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C++是一种零碎编程语言。用它的发明者， Bjarne Stroustrup的话来说，C++的设计指标是：
- 成为“更好的C语言”
- 反对数据的形象与封装
- 反对面向对象编程
- 反对泛型编程
C++提供了对硬件的严密管制（正如C语言一样）， 可能编译为机器语言，由处理器间接执行。 与此同时，它也提供了泛型、异样和类等高层性能。 尽管C++的语法可能比某些呈现较晚的语言更简单，它依然失去了人们的青睞—— 性能与速度的均衡使C++成为了目前利用最宽泛的零碎编程语言之一。
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// 与C语言的比拟
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// C++_简直_是C语言的一个超集，它与C语言的根本语法有许多相同之处，
// 例如变量和函数的申明，原生数据类型等等。
// 和C语言一样，在C++中，你的程序会从main()开始执行，
// 该函数的返回值该当为int型，这个返回值会作为程序的退出状态值。
// 不过，大多数的编译器（gcc，clang等）也承受 void main() 的函数原型。
// （参见 http://en.wikipedia.org/wiki/Exit_status 来获取更多信息）
int main(int argc, char** argv)
{
// 和C语言一样，命令行参数通过argc和argv传递。
// argc代表命令行参数的数量，
// 而argv是一个蕴含“C语言格调字符串”（char *）的数组，
// 其中每个字符串代表一个命令行参数的内容，
// 首个命令行参数是调用该程序时所应用的名称。
// 如果你不关怀命令行参数的值，argc和argv能够被疏忽。
// 此时，你能够用int main()作为函数原型。
// 退出状态值为0时，示意程序执行胜利
return 0;
}
// 然而，C++和C语言也有一些区别：
// 在C++中，字符字面量的大小是一个字节。
sizeof('c') == 1
// 在C语言中，字符字面量的大小与int雷同。
sizeof('c') == sizeof(10)
// C++的函数原型与函数定义是严格匹配的
void func(); // 这个函数不能承受任何参数
// 而在C语言中
void func(); // 这个函数能承受任意数量的参数
// 在C++中，用nullptr代替C语言中的NULL
int* ip = nullptr;
// C++也能够应用C语言的规范头文件，
// 然而须要加上前缀“c”并去掉开端的“.h”。
#include <cstdio>
int main()
{
printf("Hello, world!\n");
return 0;
}
///////////
// 函数重载
///////////
// C++反对函数重载，你能够定义一组名称雷同而参数不同的函数。
void print(char const* myString)
{
printf("String %s\n", myString);
}
void print(int myInt)
{
printf("My int is %d", myInt);
}
int main()
{
print("Hello"); // 解析为 void print(const char*)
print(15); // 解析为 void print(int)
}
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// 函数参数的默认值
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// 你能够为函数的参数指定默认值，
// 它们将会在调用者没有提供相应参数时被应用。
void doSomethingWithInts(int a = 1, int b = 4)
{
// 对两个参数进行一些操作
}
int main()
{
doSomethingWithInts(); // a = 1, b = 4
doSomethingWithInts(20); // a = 20, b = 4
doSomethingWithInts(20, 5); // a = 20, b = 5
}
// 默认参数必须放在所有的惯例参数之后。
void invalidDeclaration(int a = 1, int b) // 这是谬误的！
{
}
///////////
// 命名空间
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// 命名空间为变量、函数和其余申明提供了拆散的的作用域。
// 命名空间能够嵌套应用。
namespace First {
namespace Nested {
void foo()
{
printf("This is First::Nested::foo\n");
}
} // 完结嵌套的命名空间Nested
} // 完结命名空间First
namespace Second {
void foo()
{
printf("This is Second::foo\n")
}
}
void foo()
{
printf("This is global foo\n");
}
int main()
{
// 如果没有特地指定，就从“Second”中获得所需的内容。
using namespace Second;
foo(); // 显示“This is Second::foo”
First::Nested::foo(); // 显示“This is First::Nested::foo”
::foo(); // 显示“This is global foo”
}
