C++学习前言

【本节目标】

1. 什么是C++
2. C++发展史
3. C++的重要性
4. 如何学习C++
5. 关于本门课程
   

1. 什么是C++

C语言是结构化和模块化的语言，适合处理较小规模的程序。对于复杂的问题，规模较大的
程序，需要高度的抽象和建模时，C语言则不合适。为了解决软件危机， 20世纪80年代， 计算机
界提出了OOP(object oriented programming：面向对象)思想，支持面向对象的程序设计语言
应运而生。
1982年，Bjarne Stroustrup博士在C语言的基础上引入并扩充了面向对象的概念，发明了一
种新的程序语言。为了表达该语言与C语言的渊源关系，命名为C++。因此：C++是基于C语言而
产生的，它既可以进行C语言的过程化程序设计，又可以进行以抽象数据类型为特点的基于对象的
程序设计，还可以进行面向对象的程序设计

2. C++的发展史

1979年，贝尔实验室的本贾尼等人试图分析unix内核的时候，试图将内核模块化，于是在C语言的基础上进行扩展，增加了类的机制，完成了一个可以运行的预处理程序，称之为C with classes
语言的发展就像是练功打怪升级一样，也是逐步递进，由浅入深的过程。我们先来看下C++的史版本
阶段 内容
C with
classes
类及派生类、公有和私有成员、类的构造和析构、友元、内联函数、赋值运算符
重载等
C++1.0 添加虚函数概念，函数和运算符重载，引用、常量等
C++2.0
更加完善支持面向对象，新增保护成员、多重继承、对象的初始化、抽象类、静态成员以及const成员函数
C++3.0
进一步完善，引入模板，解决多重继承产生的二义性问题和相应构造和析构的处理
C++98
C++标准第一个版本，绝大多数编译器都支持，得到了国际标准化组织(ISO)和美国标准化协会认可，以模板方式重写C++标准库，引入了STL(标准模板库)
C++03 C++标准第二个版本，语言特性无大改变，主要：修订错误、减少多异性
C++05
C++标准委员会发布了一份计数报告(Technical Report，TR1)，正式更名
C++0x，即：计划在本世纪第一个10年的某个时间发布
C++11
增加了许多特性，使得C++更像一种新语言，比如：正则表达式、基于范围for循环、auto关键字、新容器、列表初始化、标准线程库等
C++14
对C++11的扩展，主要是修复C++11中漏洞以及改进，比如：泛型的lambda表达式，auto的返回值类型推导，二进制字面常量等
C++17
在C++11上做了一些小幅改进，增加了19个新特性，比如：static_assert()的文本信息可选，Fold表达式用于可变的模板，if和switch语句中的初始化器等
C++20
自C++11以来最大的发行版，引入了许多新的特性，比如：模块(Modules)、协程(Coroutines)、范围(Ranges)、概念(Constraints)等重大特性，还有对已有特性的更新：比如Lambda支持模板、范围for支持初始化等
C++23 制定ing
C++还在不断的向后发展。但是：现在公司主流使用还是C++98和C++11，所有大家不用追求最
新，重点将C++98和C++11掌握好，等工作后，随着对C++理解不断加深，有时间可以去琢磨下更
新的特性。
关于C++2X最新特性的讨论：
链接

3. C++的重要性

3.1 语言的使用广泛度
下图数据来自TIOBE编程语言社区2021年12月最新的排行榜，在30多年的发展中，C/C++几乎一致稳居前5


TIOBE 编程语言社区排行榜是编程语言流行趋势的一个指标，每月更新，这份排行榜排名基于互联网上有经验的程序员、 课程和第三方厂商的数量。排名使用著名的搜索引擎（诸如 Google、MSN、Yahoo!、Wikipedia、YouTube 以及 Baidu 等）进行计算
注意：排名不能说明那个语言好，那个不好，每门编程语言都有适应自己的应用场景

