《C++程序设计教程》课件

程序设计教程C++欢迎来到程序设计教程！本课程将带您从零开始学习语言，涵C++C++盖基本语法、数据结构、算法和面向对象编程等重要概念，并通过实际项目案例帮助您提升编程技能希望这门课程能够为您打开通往编程世界的大门，助您成为一名优秀的程序员C++语言概述C++发展历史语言特点C++C++诞生于世纪年代末，由贝尔实验室的具有以下特点高效性、可移植性、面向对象、泛型C++2070Bjarne C++设计最初称为，后来演变为编程、底层控制能力它广泛应用于游戏开发、系统软件Stroustrup“C withClasses”C++源于语言，并加入了面向对象编程特性，成为一门功、嵌入式系统、高性能计算等领域，是现代软件开发中不C++C能强大且灵活的编程语言可或缺的重要语言开发环境搭建安装配置编译器选择Visual Studio是微软开发的集成除了自带的编译器Visual StudioVisual Studio开发环境（），提供了丰富之外，还有其他优秀的编IDE C++的功能和工具，非常适合译器可以选择，例如、C++GCC开发安装完成后，需要配置等根据个人需求选择合Clang编译器、链接器和调试器等相适的编译器，并进行相应的配关选项置使用基础IDE熟悉的基本操作，例如创建项目、编写代码、编译运行、调试程IDE序等，可以显著提升开发效率掌握的功能，例如代码自动补全IDE、代码提示、调试器等，可以帮助您更快、更有效地完成开发工作第一个程序C++程序解析程序结构说明编译运行过程Hello World程序是每个编程新手学习的程序由若干个函数组成，每个函程序需要先编译成机器代码，才Hello WorldC++C++第一课它通常包含一个简单的输出数包含一组执行特定任务的代码程能在计算机上运行编译器将代C++语句，例如序从函数开始执行，函数是码转换为可执行文件，运行该文件便“coutHello World!main main，用于将字符串输出整个程序的入口点程序通可以执行程序编译运行过程通常包endl;”“Hello World!”Hello World到控制台常只有一个函数，包含简单的输括编译、链接、加载和执行等步骤main出语句基本数据类型整型（int、short、long）1整型用于存储整数，包括int、short、long等类型int是最常用的整型，short用于存储较小的整数，long用于存储较大的整数浮点型（float、double）2浮点型用于存储带小数点的数字，包括float、double等类型float用于存储精度较低的浮点数，double用于存储精度较高的浮点数字符型（char）3字符型用于存储单个字符，例如字母、数字或符号字符型变量通常使用单引号括起来，例如A、

1、布尔型（bool）4布尔型用于存储逻辑值，只有两种可能的值true（真）和false（假）布尔型变量通常用于条件判断和逻辑运算变量与常量变量声明和定义变量作用域变量是用于存储数据的容器声明变量时，需要指定数据类型变量的作用域是指变量在程序中有效的作用范围变量的作用和变量名定义变量时，需要为变量分配内存空间并初始化变域由变量声明的位置决定，局部变量的作用域仅限于声明它的量的值函数或代码块，全局变量的作用域是整个程序1234常量定义（const）命名规范常量是指在程序运行过程中其值不能被修改的变量使用const良好的命名规范可以提高代码的可读性和可维护性一般来说关键字定义常量，例如const intMAX_VALUE=100常量可以提高，变量名应该采用描述性的命名方式，例如使用“studentName”来程序的可读性和安全性表示学生姓名，而不是使用“s”或“name”等简短的名称运算符算术运算符关系运算符逻辑运算符算术运算符用于执行算术运算关系运算符用于比较两个操作逻辑运算符用于对布尔值进行，例如加法（+）、减法（-）数的大小关系，例如等于（==逻辑运算，例如逻辑与（）、乘法（*）、除法（/）、取）、不等于（!=）、大于（）、逻辑或（||）、逻辑非（!）等模（%）等这些运算符用于对、小于（）、大于等于（=）逻辑运算符的结果也是一个数值进行算术操作、小于等于（=）等关系运布尔值，用于判断表达式的真算符的结果是一个布尔值（true假或false）位运算符位运算符用于对数据进行位级操作，例如按位与（）、按位或（|）、按位异或（^）、按位取反（~）、左移（）、右移（）等位运算符可以用于对数据的特定位进行操作，例如设置、清除或测试某个位的值表达式与运算符优先级运算符优先级表运算符优先级决定了表达式中运算符的执行顺序优先级高的运算符先执行，优先级低的运算符后执行语言定义了一张运算符优先级表，用于确定运算符的执行顺C++1序表达式求值规则表达式是指由运算符和操作数组成的运算式语言规定了表达式的求C++2值规则，例如从左到右进行求值，以及不同运算符的结合性（左结合或右结合）等常见错误分析理解运算符优先级和表达式求值规则对于编写正确的代码C++3至关重要常见错误包括优先级错误、结合性错误、类型转换错误等，需要仔细分析并纠正输入输出流cin的使用cin是C++中的标准输入流对象，用于从键盘获取用户输入可以使用cin变量名来读取用户输入，并将其存储到指定的变量中cout的使用cout是C++中的标准输出流对象，用于向控制台输出数据可以使用cout表达式来输出数据，例如输出字符串、变量的值或表达式的结果格式化输出可以使用操纵符来控制输出数据的格式，例如设置宽度、精度、对齐方式等例如，可以使用setw10来设置输出宽度为10个字符，可以使用setprecision2来设置精度为两位小数文件流基础除了标准输入输出流之外，C++还提供了文件流，用于读写文