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// 输出/输入
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// C++应用“流”来输入输出。<<是流的插入运算符，>>是流提取运算符。
// cin、cout、和cerr别离代表
// stdin（规范输出）、stdout（规范输入）和stderr（规范谬误）。
#include <iostream> // 引入蕴含输出/输入流的头文件
using namespace std; // 输入输出流在std命名空间（也就是规范库）中。
int main()
{
int myInt;
// 在规范输入（终端/显示器）中显示
cout << "Enter your favorite number:\n";
// 从规范输出（键盘）取得一个值
cin >> myInt;
// cout也提供了格式化性能
cout << "Your favorite number is " << myInt << "\n";
// 显示“Your favorite number is <myInt>”
cerr << "Used for error messages";
}
/////////
// 字符串
/////////
// C++中的字符串是对象，它们有很多成员函数
#include <string>
using namespace std; // 字符串也在std命名空间（规范库）中。
string myString = "Hello";
string myOtherString = " World";
// + 能够用于连贯字符串。
cout << myString + myOtherString; // "Hello World"
cout << myString + " You"; // "Hello You"
// C++中的字符串是可变的，具备“值语义”。
myString.append(" Dog");
cout << myString; // "Hello Dog"
/////////////
// 援用
/////////////
// 除了反对C语言中的指针类型以外，C++还提供了_援用_。
// 援用是一种非凡的指针类型，一旦被定义就不能从新赋值，并且不能被设置为空值。
// 应用援用时的语法与原变量雷同：
// 也就是说，对援用类型进行解援用时，不须要应用*；
// 赋值时也不须要用&来取地址。
using namespace std;
string foo = "I am foo";
string bar = "I am bar";
string& fooRef = foo; // 建设了一个对foo的援用。
fooRef += ". Hi!"; // 通过援用来批改foo的值
cout << fooRef; // "I am foo. Hi!"
// 这句话的并不会扭转fooRef的指向，其成果与“foo = bar”雷同。
// 也就是说，在执行这条语句之后，foo == "I am bar"。
fooRef = bar;
const string& barRef = bar; // 建设指向bar的常量援用。
// 和C语言中一样，（指针和援用）申明为常量时，对应的值不能被批改。
barRef += ". Hi!"; // 这是谬误的，不能批改一个常量援用的值。
///////////////////
// 类与面向对象编程
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// 无关类的第一个示例
#include <iostream>
// 申明一个类。
// 类通常在头文件（.h或.hpp）中申明。
class Dog {
// 成员变量和成员函数默认状况下是公有（private）的。
std::string name;
int weight;
// 在这个标签之后，所有申明都是私有（public）的，
// 直到从新指定“private:”（公有继承）或“protected:”（爱护继承）为止
public:
// 默认的结构器
Dog();
// 这里是成员函数申明的一个例子。
// 能够留神到，咱们在此处应用了std::string，而不是using namespace std
// 语句using namespace绝不该当呈现在头文件当中。
void setName(const std::string& dogsName);
void setWeight(int dogsWeight);
// 如果一个函数不对对象的状态进行批改，
// 该当在申明中加上const。
// 这样，你就能够对一个以常量形式援用的对象执行该操作。
// 同时能够留神到，当父类的成员函数须要被子类重写时，
// 父类中的函数必须被显式申明为_虚函数（virtual）_。
// 思考到性能方面的因素，函数默认状况下不会被申明为虚函数。
virtual void print() const;
// 函数也能够在class body外部定义。
// 这样定义的函数会主动成为内联函数。
void bark() const { std::cout << name << " barks!\n" }
// 除了结构器以外，C++还提供了析构器。
// 当一个对象被删除或者脱离其定义域时，它的析构函数会被调用。
// 这使得RAII这样的弱小范式（参见下文）成为可能。
// 为了衍生出子类来，基类的析构函数必须定义为虚函数。
virtual ~Dog();
}; // 在类的定义之后，要加一个分号
// 类的成员函数通常在.cpp文件中实现。
void Dog::Dog()
{
std::cout << "A dog has been constructed\n";
}
// 对象（例如字符串）该当以援用的模式传递，
// 对于不须要批改的对象，最好应用常量援用。
void Dog::setName(const std::string& dogsName)
{
