C++学习笔记

一、基础语法与核心概念

1. 基本语法

• 变量与数据类型：
  int（整数）、float（单精度浮点）、double（双精度浮点）、char（字符）、bool（布尔）。
  示例：

  int age = 25;
  double pi = 3.14159;
  char grade = 'A';
  

• 运算符与表达式：
  算术运算符（+, -, *, /）、关系运算符（==, >, <）、逻辑运算符（&&, ||, !）。
  表达式示例：

  int result = (10 + 5) * 3; // 结果为45
  

• 控制流：

  • if-else：

    if (score > 60) {
        cout << "及格";
    } else {
        cout << "不及格";
    }
    

  • 循环语句：
    for循环：

    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        cout << i << " ";
    } // 输出：0 1 2 3 4
    

    while循环：

    int count = 0;
    while (count < 3) {
        cout << "Hello! ";
        count++;
    } // 输出：Hello! Hello! Hello!
    

• 函数：
  定义与调用：

  int add(int a, int b) { // 函数定义
      return a + b;
  }
  int sum = add(3, 4);   // 函数调用，sum=7
  

2. 面向对象基础

• 类与对象：

  class Dog {          // 类定义
  private:
      string name;     // 成员变量（封装）
  public:
      Dog(string n) {  // 构造函数
          name = n;
      }
      void bark() {    // 成员函数
          cout << name << "汪汪!";
      }
      ~Dog() {}        // 析构函数
  };
  Dog myDog("Buddy");  // 创建对象
  myDog.bark();        // 调用方法：输出"Buddy汪汪!"
  

• 继承与多态：

  class Animal {       // 基类
  public:
      virtual void sound() { cout << "动物叫"; } // 虚函数（多态基础）
  };
  class Cat : public Animal { // 继承
  public:
      void sound() override { cout << "喵喵!"; } // 重写（多态）
  };
  Animal* a = new Cat();
  a->sound(); // 输出"喵喵!"（多态）
  

3. 指针与引用

• 指针：存储内存地址，操作符*（解引用）、&（取地址）。

  int num = 10;
  int* ptr = #   // ptr指向num的地址
  cout << *ptr;      // 输出10（解引用）
  

• 引用：别名，操作符&（声明引用）。

  int a = 5;
  int& ref = a;      // ref是a的引用
  ref = 8;           // 修改ref即修改a
  cout << a;         // 输出8
  

  区别：指针可重赋值、可为nullptr；引用必须初始化且不可变更目标。

4. 数组与字符串

• 数组：

  int arr[3] = {1, 2, 3};
  cout << arr[0]; // 输出1
  

• 字符串：
  C风格：char str[] = "Hello";
  C++ string类：

  #include <string>
  string s = "C++";
  cout << s.length(); // 输出3
  

二、标准库与常用工具

1. STL（标准模板库）

• 容器：

  vector<int> vec = {1, 2, 3}; // 动态数组
  vec.push_back(4);            // 添加元素
  
  map<string, int> scores;     // 键值对容器
  scores["Alice"] = 90;
  

• 算法：

  #include <algorithm>
  sort(vec.begin(), vec.end()); // 排序
  auto it = find(vec.begin(), vec.end(), 2); // 查找元素
  

• 迭代器：遍历容器

  for (auto it = vec.begin(); it != vec.end(); it++) {
      cout << *it << " ";
  }
  

2. 输入输出流

• 控制台I/O：

  #include <iostream>
  int x;
  cin >> x;        // 输入
  cout << "x=" << x; // 输出
  

• 文件流：

  #include <fstream>
  ofstream file("data.txt");
  file << "保存数据"; // 写入文件
  file.close();
  

三、进阶特性

1. 模板（泛型编程）

• 函数模板：

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

• 类模板（STL基础）：

  template <class T>
  class Box {
      T content;
  public:
      void set(T c) { content = c; }
      T get() { return content; }
  };
  Box<int> intBox;
  intBox.set(100);
  

2. 异常处理
try-catch-throw机制：

try {
    if (value < 0) throw "负数错误!";
} catch (const char* msg) {
    cerr << "错误: " << msg;
}

3. 内存管理

• 动态内存：

  int* p = new int(10); // 分配内存
  delete p;             // 释放内存
  

• 智能指针（避免泄漏）：

  #include <memory>
  unique_ptr<int> uPtr(new int(5)); // 独占所有权
  shared_ptr<int> sPtr = make_shared<int>(10); // 共享所有权
  

4. 其他特性

• 友元函数：访问私有成员

  class Student {
      int score;
      friend void printScore(Student s); // 友元声明
  };
  void printScore(Student s) {
      cout << s.score; // 可直接访问私有成员
  }
  

• 运算符重载：

  Vector operator+(Vector v) { // 重载+
      return Vector(x + v.x, y + v.y);
  }
  

• 虚函数与抽象类：

  class Shape {
  public:
      virtual double area() = 0; // 纯虚函数（抽象类）
  };
  class Circle : public Shape {
      double area() override { ... } // 必须实现
  };
  

具体语法特性例如（虚函数，构造虚构函数，多态，继承等）后续更新