件可以使用fstream类来打开文件、读取文件内容或写入文件内容文件流操作需要指定文件名和打开模式选择结构if语句1if语句用于判断条件是否成立，如果成立则执行相应的代码块if语句的语法格式为if条件表达式{代码块}if-else语句2if-else语句用于判断条件是否成立，如果成立则执行if语句块，否则执行else语句块if-else语句的语法格式为if条件表达式{代码块1}else{代码块2}switch语句3switch语句用于根据不同的条件选择执行不同的代码块switch语句的语法格式为switch表达式{case值1:代码块1;break;case值2:代码块2;break;...default:代码块n;}条件运算符条件运算符（:）是一种三元运算符，用于根据条件表达式的真假，选4择执行不同的表达式条件运算符的语法格式为条件表达式表达式1:表达式2如果条件表达式为真，则执行表达式1，否则执行表达式2循环结构循环do-while循环while循环至少执行一次代码块，do-while循环用于重复执行一段代码，直然后判断条件表达式是否成立如while到条件表达式为假为止循环的果成立则继续执行代码块，否则结while1语法格式为条件表达式代束循环循环的语法格式为while{do-while2码块代码块条件表达式}do{}while;循环控制语句循环for4循环控制语句用于控制循环的执行循环用于重复执行一段代码，并for3过程，例如语句用于立即退出根据循环控制变量的变化控制循环break循环，语句用于跳过当前循次数循环的语法格式为continue for for环的剩余代码，并继续执行下一轮初始化表达式条件表达式迭代表;;循环达式代码块{}数组一维数组用于存储同一类型的一组数据，每个数据可以通过下标访问二维数组用于存储表格形式的数据，每个数据可以通过两个下标访问，例如行和列数组初始化在定义数组时，可以使用花括号{}初始化数组元素例如intnumbers

[5]={1,2,3,4,5}数组应用数组在数据存储、数据排序、数据查找等方面有广泛的应用，例如存储学生成绩、统计商品销量、模拟矩阵运算等字符串处理风格字符串类使用常用字符串操作C string风格字符串使用字符数组来表示，以中的类提供了更加方便的字符类提供了一系列成员函数，用于C C++string string空字符作为结束标志例如串处理功能，它封装了字符串的存储实现字符串的拼接、查找、替换、比\0char、操作和管理等功能例如较、大小写转换等操作例如str

[10]=hello;string str、、、=hello;str.length str.find str.replacestr.compare函数基础函数定义函数声明参数传递返回值函数是用于完成特定任务函数声明用于告知编译器函数参数用于将数据传递函数返回值用于将函数执的代码块函数定义包括函数的类型、名称和参数给函数支持两种参行的结果返回给调用函数C++函数名、参数列表和函数例如数传递方式值传递和引返回值类型决定了函数int addint a,int b;体例如函数声明放在函数定义之用传递值传递将实参的返回数据的类型例如，int addint a,int前，以便编译器在调用函值复制给形参，而引用传函数的返回b{return a+b;}addint a,int b数之前知道函数的类型和递将实参的地址传递给形值类型为，表示函数返int参数参值传递不会修改实参回一个整数的值，而引用传递会修改实参的值函数进阶函数重载函数重载是指在同一个作用域中，定义多个具有相同名称但参数列表不同的函数编译器根据函数调用时的实参类型和数量选择合适的函数执行默认参数默认参数是指在函数定义时，为参数指定默认值如果调用函数时没有为该参数提供实参，则使用默认值默认参数可以简化函数调用，提高代码可读性内联函数内联函数是指在调用函数时，直接将函数体代码插入到调用语句的位置，避免函数调用的开销使用inline关键字定义内联函数，例如inline int addint a,int b{return a+b;}递归函数递归函数是指在函数体中调用自身函数的函数递归函数可以用来解决一些具有递归结构的问题，例如阶乘、斐波那契数列等递归函数需要有一个终止条件，以防止无限递归指针基础指针概念1指针是一种特殊类型的变量，用于存储内存地址指针可以用来直接访问内存，提高程序的效率和灵活性例如int*ptr=a;ptr存储的是变指针声明和使用量a的地址2指针声明需要指定指针类型和指针变量名例如int*ptr;声明一个指向整数类型数据的指针使用指针变量时，可以使用解引用运算符（*指针运算3）来访问指针所指向的内存空间指针可以进行加减运算，用于访问数组中的元素例如ptr++;将指针指向下一个数组元素指针也可以进行比较运算，例如判断两个指针是NULL指针否指向相同的地址4NULL指针是指向内存地址0的指针它通常用于表示指针没有指向任何有效的内存空间例如int*ptr=NULL;将指针ptr初始化为NULL指针指针与数组1数组指针数组指针是指向整个数组的指针例如int arr

[5];int*ptr=arr;ptr指向数组arr的第一个元素2指针数组指针数组是指由指针元素组成的数组，每个元素都指向一个内存地址例如int*arr

[5];声明一个包含5个指针元素的数组，每个元素指向一个整数类型数据的地址3动态数组动态数组是指在程序运行时动态分配内存空间的数组可以使用new运算符来动态创建数组，例如int*arr=new int

