C++：C++入门基础

��                                                 创作不易，感谢三连 ！！

一、什么是C++

         C语言是结构化和模块化的语言，适合处理较小规模的程序。对于复杂的问题，规模较大的程序，需要高度的抽象和建模时，C语言则不合适。为了解决软件危机， 20世纪80年代， 计算机界提出了OOP(object oriented programming：面向对象)思想，支持面向对象的程序设计语言应运而生。

         1982年，Bjarne Stroustrup博士在C语言的基础上引入并扩充了面向对象的概念，发明了一种新的程序语言。为了表达该语言与C语言的渊源关系，命名为C++。因此：C++是基于C语言而产生的，它既可以进行C语言的过程化程序设计，又可以进行以抽象数据类型为特点的基于对象程序设计，还可以进行面向对象的程序设计。

 

二、C++的领域

1. 操作系统以及大型系统软件开发

所有操作系统几乎都是C/C++写的，许多大型软件背后几乎都是C++写的，比如：Photoshop、Office、JVM(Java虚拟机)等，究其原因还是性能高，可以直接操控硬件。
2. 服务器端开发

后台开发：主要侧重于业务逻辑的处理，即对于前端请求后端给出对应的响应，现在主流采java，但内卷化比较严重，大厂可能会有C++后台开发，主要做一些基础组件，中间件、缓存、分布式存储等。服务器端开发比后台开发跟广泛，包含后台开发，一般对实时性要求比较高的，比如游戏服务器、流媒体服务器、网络通讯等都采用C++开发的。
3. 游戏开发

PC平台几乎所有的游戏都是C++写的，比如：魔兽世界、传奇、CS、跑跑卡丁车等，市面上相当多的游戏引擎都是基于C++开发的，比如：Cocos2d、虚幻4、DirectX等。三维游戏领域计算量非常庞大，底层的数学全都是矩阵变换，想要画面精美、内容丰富、游戏实时性高，这些高难度需求无疑只能选C++语言。比较知名厂商：腾讯、网易、完美世界、巨人网络等。
4. 嵌入式和物联网领域

嵌入式：就是把具有计算能力的主控板嵌入到机器装置或者电子装置的内部，能够控制这些装置。比如：智能手环、摄像头、扫地机器人、智能音响等。

谈到嵌入式开发，大家最能想到的就是单片机开发(即在8位、16位或者32位单片机产品或者裸机上进行的开发)，嵌入式开发除了单片机开发以外，还包含在soc片上、系统层面、驱动层面以及应用、中间件层面的开发。

常见的岗位有：嵌入式开发工程师、驱动开发工程师、系统开发工程师、Linux开发工程师、固件开发工程师等。

知名的一些厂商，比如：以华为、vivo、oppo、小米为代表的手机厂；以紫光展锐、乐鑫为代表的芯片厂；以大疆、海康威视、大华、CVTE等具有自己终端业务厂商；以及海尔、海信、格力等传统家电行业。

随着5G的普及，物联网(即万物互联，)也成为了一种新兴势力，比如：阿里lot、腾讯lot、京东、百度、美团等都有硬件相关的事业部。
5. 数字图像处理

数字图像处理中涉及到大量数学矩阵方面的运算，对CPU算力要求比较高，主要的图像处理算法库和开源库等都是C/C++写的，比如：OpenCV、OpenGL等，大名鼎鼎的Photoshop就是C++写的。
6. 人工智能

一提到人工智能，大家首先想到的就是python，认为学习人工智能就要学习python，这个是误区，python中库比较丰富，使用python可以快速搭建神经网络、填入参数导入数据就可以开始训练模型了。但人工智能背后深度学习算法等核心还是用C++写的。
7. 分布式应用

近年来移动互联网的兴起，各应用数据量业务量不断攀升；后端架构要不断提高性能和并发能力才能应对大信息时代的来临。在分布式领域，好些分布式框架、文件系统、中间组件等都是C++开发的。对分布式计算影响极大的Hadoop生态的几个重量级组件：HDFS、zookeeper、HBase等，也都是基于Google用C++实现的GFS、Chubby、BigTable。包括分布式计算框架MapReduce也是Google先用C++实现了一套，之后才有开源的java版本。除了上述领域外，在：科学计算、浏览器、流媒体开发、网络软件等都是C++比较适合的场景，作为一名老牌语言的常青树，C++一直霸占编程语言前5名，肯定有其存在的价值。

 

三、C++学习层次

以下引用自2010年8月号《程序员》刊登的拙文《C++强大背后》最后一段：

       C++缺点之一，是相对许多语言复杂，而且难学难精。许多人说学习C语言只需一本K&R《C程序设计语言》即可，但C++书籍却是多不胜数。我是从C进入C++，皆是靠阅读自学。在此分享一点学习心得。个人认为，学习C++可分为4个层次：

第一个层次，C++基础 (平平常常)

挑选一本入门书籍，如《C++ Primer》、《C++大学教程》或Stroustrup撰写的经典《C++程序设计语言》或他一年半前的新作《C++程序设计原理与实践》，而一般C++课程也止于此，另外《C++ 标准程序库》及《The C++ Standard Library Extensions》可供参考;
第二个层次，正确高效的使用C++ (驾轻就熟)