name = dogsName;
}
void Dog::setWeight(int dogsWeight)
{
weight = dogsWeight;
}
// 虚函数的virtual关键字只须要在申明时应用，不须要在定义时反复
void Dog::print() const
{
std::cout << "Dog is " << name << " and weighs " << weight << "kg\n";
}
void Dog::~Dog()
{
std::cout << "Goodbye " << name << "\n";
}
int main() {
Dog myDog; // 此时显示“A dog has been constructed”
myDog.setName("Barkley");
myDog.setWeight(10);
myDog.print(); // 显示“Dog is Barkley and weighs 10 kg”
return 0;
} // 显示“Goodbye Barkley”
// 继承：
// 这个类继承了Dog类中的私有（public）和爱护（protected）对象
class OwnedDog : public Dog {
void setOwner(const std::string& dogsOwner)
// 重写OwnedDogs类的print办法。
// 如果你不相熟子类多态的话，能够参考这个页面中的概述：
// http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%AD%90%E7%B1%BB%E5%9E%8B
// override关键字是可选的，它确保你所重写的是基类中的办法。
void print() const override;
private:
std::string owner;
};
// 与此同时，在对应的.cpp文件里：
void OwnedDog::setOwner(const std::string& dogsOwner)
{
owner = dogsOwner;
}
void OwnedDog::print() const
{
Dog::print(); // 调用基类Dog中的print办法
// "Dog is <name> and weights <weight>"
std::cout << "Dog is owned by " << owner << "\n";
// "Dog is owned by <owner>"
}
/////////////////////
// 初始化与运算符重载
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// 在C++中，通过定义一些非凡名称的函数，
// 你能够重载+、-、*、/等运算符的行为。
// 当运算符被应用时，这些非凡函数会被调用，从而实现运算符重载。
#include <iostream>
using namespace std;
class Point {
public:
// 能够以这样的形式为成员变量设置默认值。
double x = 0;
double y = 0;
// 定义一个默认的结构器。
// 除了将Point初始化为(0, 0)以外，这个函数什么都不做。
Point() { };
// 上面应用的语法称为初始化列表，
// 这是初始化类中成员变量的正确形式。
Point (double a, double b) :
x(a),
y(b)
{ /* 除了初始化成员变量外，什么都不做 */ }
// 重载 + 运算符
Point operator+(const Point& rhs) const;
// 重载 += 运算符
Point& operator+=(const Point& rhs);
// 减少 - 和 -= 运算符也是有意义的，但这里不再赘述。
};
Point Point::operator+(const Point& rhs) const
{
// 创立一个新的点，
// 其横纵坐标别离为这个点与另一点在对应方向上的坐标之和。
return Point(x + rhs.x, y + rhs.y);
}
Point& Point::operator+=(const Point& rhs)
{
x += rhs.x;
y += rhs.y;
return *this;
}
int main () {
Point up (0,1);
Point right (1,0);
// 这里应用了Point类型的运算符“+”
// 调用up（Point类型）的“+”办法，并以right作为函数的参数
Point result = up + right;
// 显示“Result is upright (1,1)”
cout << "Result is upright (" << result.x << ',' << result.y << ")\n";
return 0;
}
///////////
// 异样解决
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// 规范库中提供了一些根本的异样类型
// （参见http://en.cppreference.com/w/cpp/error/exception）
// 然而，其余任何类型也能够作为一个异样被拋出
#include <exception>
// 在_try_代码块中拋出的异样能够被随后的_catch_捕捉。
try {
// 不要用 _new_关键字在堆上为异样调配空间。
throw std::exception("A problem occurred");
}
// 如果拋出的异样是一个对象，能够用常量援用来捕捉它
catch (const std::exception& ex)
{
std::cout << ex.what();
// 捕捉尚未被_catch_解决的所有谬误
} catch (...)