[5];动态创建一个包含5个元素的整数数组4多维数组指针多维数组指针是指向多维数组的指针例如int**ptr=arr;ptr指向二维数组arr的第一个元素的地址引用引用概念引用vs指针引用作为函数参数引用作为返回值引用是为一个已存在的变量提供引用和指针都是指向内存地址的将引用作为函数参数，可以将实将引用作为函数返回值，可以返一个别名引用声明需要使用，但引用必须在声明时初始化，参的值传递给形参，并且在函数回函数内部创建的变量的别名符号，例如int ref=a;ref是变并且不能改变指向的地址指针内部修改实参的值例如void例如int getMaxValueint a,int量a的别名，它们指向相同的内存可以随时改变指向的地址，但需swapint a,int b{int temp=a;a=b{return aba:b;}空间要使用解引用运算符来访问指针b;b=temp;}所指向的内存空间内存管理堆栈全局/静态结构体结构体定义结构体数组结构体指针嵌套结构体结构体是一种自定义数据结构体数组是指由多个结结构体指针是指向结构体结构体可以嵌套，即结构类型，用于将不同类型的构体元素组成的数组例的指针可以使用结构体体成员可以是另一个结构数据组合在一起，形成一如声指针来访问结构体成员体例如Student students

[100];struct Address{个整体结构体定义使用明一个包含个学生结构例如100Student*ptr=string street;string city;};关键字，例如体元素的数组指向学生结构struct structstudent;ptr structStudent{string name;体的地址Student{string name;int age;student Addressaddr;};};类与对象基础类的概念类是一种自定义数据类型，用于描述一组具有相同属性和行为的对象类定义使用class关键字，例如class Student{private:string name;int age;public:void setNamestringn{name=n;}string getName{return name;}};对象的创建对象是类的实例，它表示类的具体化可以使用类名来创建对象，例如Student student;创建一个名为student的Student对象成员变量成员变量是类的属性，用于存储对象的数据成员变量可以是各种数据类型，例如整型、浮点型、字符串等成员函数成员函数是类的行为，用于实现对象的操作成员函数可以访问类的成员变量，并执行特定的操作构造函数与析构函数默认构造函数1默认构造函数是在创建对象时自动调用的函数，它没有参数默认构造函数用于初始化对象的成员变量例如Student{name=;age=0;}带参构造函数2带参构造函数用于在创建对象时初始化成员变量带参构造函数需要指定参数列表，例如Studentstring n,int a{name=n;age=a;}复制构造函数3复制构造函数用于使用一个已存在的对象来初始化新的对象复制构造函数需要指定一个常量引用类型的参数，例如Studentconst Student s{name=s.name;age=s.age;}析构函数4析构函数是在对象销毁时自动调用的函数，用于释放对象占用的内存空间析构函数没有返回值，也没有参数例如~Student{cout析构函数调用endl;}类的访问控制1public公有成员可以被任何代码访问，包括类外部的代码例如public:void setNamestringn{name=n;}2private私有成员只能被类内部的代码访问，类外部的代码无法访问例如private:string name;int age;3protected保护成员可以被类内部的代码和派生类的代码访问，类外部的代码无法访问例如protected:string name;int age;4友元函数友元函数是定义在类外部的函数，但它可以访问类的私有成员使用friend关键字声明友元函数，例如friend voidprintStudentconst Students;类的静态成员静态成员变量静态成员函数常量成员指针this静态成员变量是类级别的静态成员函数是类级别的常量成员是指在类定义中指针是指向当前对象的this变量，它只存在一个副本函数，它不属于任何对象使用关键字声明的成指针在成员函数内部，const，所有对象共享同一个静，可以直接通过类名来调员变量常量成员的值在可以使用指针来访问当this态成员变量使用关用使用关键字声明创建对象时初始化，之后前对象的成员变量和成员static static键字声明静态成员变量，静态成员函数，例如不能被修改例如函数例如const this-name=例如声明张三李四static intcount;static voidprintCount{cout stringname=;;一个静态整型变量countcount=countendl;}运算符重载重载概念1运算符重载是指为已有的运算符赋予新的含义，使其能够应用于自定义数据类型例如，可以重载+运算符，使它能够对两个自定义对象进行加法运算成员函数重载2可以将运算符重载为类的成员函数例如Student operator+const Students{...}将+运算符重载为Student类的成员函数，用于实现两个Student对象的加法运算友元函数重载3可以将运算符重载为类的友元函数例如friend Studentoperator+const Students1,constStudents2{...}将+运算符重载为Student类的友元函数，用于实现两个Student对象的加法运算常见运算符重载4常见运算符重载包括加法运算符（+）、减法运算符（-）、乘法运算符（*）、除法运算符（/）、取模运算符（%）、赋值运算符（=）、关系运算符（==、!