C++语言速成，语法及示例宝典汇总整理

原创于 2025-04-23 13:56:33 发布 · 530 阅读

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#c++ #java #开发语言

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一、基础语法

程序框架
cpp

#include <iostream>    // 标准输入输出头文件
using namespace std;   // 使用标准命名空间（简化代码）

int main() {
    cout << "Hello World!" << endl;  // 输出语句
    return 0;
}

输入输出
cpp

int age;
double salary;
cout << "请输入年龄和工资：";
cin >> age >> salary;  // 输入多个变量

二、数据类型与变量

基本类型扩展
类型说明示例
bool 布尔类型（true/false） bool flag = true;
string 字符串（需包含） string s = “C++”;
auto 自动类型推断（C++11） auto x = 5.0;
引用
cpp

int a = 10;
int &ref = a;   // 引用必须初始化
ref = 20;       // a的值变为20

三、面向对象编程

类与对象
cpp

class Student {
private:
    string name;
    int age;
public:
    // 构造函数
    Student(string n, int a) : name(n), age(a) {}
    
    // 成员函数
    void display() {
        cout << name << ", " << age << endl;
    }
};

// 使用
Student stu("Alice", 18);
stu.display();

继承与多态
cpp

// 基类
class Shape {
public:
    virtual double area() = 0;  // 纯虚函数（抽象类）
};

// 派生类
class Circle : public Shape {
private:
    double radius;
public:
    Circle(double r) : radius(r) {}
    double area() override {    // 重写虚函数
        return 3.14 * radius * radius;
    }
};

// 多态示例
Shape *shape = new Circle(5.0);
cout << shape->area() << endl;  // 输出78.5

四、STL（标准模板库）

容器
cpp

// Vector（动态数组）
#include <vector>
vector<int> vec = {1, 2, 3};
vec.push_back(4);   // 添加元素

// Map（键值对）
#include <map>
map<string, int> scores;
scores["Alice"] = 90;
scores["Bob"] = 85;

算法
cpp

#include <algorithm>
vector<int> nums = {3, 1, 4, 2};
sort(nums.begin(), nums.end());  // 排序
auto it = find(nums.begin(), nums.end(), 4);  // 查找元素

智能指针（C++11）
cpp

#include <memory>
// unique_ptr（独占所有权）
unique_ptr<int> ptr1 = make_unique<int>(10);

// shared_ptr（共享所有权）
shared_ptr<int> ptr2 = make_shared<int>(20);
shared_ptr<int> ptr3 = ptr2;  // 引用计数+1

五、现代C++特性

Lambda表达式（C++11）
cpp

auto sum = [](int a, int b) -> int { return a + b; };
cout << sum(3, 5) << endl;  // 输出8

// 捕获外部变量
int factor = 2;
auto multiply = [factor](int x) { return x * factor; };

范围for循环（C++11）
cpp

vector<int> nums = {1, 2, 3};
for (auto &num : nums) {
    num *= 2;  // 修改元素值
}

移动语义（C++11）
cpp

// 右值引用
string s1 = "Hello";
string s2 = move(s1);  // s1变为空，资源转移给s2

## 六、异常处理

cpp
try {
    int age = -5;
    if (age < 0) {
        throw invalid_argument("年龄不能为负数");
    }
} catch (const exception &e) {
    cerr << "错误: " << e.what() << endl;
}

七、模板编程

函数模板
cpp

template <typename T>
T max(T a, T b) {
    return (a > b) ? a : b;
}
cout << max(3, 5) << endl;    // 输出5
cout << max(2.7, 1.8) << endl; // 输出2.7

类模板
cpp

template <class T>
class Box {
private:
    T content;
public:
    void set(T t) { content = t; }
    T get() { return content; }
};

Box<int> intBox;
intBox.set(100);

八、文件操作

cpp

#include <fstream>
// 写入文件
ofstream outFile("data.txt");
outFile << "C++ File IO" << endl;
outFile.close();

// 读取文件
ifstream inFile("data.txt");
string line;
while (getline(inFile, line)) {
    cout << line << endl;
}

九、常见问题与优化

内存泄漏

cpp
int *arr = new int[100];
delete[] arr;  // 必须释放数组内存
未初始化指针

cpp
int *p = nullptr;  // 初始化空指针
if (p != nullptr) {
    *p = 10;  // 安全访问
}

性能优化建议

优先使用const引用传递大型对象：

cpp
void print(const vector<int> &vec) { ... }

避免不必要的拷贝（使用移动语义）。

总结

核心特性：

面向对象：封装、继承、多态

资源管理：RAII（资源获取即初始化）、智能指针

泛型编程：模板与STL容器/算法

嵌入式开发注意：

慎用异常和动态内存（部分嵌入式环境不支持）。

使用constexpr（C++11）实现编译期计算优化。

学习路径：

掌握基础后，学习设计模式（如工厂模式、观察者模式）。

结合Qt框架开发GUI，或使用ROS进行机器人编程。

示例代码（智能指针管理资源）：

cpp

class Sensor {
public:
    Sensor() { cout << "传感器初始化" << endl; }
    ~Sensor() { cout << "传感器释放" << endl; }
};

int main() {
    unique_ptr<Sensor> sensor = make_unique<Sensor>();
    return 0;  // 自动调用析构函数
}