C++入门学习（cmake、动态库、多态性）

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原创最新推荐文章于 2026-08-27 15:55:14 发布 1.6k 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

C++编译连接问题总结（cmake库连接设置、环境变量设置与查看、C++静态库与动态库、软连接与硬链接）一、静态库与动态库 1.1 静态库与动态库 预编译 --> 编译 --> 汇编 --> 链接 (1)预编译，即预处理，主要处理在源代码文件中以“#”开始的预编译指令，如宏展开、处理条件编译指令、处理#include指令等。 (2)编译过程就是把预处理完的文件进行一系列词法分析、语法分析、语义分析以及优化后生成相应的汇编代码文件。 (3)汇编是将汇编代码转变成二进制文件。 (4)链接将二进制文件链接成一个可执行的命令，主要是把分散的数据和代码收集并合成一个单一的可加载并可执行.. 阅读详情

cmake入门了解

编译器是什么？

编译器读取源代码，生成二进制文件

什么是IDE（集成开发环境）?如VC6.0、VS2012、CodeBlocks等。核心还是编译器，为了方便，全部免去命令形式的操作，取而代之的友好的界面，一键编译等方便的操作。

从.cpp文件到.exe过程

编写C++源代码，并保存为 .cpp 文件 -->编译器编译源代码文件,生成一个目标文件-->将目标文件与库一起链接(使用链接器如 ld、g++、clang++ 或 link.exe)-->生成可执行文件.exe并运行。

make、makefile、cmake、cmakelist的关系：

make作为工具对makefile中的命令进行编译和链接。makefile命令中就包含了调用gcc（也可以是别的编译器）去编译某个源文件的命令。cmake可以更加简单的生成makefile文件给上面那个make用。（最重要的是，可以跨平台生成对应平台能用的makefile。）cmake又要根据一个叫CMakeLists.txt文件去生成makefile。CMake通过CMakeLists.txt 文件来描述项目的构建过程，用户可以在这个文件中定义源代码、库、头文件、编译选项等信息，从而让CMake自动生成相应的构建文件。

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/c9245cf4c2f0baac835c63ec1fa7e4b2.png

main函数是什么？

编程语言像C/C++/C#/JAVA 等main主函数作为程序入口，程序从main()主函数的第一句代码开始执行,直到main函数的最后一句代码程序运行结束，结束后程序退出，申请的所有内存空间等被回收。

c++为什么分为头文件和cpp文件

C++ 支持将接口（声明）和实现（定义）分开。头文件通常包含函数、类、模板等的声明，而源文件包含它们的具体实现。

提高编译效率：头文件通常只包含声明，它们可以在多个源文件中被包含而不需要重新编译，允许开发者在不同的源文件中重用相同的接口。

利于接口隐藏：头文件可以作为模块的接口，而源文件包含实现细节。这有助于隐藏实现细节，只暴露必要的接口给其他模块

动态库

C++内存管理：理解堆、栈、指针，避免内存泄漏

堆是一块用于动态分配内存的区域，存放的是通过new和delete关键字来分配和释放的对象。堆上的内存需手动管理，如果不及时释放，就会造成内存泄漏。

栈是一种自动分配和释放的内存区域。在函数调用时，局部变量和函数参数会在栈上分配内存，当函数结束时，栈上的内存自动释放。一般函数在栈上。

通过指针，我们可以访问堆上分配的内存。

在 C++ 中，你可以使用 new 操作符来在堆上动态申请内存。下面是一个示例，展示如何申请一个 int 类型的指针 p 并将其存放在堆上：

int* p = new int; // 在堆上申请一个 int 类型的内存空间，并将其地址赋给指针 p

这个代码完成了两件事：

使用 new 关键字在堆上分配了足够的内存空间来存储一个 int 类型的值。
将分配到的内存地址赋给指针 p。

注意，当你使用 new 在堆上分配内存时，你需要负责后续的内存管理。这意味着，当你不再需要这块内存时，你应该使用 delete 操作符来释放它，以避免内存泄漏（程序持续运行，不释放的内存会逐渐累积，最终可能导致程序或整个系统可用内存不足。）：

delete p; // 释放之前分配给 p 的内存

如果你申请了一个数组，应该使用 delete[] 来释放内存：

int* pArray = new int[10]; // 在堆上申请一个 int 类型数组的内存空间
// ...
delete[] pArray; // 释放数组占用的内存

想象你在一个图书馆里借了一本书，new int 就像是你向图书馆管理员请求一个空书架，管理员会给你一个编号，告诉你这个书架现在归你使用。这个编号，就是我们的指针 p。你有了一个地方来存放你的书，也就是你的 int 类型的数据。new 这个操作，就像是你告诉管理员：“我要一个新书架，不要旧的。”当你读完书后，你决定将书归还给图书馆，让他们可以回收这个空间，给其他需要的人使用。这相当于在编程中使用 delete p; 来释放指针 p 指向的内存。

如果你归还了书，却没有让图书馆工作人员知道这个书架现在空了（p 在释放内存后未设置为 nullptr），会发生什么呢？

再次使用这个编号去查找书，你可能会空手而归。（指针指向的内存已经被释放，但指针仍然指向那个位置，导致无法访问有效的数据）

错误地认为书架上还有书（数据），尝试再次申请借阅（尝试访问已经被释放的内存，可能会导致程序错误或崩溃）

其他读者可能会用这个编号去错误地取书（数据），或者尝试在那个书架（空间）上放置自己的书（安全漏洞，可能导致数据覆盖或未授权的访问）

C++内存管理：理解堆、栈、指针，避免内存泄漏-腾讯云开发者社区-腾讯云 (tencent.com)