=、、、=、=）等继承基础继承概念继承是指在一个新的类中使用现有的类的属性和行为，从而创建新的类继承可以实现代码复用，提高代码的效率和可维护性继承方式C++支持三种继承方式公有继承、私有继承和保护继承公有继承是默认的继承方式，它保留父类的访问控制私有继承和保护继承会改变父类的访问控制，使其只能在派生类内部或保护范围内访问访问控制继承会影响基类成员的访问控制公有继承会保留基类的访问控制，私有继承会将基类的公有成员和保护成员变成私有成员，保护继承会将基类的公有成员和保护成员变成保护成员继承中的构造和析构派生类需要调用基类的构造函数来初始化基类部分，并且在派生类析构函数中调用基类的析构函数来释放基类部分的内存空间多重继承多重继承概念1多重继承是指一个派生类可以从多个基类继承属性和行为例如class Student:publicPerson,public Teacher{...};虚继承2虚继承用于解决多重继承中菱形继承问题使用virtual关键字声明虚基类，可以避免重复继承基类的成员例如class A{...};class B:virtual publicA{...};class C:virtual publicA{...};class D:public B,public C{...};菱形继承问题3菱形继承问题是指在一个多重继承关系中，存在两个派生类都继承同一个基类，而这两个派生类的子类又同时继承这两个派生类这种情况下，子类会继承多个基类，导致基类的成员重复虚继承可以解决这个问题接口继承4接口继承是指派生类继承基类的所有公有成员，而基类本身不能创建对象接口继承使用纯虚函数来定义接口例如class IShape{public:virtual voiddraw=0;};多态性1虚函数虚函数是指在基类中使用virtual关键字声明的成员函数虚函数允许派生类重新定义基类中的函数，并在运行时根据对象的实际类型调用相应的函数2纯虚函数纯虚函数是指在基类中使用=0来声明的虚函数纯虚函数没有函数体，它用于定义接口，基类不能创建对象，必须由派生类实现纯虚函数3抽象类抽象类是指包含至少一个纯虚函数的类抽象类不能创建对象，它用于定义抽象概念，必须由派生类实现抽象类的纯虚函数4运行时多态运行时多态是指在程序运行时，根据对象的实际类型调用相应的函数虚函数是实现运行时多态的关键机制，它允许在运行时动态地选择要执行的函数模板基础函数模板类模板模板参数模板特化函数模板是一种通用的函类模板是一种通用的类，模板参数用于指定模板的模板特化用于为特定类型数，它可以用于创建处理它可以用于创建处理不同类型模板参数可以使用提供自定义的模板实现不同数据类型的函数使数据类型的类使用关键字指定类型使用关键字和类型typename template用关键字定义函数关键字定义类模板参数，例如参数来定义模板特化，例template template template模板，例如，例如或者使用如templatetemplate typename typename T classtemplateintaddinta,关键字指定类参数，例如typenameTT addTa,T b{T classList{...};int b{return a+b+1;}模板return a+b;}template classT参数也可以指定非类型参数，例如template intN异常处理try-catch语句try-catch语句用于处理程序中可能出现的异常使用try块包含可能抛出异常的代码，使用catch块捕获并处理异常例如try{...}catch constexception e{...}异常类型C++语言定义了一系列的异常类型，例如exception、runtime_error、logic_error等可以使用throw关键字抛出异常，例如throw runtime_error运行时错误;异常传播如果在try块中抛出异常，而catch块没有捕获该异常，则异常会继续向调用函数传播，直到找到一个合适的catch块来处理该异常异常处理策略异常处理策略是指如何处理程序中可能出现的异常常见的异常处理策略包括忽略异常、记录异常、重新抛出异常、终止程序等选择合适的异常处理策略可以确保程序的健壮性和稳定性文件操作文件流类文件读写二进制文件操作文件指针操作提供了类来进行使用文件流对象可以打开除了文本文件，还支可以使用文件流对象的成C++fstream C++文件操作它包含三个子文件、读取文件内容或写持二进制文件操作可以员函数和来移动seekp seekg类用于读取文件入文件内容例如使用文件流对象的成员函文件指针，从而访问文件ifstream、用于写入文件、打数和来进行二进制中的特定位置例如ofstream ifstreaminfiledata.txt;read write用于读写文件开名为的文件进行数据的读写将文件指针fstream“data.txt”infile.seekg10;读取移动到文件开头第个字10节的位置容器STLvector listdequevector是一种动态数组，可以list是一种双向链表，允许在deque是一种双端队列，可以自动调整大小，方便插入和任意位置插入和删除元素，在首尾位置高效插入和删除删除元素例如vectorint但不能随机访问元素例如元素，同时可以随机访问元v;创建一个存储整数的vectorliststring l;创建一个存储素例如dequedouble d;创字符串的list建一个存储double类型的dequeset/multisetset和multiset是关联容器，用于存储排序后的唯一元素（set）或不唯一元素（multiset）例如setint