(允許程序員創(chuàng)建包含數(shù)據(jù)和功能的對象)

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hello，大家好，我是 Jackpop，碩士畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學(xué)，曾在華為、阿里等大廠工作，如果你對升學(xué)、就業(yè)、技術(shù)提升等有疑惑，不妨交個朋友：

我是Jackpop，我們交個朋友吧！

C++是一種通用的、面向?qū)ο蟮木幊陶Z言，可用于開發(fā)操作系統(tǒng)、游戲、圖形用戶界面、后端以及高性能系統(tǒng)和應(yīng)用程序。

所以，盡管Python、Go這些后起之秀近幾年熱度非常高，但是在很多領(lǐng)域還是無法撼動C++的地位。

今天，就從淺到深，從入門到實(shí)戰(zhàn)，教你如何學(xué)習(xí)C++。

篇幅較長，先給出本文的目錄：

• C++簡介
• 什么是C++？
• 為什么學(xué)C++？
• C++的歷史
• C和C++的區(qū)別
• 編譯型語言和解釋型語言
• 從入門到實(shí)戰(zhàn)
• 開發(fā)環(huán)境
• C++入門
• C++練習(xí)
• C++實(shí)戰(zhàn)
• C++進(jìn)階
• 學(xué)習(xí)資源
• 書籍
• 視頻課程
• 開源項(xiàng)目

下面，就正式開始本文的正式內(nèi)容吧！

C++簡介

什么是C++？

現(xiàn)如今，流行的編程語言非常多，Python、Go、Java、PHP、JavaScript等等，它們各有自己擅長的領(lǐng)域和方向。

而C++則在系統(tǒng)資源和內(nèi)存控制更勝一籌，因此，在操作系統(tǒng)、圖形圖像、游戲、嵌入式這些對性能要求較高的領(lǐng)域，C++一直都具有不可替代的地位。

它可以用來開發(fā)在多個平臺上運(yùn)行的應(yīng)用程序，如服務(wù)器、個人電腦、基于云的系統(tǒng)和移動設(shè)備。

為什么學(xué)C++？

如果你對計算機(jī)游戲、高端計算項(xiàng)目的軟件工程、加密貨幣挖礦程序和開發(fā)移動設(shè)備的操作系統(tǒng)等領(lǐng)域感興趣，學(xué)習(xí)C++則是必不可少的。

此外，相對于Go、Python這些更加高階的編程語言，會涵蓋更加全面的編程知識，也有助于學(xué)習(xí)者理解變量、函數(shù)、面向?qū)ο?、指針、?nèi)存...這些在很多高階語言中容易被忽略的概念和知識。

C++的歷史

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C++是由丹麥計算機(jī)科學(xué)家Bjarne Stroustrup（比雅尼·斯特勞斯特魯普）創(chuàng)造、設(shè)計和開發(fā)的。

斯特魯斯特魯普想制造一種類似于C語言的靈活和動態(tài)的語言，但是，需要擁有更多的功能。

它最初被稱為 'C with classes'，在1983年被重新命名為C++，意思是 比C高一等。

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的C++聯(lián)合技術(shù)委員會在1998年至2017年間對C++進(jìn)行了五次升級。

