目录

1. 面向对象编程（OOP）

2. 智能指针（C++11）

3. STL进阶

4. C++11/14/17特性

5. 异常处理

6. 多线程编程（C++11）

7. 文件与流

8. 模板编程基础

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中阶阶段的目标是掌握C++的高级特性和面向对象编程（OOP），能够编写复杂程序，理解内存管理和STL高级用法，为后端开发、游戏开发或系统编程打基础。

1. 面向对象编程（OOP）

• 类与对象：

  • 类定义：class和struct（访问控制：public、private、protected）。

  • 成员函数与成员变量。

  • 重点：封装性，构造函数与析构函数。

• 构造函数与析构函数：

  • 默认、带参、拷贝构造函数。

  • 析构函数：~ClassName()。

  • 重点：理解拷贝构造函数的深拷贝与浅拷贝。

• 继承：

  • 基类与派生类：class Derived : public Base。

  • 访问控制与继承方式（public、protected、private）。

  • 重点：虚函数与多态（见下文）。

• 多态：

  • 虚函数：virtual关键字。

  • 纯虚函数与抽象类：virtual void func() = 0;。

  • 重点：虚函数表（vtable），动态多态的性能开销。

• 运算符重载：

  • 重载+、-、<<等运算符。

  • 重点：友元函数（friend）与运算符重载。

2. 智能指针（C++11）

• 智能指针类型：

  • std::shared_ptr：共享所有权，引用计数。

  • std::unique_ptr：独占所有权，自动释放。

  • std::weak_ptr：解决shared_ptr循环引用问题。

  • 重点：智能指针与裸指针的区别，避免内存泄漏。

• 使用场景：

  • 动态资源管理。

  • 重点：理解std::make_shared和std::make_unique的性能优势。

3. STL进阶

• 容器：

  • 序列容器：std::list、std::deque。

  • 关联容器：std::map、std::set、std::unordered_map、std::unordered_set。

  • 重点：理解各容器的复杂度（如map的O(log n)查找）。

• 迭代器：

  • 种类：输入、输出、前向、双向、随机访问迭代器。

  • 重点：迭代器失效问题（如vector插入导致失效）。

• 算法：

  • 高级算法：std::transform、std::accumulate、std::for_each。

  • 重点：结合lambda表达式（C++11）使用STL算法。

• 函数对象与绑定：

  • 函数对象：std::function（C++11）。

  • 绑定：std::bind。

  • 重点：函数对象在回调和事件处理中的应用。

4. C++11/14/17特性

• C++11：

  • auto和decltype：类型推导。

  • Lambda表达式：[capture](params) { body };。

  • 范围for循环：for (auto& x : container)。

  • 右值引用与移动语义：std::move。

  • 重点：理解移动构造函数和移动赋值。

• C++14：

  • 泛型lambda：auto lambda = [](auto x) { return x * 2; };。

  • 返回类型推导：auto func() { return 42; }。

  • 重点：简化模板编程。

• C++17：

  • 结构化绑定：auto [a, b] = std::pair(1, "test");。

  • std::optional、std::variant、std::any。

  • 重点：掌握std::optional在错误处理中的应用。

5. 异常处理

• 基本语法：

  • try、catch、throw。

  • 标准异常：std::exception。

  • 重点：异常安全性和异常传播。

• 自定义异常：

  • 继承std::exception。

  • 重点：异常的性能开销，谨慎使用。

6. 多线程编程（C++11）

• 线程管理：

  • std::thread：创建与管理线程。

  • 重点：线程同步问题（如数据竞争）。

• 同步原语：

  • 互斥锁：std::mutex、std::lock_guard、std::unique_lock。

  • 条件变量：std::condition_variable。

  • 重点：避免死锁，使用RAII管理锁。

• 异步编程：

  • std::async和std::future。

  • 重点：异步任务的返回值获取。

7. 文件与流

• 文件操作：

  • 文件流：std::ifstream、std::ofstream（需包含<fstream>）。

  • 重点：文件读写与错误处理。

• 字符串流：

  • std::stringstream（需包含<sstream>）。

  • 重点：字符串与数据类型的转换。

8. 模板编程基础

• 函数模板：

  • 定义：template<typename T> T max(T a, T b);。

  • 重点：模板实例化与类型推导。

• 类模板：

  • 定义：template<typename T> class MyClass { ... };。

  • 重点：模板与STL容器的结合。

• 模板特化：

  • 全特化与偏特化。

  • 重点：特化特定类型的模板行为。

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C++ 基本语法 | 菜鸟教程