s;创建一个存储整数的set算法STL排序算法STL提供了丰富的排序算法，例如sort、stable_sort、partial_sort等这些算法可以对容器中的元素1进行排序，例如从小到大排序或从大到小排序查找算法2STL提供了查找算法，例如find、search、binary_search等这些算法可以用于在容器中查找特定元素，例如查找第一个匹配的元素或查找特定范围内的元素遍历算法3STL提供了遍历算法，例如for_each、copy、transform等这些算法可以用于遍历容器中的元素，并执行特定的操作，例如对每个元素进行打印或修改数值算法4STL提供了数值算法，例如accumulate、min、max等这些算法可以用于对容器中的元素进行数值计算，例如求和、求最小值、求最大值等迭代器迭代器类型迭代器操作反向迭代器迭代器失效迭代器是一种抽象概念，迭代器可以执行各种操作还提供了反向迭代器，当容器发生改变时，例如STL它提供了一种访问容器元，例如获取当前元素的值用于从容器的末尾开始访插入或删除元素，可能会素的机制提供了多种、移动到下一个元素、判问元素例如导致迭代器失效如果在STL迭代器类型，例如输入迭断迭代器是否到达容器的容器发生改变后继续使用vectorint::reverse_iterator代器、输出迭代器、前向末尾等例如指向失效的迭代器，可能会导vectorint rit=v.rbegin;rit vector迭代器、双向迭代器、随的最后一个元素致程序出现错误v;vectorint::iterator it=机访问迭代器指向的第v.begin;it vector一个元素容器mapmap基本操作map是一种关联容器，用于存储键值对键必须是唯一的，而值键值对处理可以是任何类型可以使用下标运算符[]来访问map中的元素例如mapstring,int m;m[张三]=100;将键“张三”和值100存储map容器提供了各种成员函数来操作键值对，例如insert、erase、到map中find、count等可以使用迭代器来遍历map中的键值对1234multimap map应用实例multimap与map类似，但它允许存储相同的键例如map容器广泛应用于各种场景，例如存储学生信息（姓名作为键multimapstring,int mm;mm[张三]=100;mm[张三]=200;可以将，学号作为值）、存储单词频率（单词作为键，出现次数作为相同的键“张三”存储到multimap中值）、存储配置信息（配置项作为键，值作为值）等类详解stringstring操作string类提供了一系列成员函数，用于实现字符串的操作，例如str.length获取字符串长度、str.append追加字符串、str.insert插入字符串、str.erase删除字符串字符串查找string类提供了成员函数find、rfind、find_first_of、find_last_of等，用于在字符串中查找特定字符或子字符串例如str.findhello;查找字符串hello在str中的位置字符串修改string类提供了成员函数replace、erase、insert等，用于修改字符串内容例如str.replace0,5,world;将str中从第0个字符开始的5个字符替换为world字符串比较string类提供了成员函数compare，用于比较两个字符串的大小关系例如str.comparehello;比较str和hello字符串的大小关系智能指针详解1unique_ptrunique_ptr是一种独占所有权的智能指针，它保证同一时间只有一个unique_ptr指向给定的对象例如unique_ptrint pnewint10;创建一个unique_ptr，指向一个值为10的int对象2shared_ptrshared_ptr是一种共享所有权的智能指针，它允许多个shared_ptr指向同一个对象当最后一个指向对象的shared_ptr被销毁时，该对象才会被释放例如shared_ptrint pnewint10;shared_ptrint q=p;p和q都指向同一个对象3weak_ptrweak_ptr是一种弱引用，它不拥有指向对象的控制权，可以用来避免循环引用例如weak_ptrint wp;w是一个指向p指向对象的弱引用4使用场景智能指针在资源管理中非常有用，可以帮助我们避免内存泄漏和悬挂指针例如，使用unique_ptr管理动态分配的内存、使用shared_ptr管理共享资源、使用weak_ptr打破循环引用函数对象函数对象概念预定义函数对象可调用对象适配器bind函数对象是指可以像函数提供了许多预定义的函除了函数对象之外，任何适配器可以用来绑定函STL bind一样调用的对象函数对数对象，例如、可调用对象都可以作为函数参数，创建新的可调用plus minus象通常重载了运、、等这数使用例如，表对象例如operator multipliesdivides lambdaauto add10=算符，使其可以像函数一些函数对象可以用来执行达式、成员函数指针、函bindadd,placeholders::_1,10;样被调用例如各种常见的运算例如数指针等都是可调用对象创建一个新的可调用对象class Add，它将调用函数，{public:int operatorinta,plusint add;int result=add10add并将第二个参数固定为int b{return a+b;}};Add add10,20;10add;int result=add10,20;表达式LambdaLambda语法Lambda表达式的语法格式为[捕获列表]参数列表-返回类型{函数体}例如auto