【C++篇】启航——初识C++

引言

在编程语言的浩瀚海洋中，C++以其强大的功能和灵活性脱颖而出。自1979年由Bjarne Stroustrup在贝尔实验室开发以来，C++逐渐成为高性能应用和系统编程的首选语言。它不仅继承了C语言的高效特性，还引入了面向对象编程的概念，使得软件开发更具结构性和可维护性。

C++的广泛应用涵盖了从游戏开发、图形处理到操作系统和大型软件系统的构建。凭借丰富的标准库和强大的模板机制，C++使开发者能够编写高效且可复用的代码。这篇博客将带你深入了解C++的基本概念、发展历程，以及学习这门语言的重要性和应用场景。无论你是编程新手还是有经验的开发者，C++都能为你的编程之旅增添新的视角和技能。

一、C++的起源和发展史

1.起源

C++的起源可以追溯到1979年，由Bjarne Stroustrup在贝尔实验室开发。他在面对复杂软件开发时，意识到现有语言（如C语言）的局限性，于是于1983年在C语言基础上引入了面向对象的特性，正式命名为C++。该语言逐渐在学术界和工业界获得应用，并成为许多大学的教学语言。

2.C++版本更新

1989年，C++的标准化工作启动，1994年提出首个标准草案，其中引入了标准模板库（STL），极大丰富了C++的功能。经过多次讨论，1998年ANSI/ISO标准正式发布，奠定了C++在编程语言中的重要地位。之后，C++经历了多次更新，如C++11、C++14、C++17和C++20，持续演进以适应现代开发需求。 

二、C++在⼯作领域中的应⽤

C++的应⽤领域服务器端、游戏（引擎）、机器学习引擎、⾳视频处理、嵌⼊式软件、电信设备、⾦融应⽤、基础库、操作系统、编译器、基础架构、基础⼯具、硬件交互等很多⽅⾯都有。

1. ⼤型系统软件开发。如编译器、数据库、操作系统、浏览器等等

2. ⾳视频处理。常⻅的⾳视频开源库和⽅案有FFmpeg、WebRTC、Mediasoup、ijkplayer，⾳视频开发最主要的技术栈就是C++。

3. PC客⼾端开发。⼀般是开发Windows上的桌⾯软件，⽐如WPS之类的，技术栈的话⼀般是C++和QT，QT 是⼀个跨平台的 C++图形⽤⼾界⾯（Graphical User Interface，GUI）程序。

4. 服务端开发。各种⼤型应⽤⽹络连接的⾼并发后台服务。这块Java也⽐较多，C++主要⽤于⼀些对

性能要求⽐较⾼的地⽅。如：游戏服务、流媒体服务、量化⾼频交易服务等

5. 游戏引擎开发。很多游戏引擎就都是使⽤C++开发的，游戏开发要掌握C++基础和数据结构，学习图形学知识，掌握游戏引擎和框架，了解引擎实现，引擎源代码可以学习UE4、Cocos2d-x等开源

引擎实现

6. 嵌⼊式开发。嵌⼊式把具有计算能⼒的主控板嵌⼊到机器装置或者电⼦装置的内部，通过软件能够控制这些装置。⽐如：智能⼿环、摄像头、扫地机器⼈、智能⾳响、⻔禁系统、⻋载系统等等，粗略⼀点，嵌⼊式开发主要分为嵌⼊式应⽤和嵌⼊式驱动开发。

7. 机器学习引擎。机器学习底层的很多算法都是⽤C++实现的，上层⽤python封装起来。如果你只想准备数据训练模型，那么学会Python基本上就够了，如果你想做机器学习系统的开发，那么需要学会C++。

8. 测试开发/测试。每个公司研发团队，有研发就有测试，测试主要分为测试开发和功能测试，测试开发⼀般是使⽤⼀些测试⼯具(selenium、Jmeter等)，设计测试⽤例，然后写⼀些脚本进⾏⾃动化测试，性能测试等，有些还需要⾃⾏开发⼀些测试⽤具。功能测试主要是根据产品的功能，设计测试⽤例，然后⼿动的⽅式进⾏测试。