此层次开始必须自修，阅读过《(More)Effective C++》、《(More)Exceptional C++》、《Effective STL》及《C++编程规范》等，才适宜踏入专业C++开发之路;
第三个层次，深入解读C++ (出神入化)

关于全局问题可读《深入探索C++对象模型》、《Imperfect C++》、《C++沉思录》、《STL源码剖析》，要挑战智商，可看关于模版及模版元编程的书籍如《C++Templates》、《C++设计新思维》、《C++模版元编程》;
第四个层次，研究C++ (返璞归真)

阅读《C++语言的设计和演化》、《编程的本质》(含STL设计背后的数学根基)、C++标准文件《ISO/IEC 14882:2003》、C++标准委员会的提案书和报告书、关于C++的学术文献。由于我主要是应用C++，大约只停留于第二、三个层次。然而，C++只是软件开发的一环而已，单凭语言并不能应付业务和工程上的问题。建议读者不要强求几年内“彻底学会C++的知识”，到达第二层左右便从工作实战中汲取经验，有兴趣才慢慢继续学习更高层次的知识。虽然学习C++有难度，但也是相当有趣且有满足感的。

四、C++关键字

C++总计63个关键字，C语言32个关键字

后面慢慢学吧，感觉一下子也学不会…… 

五、命名空间

       在C/C++中，变量、函数和后面要学到的类都是大量存在的，这些变量、函数和类的名称将都存在于全局作用域中，可能会导致很多冲突。使用命名空间的目的是对标识符的名称进行本地化，以避免命名冲突或名字污染，namespace关键字的出现就是针对这种问题的

 

 5.1 命名空间的定义

       我们来观察这个代码，为什么会出现这样的情况呢？因为stdlib.h的头文件里包含了一个rand函数，这时候我们创建一个rand的变量就会出现重定义。你可能会觉得，我定义的变量跟库冲突了，那我妥协一下换个名字不就行了？？？但是有些时候你不一定是和库冲突，而是和其他人冲突

       首先设想一个场景，这是一个非常大的工程，被团队分割成了每个人各自去完成一个小任务，假设你的一个变量设置成了max，而你的另一个同时也把一个变量设成了max，然后你们都用这个变量写了几万行代码了，项目合并在一起才发现你们的变量重定义了，这个时候谁都不愿意改，因为改的那个人得改上万行代码！！那怎么办呢？总得有人要妥协，说不定得干一架！！

      我们的c++祖师爷本贾尼博士正是发现了c语言的这个缺陷，引入了命名空间这个概念，将命名空间包括的区域变成了一块新的域，避免了不同程序员的变量或者是函数名冲突的问题！！

     定义命名空间，需要使用到namespace关键字，后面跟命名空间的名字，然后接一对{}即可，{}中即为命名空间的成员。

       回到刚刚那个场景，为了不出现这种问题，我们将自己所写的代码都放在了自己的命名空间里

1、命名空间中可以定义函数、变量、类型

 还有一种情况，如果我们两个的命名空间名字是一样的！！又无法区分开了，还有一种方法

2、命名空间其实还可以嵌套使用

5.2 命名空间的使用 

回到刚刚的场景，我们将我们两个的max都放在了自己的命名空间，避免的冲突，那该如何去使用呢？？

命名空间的使用有三种方式：

1、指定命名空间访问

 作用域限制符的作用其实就是限定这个变量的查找范围，比如：

上图中，局部有个max，全局有个max，cyx和ss的命名空间也分别有个max。

（1）根据局部优先的原则，会先在局部找，所以打印10，

（2）如果我想打印全局变量的max，就给他加上：：作用域限定符，当：：前面是空的时候，默认是优先在全局找max

（3）如果我们想在命名空间里面找max，就在：：前面加上相应的命名空间，就可以了

2、使用using将命名空间中某个成员引入（部分展开）

     有些时候，我们如果对一个命名空间里的变量使用频繁，每次都要写一个名字和一个作用域限定符，太麻烦了，所以我们可以将命名空间经常用的一个变量把它的搞到全局来，这样就方便很多了，使用方法如下：

3、使用using namespace 命名空间名称引入（全局展开）——不推荐

      还有一种情况就是，我们可以直接将命名空间在全局展开，这样就不用每次都加个作用域限定符去访问了！！使用方法如下

六、C++输入&输出

在c语言中，我们输入输出会用到scanf和printf，而且还得用到占位符，比较麻烦，我们的祖师爷为了方便我们使用，设置了cout和cin来进行输入输出

其实std是C++标准库的命名空间名，C++将标准库的定义实现都放到这个命名空间中

6.1 使用说明

1. 使用cout标准输出对象(控制台)和cin标准输入对象(键盘)时，必须包含头文件以及按命名空间使用方法使用std。 

2. cout和cin是全局的流对象，endl是特殊的C++符号，表示换行输出，他们都包含在头文件中。

3. 是流提取运算符。

4. 使用C++输入输出更方便，不需要像printf/scanf输入输出时那样，需要手动控制格式。C++的输入输出可以自动识别变量类型。

5. 实际上cout和cin分别是ostream和istream类型的对象，>>和