add=[]inta,int b{return a+b;};捕获列表捕获列表用于指定Lambda表达式可以访问的外部变量例如[a]表示按引用捕获变量a，[a]表示按值捕获变量a如果捕获列表为空，则表示Lambda表达式无法访问任何外部变量参数列表参数列表用于指定Lambda表达式的参数类型和参数名例如[]inta,int b表示Lambda表达式接收两个int类型的参数a和b常见用法Lambda表达式可以用于创建匿名函数、作为函数参数、作为算法的回调函数等例如sortv.begin,v.end,[]inta,int b{return ab;};使用Lambda表达式作为sort函数的比较函数右值引用12左值和右值移动语义左值是指可以出现在赋值表达式左边的表达式，它表示一个可以修改的内存位置右值移动语义是一种优化技术，它允许将一个对象的资源转移到另一个对象，而无需进行复是指不能出现在赋值表达式左边的表达式，它表示一个临时的值，不能被修改制操作右值引用可以用于实现移动语义例如string r=moves;将字符串s的资源移动到字符串r34完美转发性能优化完美转发是指将函数参数的类型和值不变地传递给另一个函数可以使用std::forward函数右值引用和移动语义可以提高程序的效率，因为它可以避免不必要的复制操作例如，来实现完美转发例如templatetypenameT voidforwardFuncT t{funcstd::forwardTt;当将一个临时对象作为函数参数传递时，可以使用右值引用和移动语义来避免复制临时}对象新特性C++11关键字auto nullptr12关键字用于自动推断变量的类型例如编关键字用于表示空指针，它可以用来避免空指针错误auto auto i=10;nullptr译器会自动推断的类型为例如将指针初始化为i intint*ptr=nullptr;ptr nullptr范围循环初始化列表for34范围循环用于遍历容器中的元素例如初始化列表用于在定义对象时初始化对象的成员变量例forforautoi:v{遍历中的每个元素如张三使用初始化列表初始化...}vector vStudent student{,18};对象的成员变量和Student nameage多线程编程类互斥量条件变量线程同步thread引入了类，用互斥量是一种同步机制，条件变量是一种同步机制线程同步是指多个线程协C++11thread于创建和管理线程可以用于保护共享资源，确保，用于在满足特定条件时调执行，确保数据的一致使用类的构造函数创同一时间只有一个线程可通知等待的线程例如性和程序的正确性常见thread建线程，例如以访问共享资源例如创建一的线程同步机制包括互斥thread condition_variable cv;创建一个创建一个互斥量个条件变量量、条件变量、信号量、tfunc,arg1,arg2;mutex m;m cv名为的线程，它执行名为事件等t的函数，并将和func arg1作为参数传递给函arg2func数正则表达式regex类C++11引入了regex类，用于处理正则表达式例如regex r[a-zA-Z]+;创建一个正则表达式对象r，用于匹配字母字符串模式匹配可以使用regex_match函数来判断字符串是否匹配正则表达式例如regex_matchstr,r;判断字符串str是否匹配正则表达式r字符串替换可以使用regex_replace函数来将字符串中的部分内容替换为其他内容例如regex_replacestr,r,;将str中匹配正则表达式r的部分替换为空格常用正则表达式常见的正则表达式包括匹配数字、字母、空格、特殊字符、邮箱、电话号码等例如[0-9]+用于匹配数字字符串，[a-zA-Z]+用于匹配字母字符串设计模式基础单例模式1单例模式确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点来访问该实例例如，数据库连接池、日志管理器等可以采用单例模式工厂模式2工厂模式用于创建对象的接口，将创建对象的具体逻辑封装到不同的工厂类中例如，不同的工厂类可以创建不同的数据库连接对象观察者模式3观察者模式定义了一种一对多的依赖关系，让多个观察者对象同时监听一个主题对象的状态变化例如，当股票价格发生变化时，所有订阅该股票的观察者都会收到通知适配器模式4适配器模式将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口例如，可以使用适配器模式将一个旧的接口转换成新的接口，以便与新的系统兼容内存模型1堆和栈堆和栈是内存中两种重要的存储区域栈用于存储局部变量、函数参数等，它是一种先进后出的数据结构堆用于存储动态分配的内存空间，它是一种先进先出的数据结构2内存对齐内存对齐是指将数据按照特定对齐方式存储在内存中，以提高程序的执行效率内存对齐可以减少内存访问次数，提高程序的性能3内存池内存池是一种内存管理技术，它预先分配一块内存空间，并将其划分成多个固定大小的内存块当需要分配内存时，直接从内存池中获取可用的内存块，而不是每次都进行系统调用，可以提高内存分配的效率4内存优化内存优化是指减少程序占用的内存空间，提高程序的性能常见的内存优化技巧包括使用数据结构优化、减少对象的大小、使用内存池、避免内存泄漏等性能优化代码优化技巧算法优化内存优化编译优化代码优化技巧是指通过修算法优化是指选择更有效内存优化是指减少程序占编译优化是指使用编译器改代码的方式来提高程序的算法来解决问题，从而用的内存空间，提高程序提供的优化选项来提高程的性能，例如使用更有提高程序的