3.2 在工作领域

1. 操作系统以及大型系统软件开发
   所有操作系统几乎都是C/C++写的，许多大型软件背后几乎都是C++写的，比如：
   Photoshop、Office、JVM(Java虚拟机)等，究其原因还是性能高，可以直接操控硬件。
2. 服务器端开发
   后台开发：主要侧重于业务逻辑的处理，即对于前端请求后端给出对应的响应，现在主流采
   用java，但内卷化比较严重，大厂可能会有C++后台开发，主要做一些基础组件，中间件、
   缓存、分布式存储等。服务器端开发比后台开发跟广泛，包含后台开发，一般对实时性要求
   比较高的，比如游戏服务器、流媒体服务器、网络通讯等都采用C++开发的。
3. 游戏开发
   PC平台几乎所有的游戏都是C++写的，比如：魔兽世界、传奇、CS、跑跑卡丁车等，市面上
   相当多的游戏引擎都是基于C++开发的，比如：Cocos2d、虚幻4、DirectX等。三维游戏领
   域计算量非常庞大，底层的数学全都是矩阵变换，想要画面精美、内容丰富、游戏实时性
   搞，这些高难度需求无疑只能选C++语言。比较知名厂商：腾讯、网易、完美世界、巨人网
   络等
4. 嵌入式和物联网领域
   嵌入式：就是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，能够控制这些
   装置。比如：智能手环、摄像头、扫地机器人、智能音响等。
   谈到嵌入式开发，大家最能想到的就是单片机开发(即在8位、16位或者32位单片机产品或者
   裸机上进行的开发)，嵌入式开发除了单片机开发以外，还包含在soc片上、系统层面、驱动
   层面以及应用、中间件层面的开发。
   常见的岗位有：嵌入式开发工程师、驱动开发工程师、系统开发工程师、Linux开发工程
   师、固件开发工程师等。
   知名的一些厂商，比如：以华为、vivo、oppo、小米为代表的手机厂；以紫光展锐、乐鑫为
   代表的芯片厂；以大疆、海康威视、大华、CVTE等具有自己终端业务厂商；以及海尔、海
   信、格力等传统家电行业。
   随着5G的普及，物联网(即万物互联，)也成为了一种新兴势力，比如：阿里lot、腾讯lot、京
   东、百度、美团等都有硬件相关的事业部。
5. 数字图像处理
   数字图像处理中涉及到大量数学矩阵方面的运算，对CPU算力要求比较高，主要的图像处理
   算法库和开源库等都是C/C++写的，比如：OpenCV、OpenGL等，大名鼎鼎的Photoshop
   就是C++写的。
6. 人工智能
   一提到人工智能，大家首先想到的就是python，认为学习人工智能就要学习python，这个
   是误区，python中库比较丰富，使用python可以快速搭建神经网络、填入参数导入数据就
   可以开始训练模型了。但人工智能背后深度学习算法等核心还是用C++写的。
7. 分布式应用
   近年来移动互联网的兴起，各应用数据量业务量不断攀升；后端架构要不断提高性能和并发
   能力才能应对大信息时代的来临。在分布式领域，好些分布式框架、文件系统、中间组件等
   都是C++开发的。对分布式计算影响极大的Hadoop生态的几个重量级组件：HDFS、
   zookeeper、HBase等，也都是基于Google用C++实现的GFS、Chubby、BigTable。包括分
   布式计算框架MapReduce也是Google先用C++实现了一套，之后才有开源的java版本。
   除了上述领域外，在：科学计算、浏览器、流媒体开发、网络软件等都是C++比较适合的场景，
   作为一名老牌语言的常青树，C++一直霸占编程语言前5名，肯定有其存在的价值

3.3 在校招领域

3.3.1 岗位需求

想要笔试题可以私信我哈！

3.3.3 面试题

【某学长深信服一面】

1. 自我介绍
2. 你的云备份项目讲一下, 用了 哪些技术？ 【项目】
3. 堆栈申请空间有什么区别？ 【C++】
4. 不释放空间 会导致 什么？----内存泄漏 【C++】
5. 内存泄露的检测？解决办法？了解哪些内存泄露检测工具？ 【C++】
6. 如果说有 很多的数据，现在应该使用什么数据结构来保证对这些数据操作的效率？【数据结
   构/算法】
7. 讲一下红黑树 【数据结构/算法】
8. 红黑树和 AVL 的区别？ 红黑树 最多几次旋转可以保持平衡？【数据结构/算法】
9. 你了解红黑树的旋转吗？ 【数据结构/算法】
10. 写代码， 字符串匹配， 不允许使用 C++，使用 C语言？ 【数据结构/算法】
11. 问题， 现在有大量有序数据，你能不能设计一个高效的算法，把这个有序数据随机打乱？要
    求：使用 rand 函数， 说了一个 复杂度 nlogn， 问还有没有更好的 想法，进行改进？
    【数据结构/算法】
    【某学长腾讯面经】
12. 自我介绍
13. 实习项目 【项目】
14. C++ 面向对象特性，C++ 中多态实现机制，虚继承是如何处理二义性的问题的？ 【C++】
15. 智能指针 【C++】
16. TCP三次握手、四次挥手，TCP 如何实现可看到传输？ 【网络】
17. 当三次握手第三次报文丢掉时，此时服务器端、客户端分别处于什么状态？ 【网络】
18. 为什么要等待2MSL？如果有大量的连接处于TIME_WAIT状态，有何影响？ 【网络】
19. UDP如何实现可靠传输？ 【网络】
20. mysql数据库存储引擎？B+树比B树好在哪里？数据库事务及特性 【数据库】
21. 进程间通信方式，进程和线程的区别 【操作系统】
22. 虚拟内存到物理内存如何映射的？常见的页面置换算法有哪些？ 【操作系统】
23. map，unorder_map区别和应用场景 【C++】
24. vector、list区别？ 【C++】
25. 算法题：反转单链表 【数据结构/算法】
26. 算法题：二叉树的最大路径和 【数据结构/算法】
    从校招中公司岗位的技能要求，以及学长面经总结了解到，公司在校招期间更看重学生的基础，
    最主要是：语言(至少掌握一门面向对象语言java/C++)、数据结构、操作系统、网络、数据库、
    设计模式等，而本门C++的授课内容，更注重学生的实践动手能力、工作中的应用以及笔试面试
    中的技巧，最后达到能够正常工作以及学习即可

