C++核心语法精要指南

一、基础语法

1. 数据类型

   • 基本类型：int、float、double、char、bool等，以及修饰符short、long、unsigned。
   • 复合类型：数组（同类型元素的集合）、结构体（struct，不同类型数据的组合）、联合体（union，共享内存的多类型数据）。

2. 函数

   • 由返回值类型、函数名、参数列表和函数体组成，用于封装可复用的代码块。
   • 函数重载：同一作用域内，函数名相同但参数列表（类型、个数、顺序）不同的函数，编译器通过参数匹配区分。

3. 指针与引用

   • 指针：存储变量地址的变量，可通过*访问指向的内容，支持nullptr（空指针）。
   • 引用：变量的别名（int &ref = a），必须初始化且不可更改指向，本质是常量指针的语法糖。

二、面向对象（OOP）

1. 类与对象

   • 类（class）：封装数据（成员变量）和操作（成员函数）的模板，通过private、public、protected控制访问权限。
   • 对象：类的实例，通过new创建（动态对象）或直接定义（栈对象）。

2. 继承

   • 派生类继承基类的成员，实现代码复用。
   • 继承方式：public（基类成员权限不变）、protected（基类公有成员变为保护）、private（基类公有 / 保护成员变为私有）。
   • 注意：基类的构造函数、析构函数、operator=不能被继承。

3. 多态

   • 静态多态：编译期确定（函数重载、运算符重载）。
   • 动态多态：运行期确定，通过虚函数实现：
     • 基类中用virtual声明虚函数，派生类重写（override）该函数。
     • 需通过基类指针或引用调用，才能触发动态绑定。

4. 封装与抽象

   • 封装：隐藏内部实现细节，仅暴露必要接口（如public成员函数）。
   • 抽象：通过纯虚函数（virtual int func() = 0）定义接口类（抽象类），无法实例化，强制派生类实现具体功能。

三、内存管理

1. 内存分区

   • 栈（Stack）：存放局部变量、函数参数，自动分配和释放，大小固定。
   • 堆（Heap）：动态内存，通过new分配、delete释放（数组用delete[]），需手动管理，否则可能内存泄漏。
   • 全局 / 静态区：存放全局变量、静态变量（static），程序结束后释放。

2. 智能指针

   • 自动管理堆内存，避免手动delete的风险：
     • unique_ptr：独占所有权，不可复制，可移动。
     • shared_ptr：共享所有权，通过引用计数管理释放。
     • weak_ptr：配合shared_ptr使用，不增加引用计数，解决循环引用问题。

四、其他核心概念

1. const 关键字

   • 修饰变量：值不可修改（const int a = 5）。
   • 修饰指针：const int* p（指向常量的指针）、int* const p（常量指针）。
   • 修饰成员函数：void func() const，不可修改类的成员变量（mutable修饰的变量除外）。

2. 命名空间（namespace）

   • 避免命名冲突，通过namespace 名称 { ... }定义，使用时加namespace::成员或using namespace 名称。

3. 模板（Template）

   • 泛型编程工具，定义与类型无关的代码：
     • 函数模板：template <typename T> T add(T a, T b) { return a + b; }。
     • 类模板：template <typename T> class Vector { ... };，支持不同类型的容器实现。

4. 异常处理

   • 通过try（可能出错的代码）、throw（抛出异常）、catch（捕获并处理异常）机制，替代传统错误码，提高代码健壮性。