性能例如，的性能例如，使用更小序的性能例如，使用-O2效的算法、减少不必要的使用快速排序算法比冒泡的数据类型、使用内存池或优化选项可以提高程-O3计算、使用更快的内存访排序算法更加高效、避免内存泄漏等序的执行效率问方式、优化循环结构等调试技巧断点调试监视变量断点调试是指在程序中设置断点，当程序运行到断点处时暂停执行监视变量是指在调试过程中监控程序中特定变量的值通过监视变，以便开发人员检查程序的状态通过断点调试，可以分析程序的量，可以观察变量的值如何变化，找出程序中的错误执行流程、查看变量的值、找出程序中的错误内存检测常见bug分析内存检测是指在调试过程中检查程序中是否存在内存泄漏、内存越常见的bug包括语法错误、逻辑错误、内存错误、运行时错误等界等问题通过内存检测，可以找出程序中可能导致内存错误的原通过调试技巧，可以分析bug的原因，找到解决问题的方案因代码规范命名规范1命名规范是指对程序中变量、函数、类等标识符的命名规则良好的命名规范可以提高代码的可读性和可维护性例如，使用驼峰式命名法、使用有意义的名称、避免使用缩写等注释规范2注释规范是指对程序中代码进行注释的规则良好的注释规范可以提高代码的可读性和可维护性例如，使用简洁的语言、解释代码的功能、说明代码的逻辑等格式规范3格式规范是指对代码的排版规则良好的格式规范可以提高代码的可读性和可维护性例如，使用缩进、空格、换行等来提高代码的清晰度最佳实践4最佳实践是指在编写代码时遵循的最佳实践例如，使用标准库、避免重复代码、编写可测试的代码、使用面向对象的设计原则等项目实战通讯录管理系统需求分析系统设计核心功能实现测试用例首先需要明确通讯录管理根据需求分析结果，设计实现系统的核心功能，例编写测试用例，验证系统系统的需求，例如用户系统的架构和功能模块，如添加联系人、删除联功能的正确性测试用例可以添加、删除、修改联例如数据存储、用户界系人、修改联系人、查找应该覆盖各种情况，例如系人信息；可以根据姓名面、数据操作等模块可联系人、导出联系人信息正常输入、异常输入、、电话号码等信息查找联以使用类和对象来实现系等功能可以使用容器边界情况等STL系人；可以将联系人信息统的设计、文件操作、字符串处理导出为文件等技术来实现这些功能项目实战学生信息管理系统1数据结构设计设计学生信息的数据结构，例如姓名、学号、性别、年龄、专业等信息可以使用结构体或类来存储学生信息2类层次结构设计系统的类层次结构，例如学生类、课程类、成绩类等使用继承和多态来实现系统的功能3文件操作实现实现学生信息数据的存储和读取，可以使用文件操作来读写学生信息数据例如将学生信息存储到文本文件或二进制文件中4用户界面设计学生信息管理系统的用户界面，例如菜单界面、输入界面、输出界面等可以使用图形界面库或控制台界面来实现用户界面项目实战简单计算器GUI设计运算逻辑异常处理设计计算器的图形界面，例实现计算器的运算逻辑，例处理可能出现的异常，例如如显示屏、数字按钮、运如加、减、乘、除、取模除数为零、输入错误等异算符按钮、等于按钮、清除等运算可以使用表达式解常可以使用try-catch语句按钮等可以使用图形界面析、操作符优先级等技术来来捕获并处理异常库来实现GUI设计实现运算逻辑程序测试编写测试用例，验证计算器功能的正确性测试用例应该覆盖各种情况，例如正常输入、异常输入、边界情况等数据结构实现链表单链表双链表单链表是一种线性数据结构，每个节点包含数据和指向下一个节点的指双链表是一种线性数据结构，每个节点包含数据、指向下一个节点的指针例如struct Node{int data;Node*next;};Node*head=new Node{1,nullptr};针和指向上一个节点的指针例如struct Node{int data;Node*next;NodeNode*second=new Node{2,nullptr};head-next=second;*prev;};Node*head=new Node{1,nullptr,nullptr};Node*second=new Node{2,nullptr,head};head-next=second;second-prev=head;循环链表常用操作循环链表是一种线性数据结构，最后一个节点的指针指向第一个节点链表的常用操作包括插入节点、删除节点、查找节点、遍历链表等例如struct Node{int data;Node*next;};Node*head=new Node{1,nullptr};Node例如inserthead,3;在链表头部插入一个值为3的节点*second=new Node{2,head};head-next=second;数据结构实现栈和队列栈的实现队列的实现应用场景性能分析栈是一种后进先出（队列是一种先进先出（栈和队列在各种场景中都栈和队列的性能取决于实LIFO）的数据结构可以使用）的数据结构可以有应用例如栈用于函现方式使用数组实现的FIFO数组或链表来实现栈例使用数组或链表来实现队数调用、表达式求值、浏栈和队列在访问元素时速如使用实现栈列例如使用实现览器历史记录等；队列用度更快，但不能动态调整vector deque队列于任务调度、消息队列、大小；使用链表实现的栈vectorint stack;dequeint queue;打印队列等和队列可以动态调整大小stack.push10;stack.pop;queue.push_back10;，但在访问元素时速度较queue.pop_front;慢数据结构实现二叉树二叉树基本操作二叉树的基本操作包括创建二叉树、插入节点、删除节点、查找节点、遍历二叉树等例如创建二叉树TreeNode*root=new