4. 如何学习C++

学习C语言需要多多练习，学习数据结构需要多多思考，那学习C++呢？

4.1 别人怎么学？

以下引用自2010年8月号《程序员》刊登的拙文《C++强大背后》最后一段：
C++缺点之一，是相对许多语言复杂，而且难学难精。许多人说学习C语言只需一本K&R《C程序
设计语言》即可，但C++书籍却是多不胜数。我是从C进入C++，皆是靠阅读自学。在此分享一点
学习心得。个人认为，学习C++可分为4个层次：
第一个层次，C++基础 (平平常常)
挑选一本入门书籍，如《C++ Primer》、《C++大学教程》或Stroustrup撰写的经典
《C++程序设计语言》或他一年半前的新作《C++程序设计原理与实践》，而一般C++课程也
止于此，另外《C++ 标准程序库》及《The C++ Standard Library Extensions》可供参
考;
第二个层次，正确高效的使用C++ (驾轻就熟)
此层次开始必须自修，阅读过《(More)Effective C++》、《(More)Exceptional C++》、
《Effective STL》及《C++编程规范》等，才适宜踏入专业C++开发之路;
第三个层次，深入解读C++ (出神入化)
关于全局问题可读《深入探索C++对象模型》、《Imperfect C++》、《C++沉思录》、
《STL源码剖析》，要挑战智商，可看关于模版及模版元编程的书籍如《C++
Templates》、《C++设计新思维》、《C++模版元编程》;
第四个层次，研究C++ (返璞归真)
阅读《C++语言的设计和演化》、《编程的本质》(含STL设计背后的数学根基)、C++标准文
件《ISO/IEC 14882:2003》、C++标准委员会的提案书和报告书、关于C++的学术文献。由
于我主要是应用C++，大约只停留于第二、三个层次。然而，C++只是软件开发的一环而
已，单凭语言并不能应付业务和工程上的问题。建议读者不要强求几年内“彻底学会C++的知
识”，到达第二层左右便从工作实战中汲取经验，有兴趣才慢慢继续学习更高层次的知识。
虽然学习C++有难度，但也是相当有趣且有满足感的
如何学好C++
如果题主认为的「精通」是指上述所指的第二层次，那么我估计一年全职时间也未足够「精
通」。首先，阅读这些书籍本身也需要不少时间，而且对于一般人来说（指除了一些学习记忆能
力超强的人），很可能需要阅读几遍才能记住一些细节。另外，阅读后必须要练习。除了入门的
习题外，还需要做一些工程向的项目，才能了解各种语法、编程范式的使用方法及时机，理想地
建议参与一些开源项目。然而，学习是需要不断思考并把结果沉淀，方法包括与朋友讨论、写博
客、写知乎答案等，这些都需要时间

建议不要把「精通C++」作为一个一年目标，应该要把学习语言作为一个持续的过程，同时要把
语言运用在具体的应用场合中
21天学会C++
编程能力和编程年龄

4.2 自己怎么学

多总结

1. 写博客
   经常写博客不仅可以记录自己学习的历程，知识点的认识，更是复习的一把神兵利器
2. 中后期画思维导图总结
   
   画思维导图软件比如：xmind、imindmap等
   常看书
   合理的看书安排，切记贪，缓缓图之，否则容易走火入魔
3. 初窥门径
4. 
5. 
6. 入门阶段，找一本简单、薄一点的书快速入门，《C++程序设计》就挺适合的，可以简
   单快速了解C++的语法特性。
   潜心修行
   
   
   当C++学习过半之后，大概继承和多态学完，建议看下《Effective C++》，该书以建议
   的方式告诉你如何写出更好的C++程序，看和不看差别非常大。
   C++课程系统学完后，有时间可以看下《C++编程思想》对讲过的知识点融会贯通，该
   本书有一定深度，从原理方面对C++语法进行介绍。
   《C++ Prime》可以当成工具书对待，有不清楚的语法特性可以快速去查，建议工作之
   后可以利用闲暇时间慢慢品味下。
7. 深入浅出
   
   
   这两本书都有一定难度，如果基础知识掌握不扎实，不建议看，强烈建议好好把基础知
   识打扎实。
   《STL源码剖析》将六大组件逐一剖析，看完之后对STL的设计框架以及内部实现原理
   有更深的认识，面试时可以游刃有余和面试官交锋。
   《深度探索C++对象模型》会让你对C++语法设计原理有更深层次的认识，有些疑惑的
   知识点看完之后里面就清晰了。
   勤刷题
8. 牛客网
   牛客官网
9. leetcode
   力扣官网

5. 关于本门课程

本门课程不仅仅是C++语法的学习，我们的目标是让大家如何高效的正常工作，因此本门课程涉
及到以下内容：
C++的基本语法
STL库
高阶的数据结构
C++不仅仅是一门语言，更是一种生活哲学，在以后的工作之余还需要大家继续挖掘……