一個新的版本，C++20，計劃也在計劃中將要發(fā)布。

C和C++的區(qū)別

C和C++有哪些區(qū)別？

這是在學(xué)習(xí)C或者C++時無法繞開的一個問題。

Jon Kalb（軟件工程講師、C++ Now和CppCon的主席）說，C++是C的進(jìn)化。

雖然它們有一些相似之處，但現(xiàn)在兩者有很大的不同。

雖然C語言被廣泛使用，但Kalb說它并不像C++那樣支持抽象、通用編程和面向?qū)ο缶幊獭?/span>

在大型項(xiàng)目中，往往需要非常高層次的抽象，在這方面C++要遠(yuǎn)勝于C語言。

抽象層指的是觀察或編程一個系統(tǒng)的復(fù)雜程度。低層次的抽象有更多的細(xì)節(jié)，而高層次的抽象可以包括整個系統(tǒng)。

C語言是一種程序性語言，它的代碼由指令組成，直接告訴計算機(jī)或其組件按邏輯步驟完成一項(xiàng)任務(wù)。

C++也可以做到這一點(diǎn)，而且，在此基礎(chǔ)上它支持高級功能，如類和面向?qū)ο?，它允許程序員創(chuàng)建包含數(shù)據(jù)和功能的 '對象'。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是，軟件對象比程序性指令執(zhí)行得更快，更容易執(zhí)行，而且面向?qū)ο蟮木幊淌勾a更容易修改、維護(hù)和調(diào)試。

編譯型語言和解釋型語言

提起編程語言，就必須先要理解語言所屬類型 。

編程語言可以分為編譯型語言和解釋型語言，下面分別解釋一下。

編譯型語言：程序在執(zhí)行之前需要一個專門的編譯過程，把程序編譯成 為機(jī)器語言的文件，運(yùn)行時不需要重新翻譯，直接使用編譯的結(jié)果就行了。程序執(zhí)行效率高，依賴編譯器，跨平臺性差些。比較有代表性的有C、C++等。

解釋型語言：相對于編譯型語言存在的，源代碼不是直接翻譯成機(jī)器語言，而是先翻譯成中間代碼，程序在運(yùn)行時才翻譯成機(jī)器語言，每執(zhí)行一次都要翻譯一次，因此效率比較低。比較有代表性的包括Java、Python、JavaScript等。

從入門到實(shí)戰(zhàn)

因?yàn)镃++很受歡迎，所以有很多資源可供初學(xué)者使用，包括在線教程、網(wǎng)站和書籍。

當(dāng)決定學(xué)習(xí)C++或任何其他計算機(jī)語言時，你首先要清楚將它用于什么方向、什么崗位。

如果你從事機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)分析這些偏重于算法和分析、對性能不敏感的崗位，你完全可以選擇R或者Python這些語言替代。

但是，如果你從事游戲、系統(tǒng)等對性能有嚴(yán)格要求的崗位，C++則是首要的選擇。

下面，就開始學(xué)習(xí)旅程吧！

開發(fā)環(huán)境

如前面介紹的那樣，C++屬于一種靜態(tài)的編譯型語言，所以，開發(fā)環(huán)境配置過程中就需要用到對應(yīng)的編譯器。

C++有很多編譯器可以用，GCC或GNU Compiler Collection是最流行的C++編譯器之一。

下面是不同操作系統(tǒng)下的編譯器安裝方式。

Linux

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如果你使用的是Linux，可能已經(jīng)默認(rèn)安裝了GCC。

如果沒有，可以通過如下命令安裝：

Linux下的IDE可以選擇Codeblocks IDE或Eclipse CDT在Linux。

macOS

在Mac上，你可以使用Clang或GCC，兩者都是免費(fèi)的。

雖然GCC支持更廣泛的C和C++標(biāo)準(zhǔn)，但Clang在大多數(shù)情況下都能正常工作。

可以使用Homebrew安裝GCC：

brew install gcc

開發(fā)工具方面，可以選擇Visual Studio Code或者Xcode。

Windows

在Windows上有很多好的編譯器。

在Windows上，Visual Studio提供了一個C++編譯器，該編譯器還可以構(gòu)建C語言程序。

Visual Studio有自己強(qiáng)大的、功能豐富的IDE，對于任何開始使用C或C++的人或主要針對Windows平臺的人來說，它是一個很好的選擇。

如果你想要更符合標(biāo)準(zhǔn)的編譯器，GCC（MinGW）也可以使用，Codeblocks IDE通過設(shè)置就可以滿足需求。

IDE方面，Clang是目前比較好用的的工具，除此之外，還有一些跨平臺的IDE，如Eclipse CDT、Jetbrains CLion和Netbeans，它們提供了功能齊全的C和C++開發(fā)環(huán)境。