三、C++入门建议

 1.参考文档

https://zh.cppreference.com/w/cpp

https://legacy.cplusplus.com/reference/

https://en.cppreference.com/w/

说明：第⼀个链接不是C++官⽅⽂档，标准也只更新到C++11，但是以头⽂件形式呈现，内容⽐较易看好懂。后两个链接分别是C++官⽅⽂档的中⽂版和英⽂版，信息很全，更新到了最新的C++标准，但是相⽐第⼀个不那么易看；⼏个⽂档各有优势，我们结合着使⽤。

2.推荐书籍

• C++ Primer：主要讲解语法，经典的语法书籍，前后中期都可以看，前期如果⾃学看可能会有点晦涩难懂，能看懂多少看懂多少，就当预习，学了⽐特课程后，中后期作为语法字典，⾮常好⽤。
• STL源码剖析：主要从底层实现的⻆度结合STL源码，庖丁解⽜式剖析STL的实现，是侯捷⽼师的经典之作。可以很好的帮助我们学习别⼈⽤语法是如何实现出⾼效简洁的数据结构和算法代码，如何使⽤泛型封装等。让我们不再坐井观天，闭⻔造⻋，本书课程上⼀半以后，中后期可以看。
• Effctive C++：本书也是侯捷⽼师翻译的，本书有的⼀句评价，把C++程序员分为看过此书的和没看过此书的。本书主要讲了55个如何正确⾼效使⽤C++的条款，建议中后期可以看⼀遍，⼯作1-2年后再看⼀遍，相信会有不⼀样的收获。

四、C++的第一个程序 

 C++兼容C语⾔绝⼤多数的语法，所以C语⾔实现的hello world依旧可以运⾏，C++中需要把定义⽂件代码后缀改为.cpp，vs编译器看到是.cpp就会调⽤C++编译器编译，linux下要⽤g++编译，不再是gcc。

#include<stdio.h>
int main()
{printf("hello world!");return 0;
}

#include<iostream> 
int main() {std::cout << "hello world" << std::endl;return 0;
}

命名空间（namespace）是C++中用于组织代码的一种机制。它允许将相关的类、函数、变量等放在一个命名空间中，以避免名称冲突和提高代码的可读性。

主要特点

1. 避免名称冲突：在大型项目或多个库中，可能会出现不同部分使用相同名称的情况。命名空间可以将这些名称隔离开，确保它们不会冲突。

2. 组织代码：通过将相关的代码放在同一个命名空间中，开发者可以更清晰地组织和管理代码，使其结构更加清晰。

3. 灵活的访问方式：可以通过作用域解析运算符 :: 访问命名空间中的成员，也可以使用 using 声明简化访问。

2.定义命名空间

命名空间是C++中的一种用于组织代码的机制，可以避免命名冲突。它通过关键字namespace定义，基本语法如下：

namespace NamespaceName {// 这里可以定义变量、函数、类型等int variable;void function() {// 函数实现}
}

在上面的例子中，我们定义了一个名为NamespaceName的命名空间，包含一个整数变量和一个函数。

3.主要特点

1. 域的独立性：命名空间创建了一个独立的作用域，在这个作用域中定义的成员与全局作用域及其他命名空间的成员互不干扰。

2. 解决命名冲突：不同的命名空间可以定义同名的变量、函数等，而不会发生冲突。例如，namespace A { void func(); } 和 namespace B { void func(); } 可以同时存在。

3. 可嵌套：命名空间可以嵌套定义，以更好地组织代码。例如：

   namespace Outer {namespace Inner {void innerFunction() {// 实现}}
   }
   

4. 跨文件共享：在项目中可以在多个文件中定义同名的命名空间，它们会被视为同一个命名空间，不会冲突。

5. 标准库的命名空间：C++标准库中的所有元素都包含在std命名空间中，例如std::cout和std::vector。

4.使用示例

要使用命名空间中的成员，可以通过以下方式：

1. 使用作用域运算符：

   NamespaceName::function();

2. 使用using声明：

   using namespace NamespaceName; function(); // 直接调用