{
std::cout << "Unknown exception caught";
throw; // 从新拋出异样
}
///////
// RAII
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// RAII指的是“资源获取就是初始化”（Resource Allocation Is Initialization），
// 它被视作C++中最弱小的编程范式之一。
// 简略说来，它指的是，用构造函数来获取一个对象的资源，
// 相应的，借助析构函数来开释对象的资源。
// 为了了解这一范式的用途，让咱们思考某个函数应用文件句柄时的状况：
void doSomethingWithAFile(const char* filename)
{
// 首先，让咱们假如所有都会顺利进行。
FILE* fh = fopen(filename, "r"); // 以只读模式关上文件
doSomethingWithTheFile(fh);
doSomethingElseWithIt(fh);
fclose(fh); // 敞开文件句柄
}
// 可怜的是，随着错误处理机制的引入，事件会变得复杂。
// 假如fopen函数有可能执行失败，
// 而doSomethingWithTheFile和doSomethingElseWithIt会在失败时返回错误代码。
// （尽管异样是C++中处理错误的举荐形式，
// 然而某些程序员，尤其是有C语言背景的，并不认可异样捕捉机制的作用）。
// 当初，咱们必须查看每个函数调用是否胜利执行，并在问题产生的时候敞开文件句柄。
bool doSomethingWithAFile(const char* filename)
{
FILE* fh = fopen(filename, "r"); // 以只读模式关上文件
if (fh == nullptr) // 当执行失败是，返回的指针是nullptr
return false; // 向调用者汇报谬误
// 假如每个函数会在执行失败时返回false
if (!doSomethingWithTheFile(fh)) {
fclose(fh); // 敞开文件句柄，防止造成内存透露。
return false; // 反馈谬误
}
if (!doSomethingElseWithIt(fh)) {
fclose(fh); // 敞开文件句柄
return false; // 反馈谬误
}
fclose(fh); // 敞开文件句柄
return true; // 批示函数已胜利执行
}
// C语言的程序员通常会借助goto语句简化下面的代码：
bool doSomethingWithAFile(const char* filename)
{
FILE* fh = fopen(filename, "r");
if (fh == nullptr)
return false;
if (!doSomethingWithTheFile(fh))
goto failure;
if (!doSomethingElseWithIt(fh))
goto failure;
fclose(fh); // 敞开文件
return true; // 执行胜利
failure:
fclose(fh);
return false; // 反馈谬误
}
// 如果用异样捕捉机制来批示谬误的话，
// 代码会变得清晰一些，然而依然有优化的余地。
void doSomethingWithAFile(const char* filename)
{
FILE* fh = fopen(filename, "r"); // 以只读模式关上文件
if (fh == nullptr)
throw std::exception("Could not open the file.");
try {
doSomethingWithTheFile(fh);
doSomethingElseWithIt(fh);
}
catch (...) {
fclose(fh); // 保障出错的时候文件被正确敞开
throw; // 之后，从新抛出这个异样
}
fclose(fh); // 敞开文件
// 所有工作顺利完成
}
// 相比之下，应用C++中的文件流类（fstream）时，
// fstream会利用本人的析构器来敞开文件句柄。
// 只有来到了某一对象的定义域，它的析构函数就会被主动调用。
void doSomethingWithAFile(const std::string& filename)
{
// ifstream是输出文件流（input file stream）的简称
std::ifstream fh(filename); // 关上一个文件
// 对文件进行一些操作
doSomethingWithTheFile(fh);
doSomethingElseWithIt(fh);
} // 文件曾经被析构器主动敞开
// 与下面几种形式相比，这种形式有着_显著_的劣势：
// 1. 无论产生了什么状况，资源（此例当中是文件句柄）都会被正确敞开。
// 只有你正确应用了析构器，就_不会_因为遗记敞开句柄，造成资源的透露。
// 2. 能够留神到，通过这种形式写进去的代码非常简洁。
// 析构器会在后盾敞开文件句柄，不再须要你来操心这些琐事。
// 3. 这种形式的代码具备异样安全性。
// 无论在函数中的何处拋出异样，都不会妨碍对文件资源的开释。
// 纯粹的C++代码该当把RAII的应用扩大到各种类型的资源上，包含：
// - 用unique_ptr和shared_ptr治理的内存
// - 各种数据容器，例如规范库中的链表、向量（容量主动扩大的数组）、散列表等；
// 当它们脱离作用域时，析构器会主动开释其中贮存的内容。
// - 用lock_guard和unique_lock实现的互斥扩大浏览：
- CPP Reference 提供了最新的语法参考。
- 能够在 CPlusPlus 找到一些补充材料。
- 能够在 [TheChernoProject – C ++](https://www.youtube.com/playl…）上找到涵盖语言根底和设置编码环境的教程。
有倡议？或者发现什么谬误？在Github上开一个issue，或者发动pull request！
原著Steven Basart，并由0个好心人批改。
Translated by: Arnie97
© 2022 Steven Basart, Matt Kline
本作品采纳 CC BY-SA 3.0 协定进行许可。
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