最近，Visual Studio Code非?；馃?，在很多編程語言比較受歡迎，它也可用于Linux和Mac環(huán)境。

C++入門

語法是一種編程語言的核心，也是用C++開發(fā)的基礎(chǔ)，就如同我們說漢語、英語一樣，語法定義了C++代碼的組成和理解方式。

下面看一段示例代碼：

#include <iostream>：這是一個頭文件庫，將功能導(dǎo)入到程序中。該命令的含義是程序從一個名<iostream>的文件中導(dǎo)入內(nèi)容，該文件代表輸入和輸出流。

using namespace std：指的是來自標(biāo)準(zhǔn)庫（std）的對象和變量名稱，通常用關(guān)鍵字std和運(yùn)算符::來縮寫。

int main ( ): 指定了一個主函數(shù)。函數(shù)是C++程序的一個重要部分，因?yàn)樗鼈冊诖a中定義了一個動作，包含在括號{ }中的代碼將被執(zhí)行。

cout（讀作see-out）：是一個定義輸出的對象，也就是代碼中的字串，這里會輸出Hello World。

return 0：指示程序不返回任何東西，文本字符串將是唯一的輸出。

<<：是一個用于命名對象的操作符，而;（分號冒號）則作為一行代碼的結(jié)束標(biāo)識。

把這些放在一起，就組成了一段完成的C++代碼。

通過這段簡短的代碼就簡單的涵蓋了C++中的一些基本語法，如果不首先學(xué)會基礎(chǔ)語法，看這段代碼如同天書一樣，不知道它在做什么？它有什么含義？

如果了解基本語法，就能夠像看一段漢語一樣輕松理解它表示什么。

基本語法只是入門的一個方面，除此之外還要對如下內(nèi)容有基本的認(rèn)知：

• 函數(shù)--一個函數(shù)是一組語句，它們共同執(zhí)行一項(xiàng)任務(wù)，每個C++程序至少有一個函數(shù)
• 數(shù)組--數(shù)組是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲固定大小的同類元素的順序集合
• 字符串- 字符串是由字符組成的一維數(shù)組，以空字符'/0'結(jié)束
• 指針- 指針是變量，其值是其他變量的地址。指針有助于更容易地執(zhí)行C++任務(wù)，有些任務(wù)沒有它們就無法執(zhí)行
• 引用--引用是一個別名，是一個已經(jīng)存在的變量的另一個名字。如果一個引用被初始化為一個變量，那么這個變量的名字和引用的名字就可以交替使用來指代這個變量
• 類和對象--類是C++的一個關(guān)鍵特征，通過將數(shù)據(jù)表示和操作該數(shù)據(jù)的方法結(jié)合到一個包中來指定一個對象的形式
• 多態(tài)--多態(tài)意味著有多種形式。在C++中，這指的是調(diào)用一個數(shù)值函數(shù)導(dǎo)致不同的函數(shù)被執(zhí)行，這取決于調(diào)用該函數(shù)的對象的類型

C++實(shí)戰(zhàn)

在入門C++并學(xué)習(xí)了一些C++編程技巧后，接下來需要做的就是把它們好好利用起來了，在實(shí)戰(zhàn)中打磨并熟練C++。

做到這一點(diǎn)的一個方法是通過做一個項(xiàng)目來了解該語言的各個方面是如何結(jié)合起來的。

目前Github上有很多相關(guān)的項(xiàng)目，我們可以通過閱讀相關(guān)的代碼，理解它的實(shí)現(xiàn)過程，然后自己復(fù)現(xiàn)相關(guān)的項(xiàng)目來起到實(shí)戰(zhàn)的作用。

也可以根據(jù)自己感興趣的領(lǐng)域，給你尋找一些相關(guān)的需求場景，然后通過C++實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的工具或者軟件。

例如，開發(fā)一款簡單的小游戲、實(shí)現(xiàn)一個文獻(xiàn)翻譯工具、開發(fā)一個簡易的計算器等等。

C++進(jìn)階

中級和高級C++編程建立在基礎(chǔ)知識之上。

《C++ Crash Course》一書的作者Lospinoso說，在中級階段，程序員需要了解引用和指針如何工作。支撐最強(qiáng)大的C++功能的其他核心概念，例如，對象生命周期和多態(tài)。

