《C++入门进阶教程》课件

入门进阶教程C++面向初学到中级程序员基于标准C++17/20包含实际案例与最佳实践课程大纲基础知识C++语法与核心概念面向对象编程类、封装与继承标准模板库容器、算法与迭代器内存管理指针与智能指针高级特性模板与并发项目实践实际应用开发语言简介C++年1979创建Bjarne Stroustrup特点兼容的面向对象语言C应用领域游戏开发、系统软件地位排名前五TIOBE开发环境配置主流编译器IDE•Visual Studio•GCC•CLion•Clang•Code::Blocks•MSVC工具链•CMake调试工具•版本控制•第一个程序C++编写代码程序Hello World编译链接转换为可执行文件运行程序执行并查看输出调试修复解决常见初学错误变量与数据类型类型字节数范围int4-2^31~2^31-1位精度float

43.4E±387位精度double

81.7E±30815char1-128~127bool1true/false运算符算术运算符关系运算符逻辑运算符加等于与•+•==•减不等于或•-•!=•||乘小于非•*••!除大于•/•取余•%控制流语句条件语句、if-else switch-case循环语句、、for whiledo-while跳转语句、、break continuegoto表达式优化简化条件逻辑函数基础声明定义参数传递函数原型与实现值传递、引用传递函数重载返回值多种参数形式函数结果返回数组与字符串数组特性风格字符串C std::string固定大小字符数组动态大小•••连续内存以结尾丰富方法••\0•索引从开始测量长度安全操作•0•strlen•指针基础4字节32位系统指针大小8字节64位系统指针大小3操作声明、取址、解引用0空指针无效地址标识引用动态内存管理智能指针自动内存管理内存泄漏检测工具与技术动态数组可变大小集合new/delete基本内存操作面向对象编程概述封装继承隐藏内部细节代码复用抽象多态模型简化接口一致性类与对象类定义访问修饰符对象操作关键字外部可访问创建实例•class•public•成员变量内部使用访问成员••private•成员函数子类可见调用方法••protected•构造函数与析构函数默认构造函数无参数初始化参数化构造函数自定义初始化拷贝构造函数对象复制移动构造函数高效资源转移析构函数资源清理封装与信息隐藏保护数据访问器方法友元防止外部直接和特殊访问权限getter setter访问实现隐藏接口与实现分离继承多重继承多个基类访问控制继承权限管理单一继承一个基类基类派生类父子关系多态性虚函数1运行时多态基础虚函数表实现机制纯虚函数抽象类定义override/final明确覆盖意图运算符重载1定义语法形式声明operator+2实现方式成员函数或全局函数3常见重载算术、比较、流操作符4重载限制不能改变优先级和参数数量模板基础函数模板类模板模板特化代码结构代码结构类型特定实现template templatetemplateT maxTa,T b{class Stack{class Stack{return aba:b;T*items;//针对bool的优化}int size;};//...};异常处理抛出异常语句检测错误条件throw捕获异常块处理异常try-catch异常类型标准库与自定义异常资源管理确保资源释放RAII标准模板库概述STL容器算法数据存储结构数据处理函数分配器迭代器内存管理容器遍历接口适配器函数对象接口转换行为封装容器顺序容器STL容器特点适用场景动态数组随机访问频繁vector双向链表频繁插入删除list双端队列两端操作频繁deque固定大小性能敏感场景array容器关联容器STL容器无序容器STL无序集合无序映射性能考量哈希函数质量•unordered_set•unordered_map•冲突处理开销•unordered_multiset•unordered_multimap•基于哈希表键值对存储不保证遍历顺序•••常数时间查找平均查找空间消耗较大••O1•算法STL非修改算法修改算法查找元素复制•find•copy计数转换•count•transform遍历替换•for_each•replace排序算法数值算法完全排序累加•sort•accumulate部分排序内积•partial_sort•inner_product稳定排序填充序列•stable_sort•iota迭代器随机访问迭代器、vector array双向迭代器、、list mapset前向迭代器forward_list输入输出迭代器/流迭代器函数对象与表达式Lambda函数对象表达式捕获列表Lambdastruct Greater{auto greater=[]int a,int intfactor=2;bool operatorinta,int b{auto multiply=[factor]intb{return ab;x{return ab;};return x*factor;}};};适配器STL栈队列优先队列stack queue后进先出先进先出自动排序迭代器适配器reverse_iterator智能指针内存模型与多线程基础内存模型线程创建互斥锁跨平台一致性类保护std::thread std::mutex死锁预防资源获取顺序控制并发编程C++条件变量线程通知与等待原子操作无锁数据访问线程池任务分配与重用async/future异步任务执行新特性C++17/20正则表达式基本组件匹配模式模式字符类•std::regex•[a-z]结果量词•std::smatch•+,*,完全匹配分组•regex_match•abc常见用途验证输入•文本解析•模式替换•文件与流操作文件打开数据读写流操作符与方法ifstream/ofstream错误处理位置控制状态检测seekg/seekp代码优化技术C++编译器选项优化级别-O2/-O3内存布局缓存友好设计移动语义避免不必要复制编译期计算函数constexpr设计模式与C++单例模式全局唯一实例工厂模式对象创建抽象观察者模式事件通知机制代码调试与性能分析断点调试内存检测审查程序执行流程查找泄漏Valgrind性能分析优化改进找出热点代码针对性能改进程序现代编码规范C++命名约定注释规范错误处理类名驼峰式函数前注释异常层次设计•••函数小驼峰复杂逻辑说明资源管理•••RAII常量全大写格式边界检查••Doxygen•项目实践游戏引擎核心游戏逻辑玩法实现渲染系统图形显示物理引擎碰撞检测资源管理素材加载引擎架构核心框架项目实践数据库连接库连接池设计管理数据库连接生命周期查询封装SQL防注入与类型安全事务管理特性保证ACID异步接口非阻塞高性能操作项目实践网络编程协议实现Socket API底层通信接口封装TCP/UDP安全通信异步模型加密与认证高并发处理项目实践多线程图像处理图像算法滤镜与变换任务分解区域切分处理线程协作同步与合并性能评估加速比测量项目实践解析器实现词法分析识别Token2语法分析构建语法树语义分析类型检查代码生成执行或翻译跨平台开发技巧宏控制抽象层平台包装•#ifdef_WIN32•API工厂模式•#ifdef__APPLE__•策略模式•#ifdef__linux__•构建系统跨平台•CMake库依赖管理•自动化测试•与其他语言交互C++C++/Python C++/Java C++/JavaScript接口•pybind11•JNI•WebAssembly工具•Boost.Python•javah•Emscripten原生方法插件•SWIG••Node.js前沿技术趋势C++协程模块系统概念约束非抢占式多任务替代头文件模板类型限制学习资源与社区课程总结与展望50+5+核心概念实践项目系统全面介绍巩固编程技能高薪∞学习可能行业前景持续精进提升技术人才需求。