C++ Programming
LovisMind · 阅读与思考C++ Programming
系统跟完的 C++ 课程笔记：从工具链与第一个程序讲到变量、内存模型、指针与引用、泛型以及面向对象设计，每章配可运行示例和常见错误。
目录
- 01第 1 章：开发工具链与第一个 C++ 程序中 / EN整门课原本是一个 31 小时的无分章长视频，本章对应 0:00–1:55:35。内容是把编辑器、编译器与构建配置接到一起，并在 Windows、Linux、macOS 上各跑通一个 C++20 测试程序，最后读懂第一个程序里的 include、main、cout、endl 与 return。
- 02第 2 章：注释、错误、语句与函数中 / EN本章对应长视频 1:55:35–3:00:43。从注释与三类错误讲起，建立语句、函数与输入输出流的基本模型，再用一个简化内存模型解释程序是怎样被 CPU 逐条执行的，最后区分核心语言、标准库与 STL。
- 03第 3 章：变量、数据类型与进制中 / EN本章对应长视频 3:00:43–4:16:37。先说明变量只是「一块有名字的内存」，再用二进制、八进制、十六进制解释内存里的 0 和 1 怎样变成人可读的数，然后逐一讲清整数、修饰符与浮点数的字节数、取值范围、三种初始化方式与窄化陷阱。
- 04第 4 章：布尔、字符与 auto中 / EN本章对应长视频 4:16:37–4:45:33。补齐剩下三种基本类型：bool 只有两个状态并占 1 字节，char 用 ASCII 编码把字符映射成 0–255，auto 让编译器从初始化式推导类型；最后演示初始化之后重新赋值，以及 auto 配合无符号类型时的静默溢出。
- 05第 5 章：算术、优先级与逻辑运算中 / EN本章对应长视频 4:45:33–5:55:57。讲清整数除法的截断与取模、表达式的优先级与结合性、前后缀自增自减、复合赋值、比较运算符与逻辑运算符，并解释为什么打印比较结果时必须加括号。
- 06第 6 章：输出格式化、数值范围与数学函数中 / EN本章对应长视频 5:55:57–7:03:15。系统讲解 iomanip 的流操纵器：宽度、对齐、填充、进制、浮点格式与精度；再用 limits 查询类型范围、用 cmath 做数学运算，最后解释小于 4 字节的整型在运算时会被提升为 int。
- 07条件分支：if、else if、switch 与三元运算符中 / EN这一章讲 C++ 的全部条件控制结构：if 与 else 的语法、嵌套与逻辑运算符的等价写法、else if 链的短路语义、switch 的 break 与贯穿陷阱，以及三元运算符。
- 08循环：for、while、do-while 的五个组成部分中 / EN这一章把循环拆成初始化、起点、测试、推进与循环体五部分，讲清 for 的执行顺序与迭代器作用域，再比较 while 与 do-while 在「先判断」和「先执行」上的差别。
- 09数组：连续内存、零索引与 C 字符串中 / EN这一章讲数组的声明与初始化、为什么下标从 0 开始、未初始化元素的垃圾值与越界风险；再讲 std::size 与 sizeof 求长度、范围 for 循环，以及字符数组必须空字符结尾才能直接打印的原因。
- 10指针、字符指针与程序内存模型中 / EN这一章讲指针如何保存地址、取地址与解引用、为什么所有指针同样大、跨类型赋值为何被拒绝；再讲字符指针与字符串字面量的只读性，以及虚拟内存、栈与堆的分工和 new/delete 的基本用法。
- 11动态内存：悬空指针、分配失败、泄漏与动态数组中 / EN这一章讲三类悬空指针及其对策、new 失败时的异常与 nothrow 两种处理、delete 空指针的安全性，以及三种内存泄漏和动态数组 new[]/delete[] 的限制。
- 12引用：不能为空的别名，以及它与指针的分工中 / EN这一章把引用与指针逐条对照：引用声明时必须初始化、不能改绑、使用时无需解引用；再讲 const 引用只读的边界，以及用「指向 const 的 const 指针」模拟引用的写法。
- 13字符与字符串：cctype、cstring 与 std::string中 / EN先把单个字符当作整数来分类与转换，再用 cstring 处理以空字符结尾的字符数组，最后引出 std::string——它把长度与空字符的管理藏到类型内部。
- 14程序如何组装：单一定义规则、函数声明与分离编译中 / EN一个名字在全程序里只能定义一次，类却可以在每个翻译单元各定义一次；函数可以拆成声明与定义，编译器各管一段、链接器负责拼接。这一章把「编译器错误」与「链接器错误」彻底分开。
- 15函数参数与返回值：值、指针、引用与输出参数中 / EN按值传递给的是副本，按指针与按引用才能改到调用者的变量；把参数当输出通道是 C 风格接口的常见做法。返回值默认也是拷贝，但编译器会用返回值优化把拷贝省掉。
- 16函数重载与 Lambda：同名函数的挑选规则与匿名函数中 / EN重载只允许参数列表不同，返回类型不参与签名；lambda 是一个没有名字的函数对象，用捕获列表拿到外部变量——按值捕获是副本，按引用捕获是别名。
- 17模板与 Concepts：从函数蓝图到编译期约束中 / EN函数模板不是代码，而是编译器据以生成实际函数的蓝图；类型推导决定生成哪一份实例，显式模板实参可以覆盖它，特化可以替换默认实现，concepts 则把「这个类型必须支持什么」写进签名。
- 18类、构造与析构：从圆柱体到 this 指针中 / EN用 Cylinder 类建立成员变量与成员函数的分工，讲清 public/private 默认规则、构造函数与编译器默认构造、setter/getter、多文件拆分与 include guard、用指针管理对象、析构函数的调用时机与逆序销毁，以及 this 指针的三种用法。
- 19struct、对象大小与继承入门中 / ENstruct 与 class 的唯一区别是默认访问级别；对象大小由成员变量决定并受对齐影响；继承把基类作为子对象嵌入派生类，public 继承不改变成员的可见性，protected 让派生类可访问但外部不可见，private 继承则把所有继承来的成员降为私有。
- 20继承中的构造、拷贝与名称遮蔽中 / EN用 using 复活被 private 继承遮蔽的成员；派生对象按基类到派生类的顺序分层构造，自定义构造通过初始化列表向基类转发参数；拷贝构造要用切片写法复用基类版本；基类构造函数可用 using 继承但只初始化基类部分；析构顺序与构造相反；同名成员会遮蔽基类版本，需要 Parent:: 显式指定。
- 21虚函数与多态：动态绑定、切片与 override中 / ENvirtual 让调用在运行时按真实对象选择版本；多态对象因虚表指针而变大；把派生对象按值存进基类容器会切片，引用不能存进容器，指针与智能指针可以；override 防止签名写错，重载与覆盖会互相遮蔽；多态可以在任意层级建立；静态成员不随继承各自独立；final 限制覆盖与继承；默认参数在编译期绑定，虚析构保证整条链被销毁。
- 22dynamic_cast、抽象类与接口中 / ENdynamic_cast 在运行时把基类指针或引用安全地转为派生类型，指针失败返回空指针、引用失败抛异常；构造与析构中调用虚函数只得到基类版本；纯虚函数让类成为抽象类，派生类必须实现全部纯虚函数；只有纯虚函数且没有成员变量的类就是接口。