對這些概念如何理解、如何使用，以及如何高效的應(yīng)用于項(xiàng)目中，則是走上進(jìn)階路線上必須學(xué)會的。

在進(jìn)階之路上，一個C++程序要做的就不再是如何通過基本語法或者面向?qū)ο缶幊倘?shí)現(xiàn)一項(xiàng)功能或者一個系統(tǒng)，而是學(xué)會并熟練通用編程、泛型編程，也就是說，需要考慮代碼的通用性、可擴(kuò)展性，以便后續(xù)可以更好的向后兼容，以及更加容易適應(yīng)多平臺的需求。

學(xué)習(xí)資源

書籍

《C++ Primer Plus（中文版）》

想必絕大多數(shù)從事C++開發(fā)的同學(xué)都看過，至少聽過這本經(jīng)久不衰的經(jīng)典書籍。

這是一本全面、細(xì)致、權(quán)威的C++書籍，對零基礎(chǔ)小白非常友好，即便沒有任何編程基礎(chǔ)，在閱讀過程中也不會有太大障礙。

而且，相對于很多數(shù)據(jù)喜歡給出偽代碼，這本書中給出大量完整、可執(zhí)行的代碼，這對于基礎(chǔ)較弱的同學(xué)上手訓(xùn)練非常良心。

此外，這是一本站在更高層次講解C++的書籍，對比很多書籍一味的講解概念和理論，它用更高層次的視角教授C++，比如，哪里有潛在問題？哪些地方需要著重注意？它都會給出詳細(xì)的提示和闡述。

《C++ Primer（中文版）》

C++大師StanleyB.Lippman、C++標(biāo)準(zhǔn)委員會原負(fù)責(zé)人JoséeLajoie、C++先驅(qū)BarbaraE.Moo三位C++領(lǐng)域大牛合著的一本經(jīng)典C++書籍，也傾注了三位大牛對C++獨(dú)特的理解。

相對于很多書籍單純的概念講述，《C++ Primer（中文版）》從因到果，由淺入深，由表及里娓娓道來，從語言的簡單用法，到為什么這樣設(shè)計語言，你不僅能從一個語言使用者的角度看問題，更能站在一個語言設(shè)計者的角度思考這種語言的設(shè)計優(yōu)劣。

而且，這本書完全可以作為一個參考字典使用，在日常C++開發(fā)過程中遇到的很多語法和編譯問題在這里都可以尋找到答案。

《Essential C++中文版》

相對于《C++ Primer Plus（中文版）》和《C++ Primer（中文版）》的全面而厚重，《Essential C++中文版》顯得”輕薄“很多。

相對于前兩本的全面，這本書更加注重C++進(jìn)階部門的講解，全書圍繞procedural（面向過程的）、generic（泛型的）、object-based（基于對象的）、object-oriented（面向?qū)ο蟮模┲?個面向進(jìn)行詳解，從這里，你可以學(xué)到很多C++的高階用法

《C++標(biāo)準(zhǔn)庫》

標(biāo)準(zhǔn)庫是C++一個非常重要的組成部分，在C++開發(fā)中也是無法繞開的一個部分。

《C++ 標(biāo)準(zhǔn)庫》這本書詳細(xì)講解了每一標(biāo)準(zhǔn)庫組件，包括其設(shè)計目的和方法、復(fù)雜概念的剖析、實(shí)用而高效的編程細(xì)節(jié)、存在的陷阱、重要的類和函數(shù)，除此之外，還大量用 C++11 標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)的實(shí)用代碼范例，覆蓋全新組件、特性。

