[C++]C++入门篇 2025最新版

第一阶段：C++基础语法与C的差异

1.1 C++的Hello World

#include <iostream>  // C++标准输入输出库

// 使用命名空间std（后续会详细讲解）
using namespace std; 

int main() {
    cout << "Hello, World!" << endl;  // cout替代printf，<< 是流操作符
    return 0;
}

• 差异点：

  • 头文件不带.h，如<iostream>。

  • cout和cin替代printf和scanf，类型安全且更灵活。

  • endl用于换行（等价于'\n'，但会刷新缓冲区）。

1.2 命名空间（Namespace）

• 作用：避免全局变量/函数的名字冲突。

namespace MySpace {
    int value = 10;
    void print() { cout << "MySpace" << endl; }
}

int main() {
    cout << MySpace::value << endl; // 通过::访问
    MySpace::print();
    return 0;
}

• using namespace std; 表示直接使用std命名空间内的所有内容（谨慎使用，可能导致命名冲突）。

1.3 变量声明的位置

• C：变量必须在作用域开头声明。

• C++：变量可以在任何位置声明（更灵活）。

int main() {
    for (int i = 0; i < 5; i++) {  // i在循环内声明
        cout << i << endl;
    }
    return 0;
}

1.4 引用（Reference）

• 作用：变量的别名，操作引用等价于操作原变量。

int a = 10;
int &ref = a;  // ref是a的引用
ref = 20;      // a的值变为20

• 与指针的区别：

  • 引用必须初始化且不能更改指向。

  • 更安全，无需检查空指针。

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第二阶段：面向对象编程（OOP）

2.1 类与对象

class Dog {          // class替代struct，默认成员是private
public:              // 访问修饰符
    string name;     // 成员变量
    void bark() {    // 成员函数
        cout << name << " says Woof!" << endl;
    }
};

int main() {
    Dog myDog;
    myDog.name = "Buddy";
    myDog.bark();
    return 0;
}

• 类 vs 结构体：class默认成员为private，struct默认为public（兼容C）。

2.2 构造函数与析构函数

class Student {
private:
    string name;
    int age;
public:
    // 构造函数（与类同名，无返回值）
    Student(string n, int a) : name(n), age(a) {} 
    
    // 析构函数（~类名，用于释放资源）
    ~Student() { cout << "Object destroyed" << endl; }
    
    void display() {
        cout << name << ", " << age << " years old" << endl;
    }
};

int main() {
    Student s("Alice", 20);  // 调用构造函数
    s.display();
    return 0;  // 析构函数自动调用
}

2.3 继承

// 基类
class Animal {
public:
    void eat() { cout << "Eating..." << endl; }
};

// 派生类（公有继承）
class Cat : public Animal {
public:
    void meow() { cout << "Meow!" << endl; }
};

int main() {
    Cat kitty;
    kitty.eat();   // 继承自Animal
    kitty.meow();
    return 0;
}

2.4 多态与虚函数

class Shape {
public:
    virtual void draw() {  // 虚函数
        cout << "Drawing a shape" << endl;
    }
};

class Circle : public Shape {
public:
    void draw() override {  // 重写虚函数
        cout << "Drawing a circle" << endl;
    }
};

int main() {
    Shape* shape = new Circle();
    shape->draw();  // 输出"Drawing a circle"（动态绑定）
    delete shape;
    return 0;
}

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第三阶段：内存管理与现代C++特性

3.1 new/delete vs malloc/free

int* p = new int(10);  // 动态分配内存并初始化
cout << *p << endl;    // 输出10
delete p;              // 释放内存

// 动态数组
int* arr = new int[5]{1,2,3,4,5};
delete[] arr;

• 优势：new会调用构造函数，delete调用析构函数，更安全。

3.2 智能指针（C++11）

#include <memory>
// unique_ptr（独占所有权）
unique_ptr<int> uptr(new int(5));
cout << *uptr << endl; // 输出5

// shared_ptr（共享所有权）
shared_ptr<int> sptr1 = make_shared<int>(10);
shared_ptr<int> sptr2 = sptr1;  // 引用计数+1

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第四阶段：模板与STL

4.1 函数模板

template <typename T>
T max(T a, T b) {
    return (a > b) ? a : b;
}

int main() {
    cout << max(3, 5) << endl;     // 输出5
    cout << max(2.5, 1.5) << endl; // 输出2.5
    return 0;
}

4.2 STL容器：vector

#include <vector>
vector<int> nums = {1,2,3,4,5};
nums.push_back(6);  // 添加元素

for (auto num : nums) {  // 范围for循环（C++11）
    cout << num << " ";
}

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