动态库与静态库区别

用一个比喻来描述动态库和静态库的区别：

动态库
想象一辆公共汽车，任何人都可以在任何时间上车（加载库），并在需要的时候下车（卸载库）。车上的座位（内存）是共享的，不同的乘客（程序）可以使用相同的座位，但不需要拥有它。如果公共汽车需要维修或升级，只需更换车辆，所有乘客都能享受到改进，无需额外费用。

静态库
想象一辆私家车，当你购买它时，它包含了所有你需要的部件（代码）。每次出行（运行程序），你只能使用这辆车和它的部件。如果你想更换部件或升级，你需要自己掏钱购买新的部件并安装。每次出行，无论是否需要，你都必须携带所有部件，即使有些部件在某些行程中并未使用。

如何把一个函数导出一个动态库

见c++相关函数和类的dll导入及导出（VScode）-优快云博客

面向对象的多态性

多态：当不同的对象去完成某一个行为时会产生出不同的状态。 “一个接口，多种方法”

或者说，不同继承关系的类对象，去调用同一函数，产生了不同的行为。比如Student继承了Person。Person对象买票全价，Student对象买票半价。

函数继承中构成多态的条件：

通过基类的指针或者引用调用虚函数。
被调用的函数必须是虚函数，且派生类必须对基类的虚函数进行重写（覆盖）

【C++】多态（举例+详解，超级详细）_c++多态-优快云博客

虚函数

虚函数是实现多态(动态绑定)/接口函数的基础

可以定义一个基类的指针, 其指向一个继承类, 当通过基类的指针去调用函数时, 可以在运行时决定该调用基类的函数还是继承类的函数

C++面试题之虚函数(表)实现机制_虚函数表是怎么实现的-优快云博客

接口继承

以【C++】多态（举例+详解，超级详细）_c++多态-优快云博客其中一个代码为例：

函数利用父对象指针来访问子对象，然后根据子对象的函数来调用。虚函数的重写是接口继承，实现重写

两个类 A 和 B，其中 B 继承自 A。基类 A 中有虚函数 func 和虚函数test（test调用了func），而派生类 B 重写了 func 函数。注意， B 中的 func 函数重写了类A 中的 func，它们具有不同的默认参数值。（这里重写的定义我查了，默认参数不同不构成重载）主函数中创建了 B 类的一个实例，并通过基类指针 p 调用了 test。

由于 test 函数在 A 中定义，调用的是 A 中的 test 函数，，test 函数内部调用的是 func 函数。而p 实际上指向 B 类的对象，又由于 func 是虚函数，重写使得在运行 p->test() 时，实际调用的是 B 中的 func 函数的B->

但由于默认参数在编译时确定(而非运行时），因此使用的是 A 中定义的默认参数 1。

补充：默认参数的行为

在C++中，默认参数是在编译时解析的。当通过基类指针或引用调用虚函数时，默认参数值是根据基类中的定义来确定的，而不是根据实际调用的派生类中的。

代码运行结果是B->1。

STL标准模板库——数据类型的多态

在C++中，标准模板库（STL）通过模板机制体现了在数据类型上的多态性。STL中的容器、算法和迭代器都是通过模板来实现的，这使得它们可以处理不同类型的数据，不需要为每种数据类型单独实现一套代码。

模板机制

C++的模板机制是实现多态性的基础。模板允许你定义一个通用的类或函数，而不需要指定具体的类型。模板参数可以在实例化时被具体的类型替换。

模板类

模板类允许你定义一个通用的类，其中的某些成员可以是任意类型。例如，std::vector是一个模板类，可以存储任意类型的元素。

template <typename T>
class vector {
    // 类的实现
};

使用时可指定具体类型：

std::vector<int> intVector; // 存储int类型的元素
std::vector<std::string> stringVector; // 存储std::string类型的元素

模板函数

模板函数允许你定义一个通用的函数，其中的某些参数可以是任意类型。例如，std::sort是一个模板函数，可以对任意类型的容器进行排序。

template <typename RandomIt>
void sort(RandomIt first, RandomIt last) {
    // 函数的实现
}

容器

STL中的容器类（如vector、list、map等）都是模板类。例如，std::vector<T>可以存储任意类型的元素T，无论是基本数据类型（如int、double）还是用户定义的类型（如自定义的类）。

std::vector<int> intVector = {1, 2, 3, 4, 5};
std::list<double> doubleList = {1.1, 2.2, 3.3};
std::map<std::string, int> stringToIntMap = {{"one", 1}, {"two", 2}};

算法

STL中的算法（如std::sort、std::find、std::transform等）也是通过模板实现的。这些算法可以应用于不同类型的容器和迭代器。

std::vector<int> numbers = {3, 1, 4, 1, 5, 9};
std::sort(numbers.begin(), numbers.end()); // 对int类型的vector进行排序

std::vector<std::string> words = {"apple", "orange", "banana"};
std::sort(words.begin(), words.end()); // 对std::string类型的vector进行排序

迭代器

迭代器是STL中连接容器和算法的桥梁。迭代器也是模板化的，可以指向不同类型的容器和元素。

std::vector<int>::iterator it = numbers.begin(); // 指向int类型vector的迭代器
std::vector<std::string>::iterator wordIt = words.begin(); // 指向std::string类型vector的迭代器