這本書重點(diǎn)著眼于標(biāo)準(zhǔn)模板庫（STL），涉及容器、迭代器、函數(shù)對象以及 STL 算法。

《Effective C++：改善程序與設(shè)計的55個具體做法》

這是一本來自全世界知名C++軟件開發(fā)專家Scott Meyers的經(jīng)典書籍，這本書更像是一本經(jīng)驗(yàn)的積淀。

如果你想沿著C++的方向一直走下去，我建議《Effective C++》一定要讀，它提煉和升華了作者在C++開發(fā)過程中多年的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，這些都是C++程序設(shè)計和優(yōu)化過程中寶貴的經(jīng)驗(yàn)，也是普通程序員和高階程序員之間差距的關(guān)鍵所在。

《More Effective C++（中文版）》

這是繼Effective C++之后，Scott Meyers于1996推出這本續(xù)作，相對于《Effective C++》也更加高階。

這本書比較適合有一定經(jīng)驗(yàn)的C++開發(fā)人員，對于C++初學(xué)者有一定難度。

視頻課程

其實(shí)，仔細(xì)閱讀上面介紹的6本書籍對于C++的學(xué)習(xí)就已經(jīng)足夠了。

但是，不同同學(xué)有不同的學(xué)習(xí)偏好，有的同學(xué)喜歡通過看書學(xué)習(xí)新知識，有的同學(xué)則更加傾向看視頻。

所以，這里也給大家推薦兩個視頻課程，都是免費(fèi)的。

《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計-C++》

內(nèi)容包括基本理論、類與對象、構(gòu)造與清除、函數(shù)、引用、繼承與多態(tài)、拷貝構(gòu)造、運(yùn)算符重載、異常、模板和流等，課程中貫通匯編、操作系統(tǒng)等知識，深入淺出，在這個課程里可以看到很多有關(guān)上面這些經(jīng)典書籍的影子，可以說是一份比較用心的課程。

《C++教程：從0到1入門編程》面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計-C++ - 網(wǎng)易云課堂《C++教程：從0到1入門編程》

B站上一個頗受歡迎的C++視頻課程，目前播放量已經(jīng)超過1500萬，從基本語法到進(jìn)階知識，從概念理解到動手實(shí)踐，沒有多余的話術(shù)，純干貨的視頻教程，對初學(xué)者非常友好。

開源項(xiàng)目

我個人認(rèn)為，開源項(xiàng)目是學(xué)習(xí)一門編程語言非常快捷且行之有效的方法。

得益于強(qiáng)大的Github，提供了很多開源優(yōu)質(zhì)的項(xiàng)目，在這些項(xiàng)目中，我們可以學(xué)習(xí)那些優(yōu)秀程序員的編碼方式、學(xué)習(xí)并借鑒它們的程序設(shè)計模式。還能夠從這些項(xiàng)目中得到一些靈感，去動手做一些實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目，讓我們從書本的理論知識中走出來，走向貼近實(shí)際場景的項(xiàng)目，讓我們的技術(shù)得到升華可提煉，讓我們從一個普通C++程序員進(jìn)階到一個高階C++程序員。

interview

Star：24.4k

C/C++ 技術(shù)面試基礎(chǔ)知識總結(jié)，包括語言、程序庫、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法、系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、鏈接裝載庫等知識。

這是一個比較適合初學(xué)者的C++項(xiàng)目，沉淀了面試過程中C++相關(guān)的一些問題和解答，這些知識相對于書本上的內(nèi)容，更加貼合項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)，往往都是實(shí)際項(xiàng)目中會遇到的一些問題。

因此，這個項(xiàng)目可以讓我們脫離書籍和教程，學(xué)到很多有實(shí)戰(zhàn)價值的C++知識和技巧。

tinytetris

Star：1.7k

這是一個利用C++實(shí)現(xiàn)的俄羅斯方塊的小項(xiàng)目，相對于那些大型項(xiàng)目，這個項(xiàng)目對初學(xué)者比較輕松，而且把C++和耳熟能詳?shù)挠螒蜷_發(fā)有機(jī)的結(jié)合到一起，這會讓學(xué)習(xí)者有更加直觀的感受，也有更加強(qiáng)烈的代入感，能夠把學(xué)習(xí)者的注意力吸引到程序的設(shè)計過程中。例如，如何實(shí)現(xiàn)方塊圖像？如何實(shí)現(xiàn)方塊的移動和選擇？如何實(shí)現(xiàn)消除和積分功能？