TreeNode1;root-left=new TreeNode2;root-right=new TreeNode3;遍历算法二叉树的遍历算法包括前序遍历、中序遍历、后序遍历例如前序遍历根节点-左子树-右子树查找算法二叉树的查找算法可以用于在二叉树中查找特定节点例如，二分查找可以用于在排序的二叉树中查找特定节点平衡树简介平衡树是一种特殊的二叉树，它保证树的左右子树的高度差始终小于等于1，从而保证树的查找效率常见的平衡树包括AVL树、红黑树等算法实现排序冒泡排序冒泡排序是一种简单的排序算法，它通过不断比较相邻的元素，将较大的元素交换到后面例如for inti=0;in-1;i++{for intj=0;jn-i-1;j++{if arr[j]arr[j+1]{swaparr[j],arr[j+1];}}}快速排序快速排序是一种高效的排序算法，它选择一个基准元素，将比基准元素小的元素放到基准元素的左边，将比基准元素大的元素放到基准元素的右边，然后递归地对左右两部分进行排序例如intpartitionint arr[],int low,int high{...};void quickSortintarr[],int low,int high{...}归并排序归并排序是一种稳定的排序算法，它将数组分成两半，递归地对两半进行排序，然后将排序后的两半合并成一个有序的数组例如void mergeSortintarr[],int low,int high{...};void mergeintarr[],int low,intmid,int high{...}性能对比冒泡排序的时间复杂度为On^2，快速排序和归并排序的时间复杂度为On logn快速排序的平均性能优于归并排序，但归并排序是一种稳定的排序算法，而快速排序不是稳定的排序算法算法实现查找顺序查找二分查找哈希查找顺序查找是一种简单的查找算二分查找是一种高效的查找算哈希查找是一种高效的查找算法，它从数组的第一个元素开法，它适用于排序的数组它法，它通过哈希函数将键映射始，逐个比较元素，直到找到通过不断将搜索范围缩小一半到哈希表中的特定位置，从而目标元素或到达数组的末尾，直到找到目标元素或搜索范实现快速查找例如使用例如for inti=0;in;i++{if围为空例如int unordered_map实现哈希查找arr[i]==target{return i;}}binarySearchint arr[],int low,int unordered_mapint,stringhigh,int target{...}hashTable;hashTable

[10]=hello;效率分析顺序查找的时间复杂度为On，二分查找的时间复杂度为Ologn，哈希查找的时间复杂度为O1哈希查找的平均性能优于二分查找，但哈希查找需要额外的空间来存储哈希表网络编程基础编程协议客户端服务器模型简单聊天程序Socket TCP/IP/编程是一种用于网络协议是互联网的核客户端服务器模型是一种可以使用编程来实现Socket TCP/IP/Socket通信的编程技术，它允许心协议，它定义了网络通常见的网络通信模型客一个简单的聊天程序客程序之间通过网络进行数信的规则和标准协户端程序向服务器程序请户端程序可以向服务器程TCP据交换可以看作是议是一种可靠的传输协议求服务，服务器程序提供序发送消息，服务器程序Socket网络中两个程序之间通信，它保证数据按顺序到达服务并返回结果给客户端可以将消息转发给其他客的端点目的地，并且没有丢失数程序例如浏览器是客户端程序例如使用据协议是一种不可靠户端程序，服务器是服协议实现一个简单的IP WebTCP的协议，它只保证数据包务器程序聊天程序、server.cpp能够到达目的地，但不能client.cpp保证数据包的顺序和完整性数据库编程数据库连接数据库连接是指将应用程序与数据库建立连接，以便应用程序能够访问数据库中的数据C++可以使用各种数据库连接库来连接数据库，例如MySQL、PostgreSQL、SQLite等SQL语句执行SQL（结构化查询语言）是一种用于访问和管理数据库的标准语言可以使用数据库连接库提供的接口来执行SQL语句，例如查询数据、插入数据、更新数据、删除数据等结果集处理执行SQL语句后，数据库会返回一个结果集可以使用数据库连接库提供的接口来遍历结果集，并获取结果集中每个字段的值例如使用迭代器来遍历结果集，并使用get方法获取每个字段的值事务处理事务处理是指将一组操作作为一个整体来执行，要么全部成功，要么全部失败可以使用数据库连接库提供的接口来控制事务的开始、提交和回滚例如使用begin_transaction、commit、rollback等方法来管理事务实用工具和库1Boost库介绍Boost库是一个强大的C++库集合，它提供了各种实用工具和算法，例如字符串处理、日期时间、网络通信、正则表达式等Boost库可以帮助开发者提高代码效率和可维护性2Qt框架基础Qt是一个跨平台的应用程序开发框架，它提供了丰富的库和工具，用于开发各种应用程序，例如桌面应用程序、移动应用程序、嵌入式应用程序等Qt框架可以帮助开发者快速构建图形用户界面、进行网络通信、管理数据库等3常用第三方库除了Boost库和Qt框架之外，还有许多其他常用的第三方库，例如OpenCV用于图像处理、Eigen用于矩阵运算、SFML用于游戏开发等选择合适的第三方库可以帮助开发者提高开发效率4开发工具推荐除了IDE之外，还有许多其他开发工具可以帮助开发者提高效率，例如代码分析工具、代码格式化工具、版本控制工具、调试工具等例如使用clang-format格式化代码，使用git进行版本控制，使用gdb进行调试课程总结与展望。