器，每個變量都有一個名稱和一個數(shù)據(jù)類型。數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型決定了變量存儲數(shù)據(jù)的類型，例如整型、浮點型、字符型等。整型、浮點型、字符型、布爾型整型用于存儲整數(shù)，例如int、short、long。浮點型用于存儲小數(shù)，例如float、double。字符型用于存儲單個字符，例如char。布爾型用于存儲真假值，例如bool。變量的聲明、初始化與賦值intage;//聲明一個整型變量ageage=25;//給age變量賦值intheight=180;//聲明并初始化height變量常量：const與constexprconst聲明一個常量，其值在程序運行期間不可改變。constexpr聲明一個常量，其值在編譯期間就確定，效率更高。運算符：算術(shù)、關(guān)系、邏輯運算符123算術(shù)運算符+,-,*,/,%等。關(guān)系運算符==,!=,<,>,<=,>=等。邏輯運算符&&,||,!等。運算符優(yōu)先級與結(jié)合性++、--1從右到左*,/,%2從左到右+,-3從左到右<,>,<=,>=4從左到右==,!=5從左到右!6從右到左&&7從左到右||8從左到右控制流：if語句if(condition){//代碼塊1}if-else語句if(condition){//代碼塊1}else{//代碼塊2}switch語句switch(expression){casevalue1://代碼塊1break;casevalue2://代碼塊2break;default://代碼塊3}循環(huán)：for循環(huán)for(initialization;condition;iteration){//代碼塊}while循環(huán)while(condition){//代碼塊}do-while循環(huán)do{//代碼塊}while(condition);函數(shù)：函數(shù)的定義與調(diào)用定義定義函數(shù)的名稱、參數(shù)和返回值類型，以及函數(shù)體。調(diào)用通過函數(shù)名和實際參數(shù)調(diào)用函數(shù)，執(zhí)行函數(shù)體中的代碼。函數(shù)參數(shù)與返回值intadd(inta,intb){returna+b;}函數(shù)重載定義多個同名函數(shù)，但參數(shù)列表不同。編譯器根據(jù)參數(shù)類型和數(shù)量選擇合適的函數(shù)。遞歸函數(shù)1階乘計算一個數(shù)的階乘，例如5!=5*4*3*2*12斐波那契數(shù)列計算斐波那契數(shù)列的第n個數(shù)，例如1,1,2,3,5,8數(shù)組：數(shù)組的聲明與初始化intnumbers[5];//聲明一個包含5個整數(shù)的數(shù)組intscores[]={80,90,75,85,95};//初始化數(shù)組多維數(shù)組intmatrix[3][4];//聲明一個3行4列的二維數(shù)組數(shù)組與指針intnumbers[5]={1,2,3,4,5};int*ptr=numbers;//指針指向數(shù)組的第一個元素指針：指針的概念指針是一種特殊的變量，它存儲的是另一個變量的內(nèi)存地址。指針的聲明與使用int*ptr;//聲明一個指向整型變量的指針ptr=&age;//將指針指向變量age的地址指針與內(nèi)存管理指針可以用于訪問和修改內(nèi)存中的數(shù)據(jù)，需要謹慎使用以避免內(nèi)存泄漏或非法訪問。動態(tài)內(nèi)存分配：new與deleteint*ptr=newint;//在堆上分配一個整型變量的內(nèi)存空間deleteptr;//釋放ptr指向的內(nèi)存空間引用：引用的概念與使用引用是變量的別名，它指向另一個變量的內(nèi)存地址。引用與指針的區(qū)別引用引用在聲明時必須初始化，且不能更改指向的變量。指針指針可以在聲明后賦值，也可以更改指向的變量。字符串：C風格字符串charstr[10]="Hello";//聲明一個字符數(shù)組，存儲字符串string類#include<string>std::stringmessage="WelcometoC++!";字符串操作函數(shù)1length()：獲取字符串長度。2append()：在字符串末尾追加字符串。3find()：查找子字符串的位置。4substr()：提取子字符串。類與對象：類的定義classStudent{//成員變量private:std::stringname;intage;//成員函數(shù)public://構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)、其他方法};成員變量與成員函數(shù)成員變量類中定義的數(shù)據(jù)成員，存儲類的屬性。成員函數(shù)類中定義的函數(shù)成員，實現(xiàn)類的行為。訪問控制：public,private,protected1public公有成員，可以在類外部訪問。2private私有成員，只能在類內(nèi)部訪問。3protected保護成員，只能在類內(nèi)部和子類中訪問。構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)classStudent{public:Student(std::stringname,intage){this->name=name;this->age=age;}~Student(){std::cout<<"析構(gòu)函數(shù)調(diào)用"<<std::endl;}};拷貝構(gòu)造函數(shù)與賦值運算符重載classStudent{public:Student(constStudent&other){this->name=;this->age=other.age;}Student&operator=(constStudent&other){this->name=;this->age=other.age;return*this;}};this指針this指針是一個隱式參數(shù)，指向當前對象本身，可以在成員函數(shù)中使用來訪問當前對象的成員。繼承：單繼承classAnimal{//成員};classDog:publicAnimal{//成員};多重繼承classA{//成員};classB{//成員};classC:publicA,publicB{//成員};虛函數(shù)與多態(tài)classAnimal{public:virtualvoidspeak(){std::cout<<"動物叫聲"<<std::endl;}};classDog:publicAnimal{public:voidspeak()override{std::cout<<"汪汪叫"<<std::endl;}};抽象類與純虛函數(shù)classShape{public:virtualdoublearea()=0;//純虛函數(shù)};運算符重載classComplex{public:Complexoperator+(constComplex&other){//實現(xiàn)加法運算}};友元函數(shù)與友元類classA{//成員friendvoidfunc(A&obj);};voidfunc(A&obj){//可以訪問A的私有成員}模板：函數(shù)模板template<typenameT>Tmax(Ta,Tb){returna>b?a:b;}類模板template<typenameT>classStack{//成員};標準模板庫(STL)介紹STL是C++的標準庫，包含容器、算法、迭代器等組件，可以幫助程序員更高效地開發(fā)應用程序。STL容器：vector,list,deque,map,set1vector動態(tài)數(shù)組，可以根據(jù)需要自動調(diào)整大小。2list雙向鏈表，支持高效的插入和刪除操作。3deque雙端隊列，支持在首尾進行高效的插入和刪除操作。4map關(guān)聯(lián)容器，存儲鍵值對，支持高效的查找操作。5set關(guān)聯(lián)容器，存儲唯一元素，支持高效的查找、插入和刪除操作。STL算法：排序、查找、轉(zhuǎn)換異常處理：try,catch,throwtry{//可能發(fā)生異常的代碼}catch(conststd::exception&e){//處理異常}命名空間命名空間用于組織代碼，避免命名沖突，提高代碼的可讀性和可維護性。文件操作：文件讀寫#include<fstream>std::ofstreamoutfile("data.txt");outfile<<"數(shù)據(jù)寫入文件"<<std::endl;outfile.close();C++11新特性：auto關(guān)鍵字autoage=25;//自動推斷age的類型為intlambda表達式autoadd=[](inta,intb){returna+b;};intsum=add(5,3);//sum=8智能指針：unique_ptr,share