這些拋出的問題在這個小項(xiàng)目中都可以找到解答。

MyTinySTL

Star：6.3k

就如同前面介紹的那樣，STL是C++中很重要的組成部分，是學(xué)習(xí)C++無法繞開的概念。

MyTinySTL通過一個個代碼示例，配以詳細(xì)的注釋詳解，讓初學(xué)者更加清楚STL的用法，對于剛學(xué)完基礎(chǔ)知識想要夯實(shí)基礎(chǔ)的同學(xué)非常有價值。

到這里，介紹了幾個比較適合初學(xué)者的開源項(xiàng)目，這些比較適合剛撇下書本，需要用一些實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目來練手、提升自己對理論知識印象和理解的同學(xué)，下面再介紹幾個進(jìn)階實(shí)戰(zhàn)的開源項(xiàng)目。

Cytopia

Star：1.4k

Cytopia是一個免費(fèi)的、開源的復(fù)古像素藝術(shù)城市建設(shè)游戲，它采用了基于SDL2的自定義等距渲染引擎。

在這個項(xiàng)目中涉及到游戲開發(fā)中的很多關(guān)鍵因素，例如，渲染引擎、UI系統(tǒng)、攝像機(jī)平移縮放、地形操作、聲音效果等等。

這是一個比較完整且豐富的開源項(xiàng)目，對游戲開發(fā)感興趣的同學(xué)可以深入學(xué)習(xí)一下。

OpenTTD

Star：4.1k

OpenTTD是一款運(yùn)輸模擬游戲，基于Chris Sawyer編寫的流行游戲Transport Tycoon Deluxe。

它試圖盡可能地模仿原來的游戲，同時用新的功能來擴(kuò)展它。

OpenTTD采用GNU通用公共許可證2.0版，但包括一些采用不同許可證的第三方軟件。

devilutionX

Star：5.8k

devilutionX是《暗黑破壞神》和《地獄之火》的源碼移植，它努力使游戲的運(yùn)行變得簡單，同時提供引擎改進(jìn)、錯誤修復(fù)和一些可選的生活質(zhì)量功能。

calculator

Star：25k

calculator是一個用C++編寫的Windows計算器程序，預(yù)裝在Windows中。

沒錯，就是我們現(xiàn)在在Windows操作系統(tǒng)中使用的那個計算器。

該應(yīng)用程序提供了標(biāo)準(zhǔn)、科學(xué)和程序員計算器的功能，以及一組各種測量單位和貨幣之間的轉(zhuǎn)換器。

DearPyGui

Star：7.9k

DearPYGui是一款用C++開發(fā)，適用于Python的快速而強(qiáng)大的圖形用戶界面工具包，具有最小的依賴性。

在這個項(xiàng)目中，可以學(xué)習(xí)如何使用C++實(shí)現(xiàn)UI界面，進(jìn)行圖形圖像的開發(fā)。

Clementine

Star：3.2k

Clementine是一款適用于Windows、Linux和macOS的現(xiàn)代音樂播放器和資料庫組織工具。

通過這個項(xiàng)目，我們可以學(xué)習(xí)如何通過C++處理音頻文件，以及實(shí)現(xiàn)文件的組織與管理。

zeal

Star：9.6k

zeal是一款由C++開發(fā)的離線文檔瀏覽和閱讀工具，通過這個項(xiàng)目會涉及到Qt、cmake、libarchive、SQLite等工具的用法。

開源項(xiàng)目這里，我共介紹了10個項(xiàng)目，涉及到實(shí)戰(zhàn)知識、游戲開發(fā)、用戶界面、游戲引擎、媒體播放、文檔工具，有比較適合初學(xué)者的，也有適合C++進(jìn)階的，大家可以根據(jù)自己感興趣的方向選擇適合的項(xiàng)目進(jìn)行深入了解和學(xué)習(xí)！