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第1章 绪论 1

1.1 C＋＋简史 1

1.1.1 与C语言的关系 1

1.1.2 C＋＋的优点 1

1.1.3 C＋＋标准的发展历程 2

1.1.4 哪些人使用C＋＋程序 2

1.2 编写C＋＋应用程序 2

1.2.1 生成可执行文件的步骤 2

1.2.2 分析并修复错误 2

1.2.3 集成开发环境 3

1.2.4 编写第一个C＋＋应用程序 3

1.2.5 生成并执行第一个C＋＋应用程序 4

1.2.6 理解编译错误 5

1.3 C＋＋新增的功能 5

1.4 总结 5

1.5 问与答 6

1.6 作业 6

1.6.1 测验 6

1.6.2 练习 6

第2章 C＋＋程序的组成部分 8

2.1 Hello World程序的组成部分 8

2.1.1 预处理器编译指令＃include 9

2.1.2 程序的主体——main() 9

2.1.3 返回值 10

2.2 名称空间的概念 10

2.3 C＋＋代码中的注释 11

2.4 C＋＋函数 12

2.5 使用std::cin和std::cout执行基本输入输出操作 14

2.6 总结 15

2.7 问与答 15

2.8 作业 15

2.8.1 测验 16

2.8.2 练习 16

第3章 使用变量和常量 17

3.1 什么是变量 17

3.1.1 内存和寻址概述 17

3.1.2 声明变量以访问和使用内存 17

3.1.3 声明并初始化多个类型相同的变量 19

3.1.4 理解变量的作用域 19

3.1.5 全局变量 20

3.1.6 命名约定 22

3.2 编译器支持的常见C＋＋变量类型 22

3.2.1 使用bool变量存储布尔值 23

3.2.2 使用char变量存储字符 23

3.2.3 有符号整数和无符号整数的概念 24

3.2.4 有符号整型short、int、long和long long 24

3.2.5 无符号整型unsigned short、unsignedint、unsigned long和unsigned long long 25

3.2.6 选择正确的数据类型以免发生溢出错误 25

3.2.7 浮点类型float和double 26

3.3 使用sizeof确定变量的长度 26

3.4 使用auto自动推断类型 28

3.5 使用typedef替换变量类型 29

3.6 什么是常量 30

3.6.1 字面常量 30

3.6.2 使用const将变量声明为常量 30

3.6.3 使用constexpr定义常量表达式 31

3.6.4 枚举 32

3.6.5 使用＃define定义常量 34

3.7 不能用作常量或变量名的关键字 34

3.8 总结 35

3.9 问与答 36

3.10 作业 37

3.10.1 测验 37

3.10.2 练习 37

第4章 管理数组和字符串 38

4.1 什么是数组 38

4.1.1 为何需要数组 38

4.1.2 声明和初始化静态数组 39

4.1.3 数组中的数据是如何存储的 39

4.1.4 访问存储在数组中的数据 40

4.1.5 修改存储在数组中的数据 41

4.2 多维数组 43

4.2.1 声明和初始化多维数组 44

4.2.2 访问多维数组中的元素 44

4.3 动态数组 45

4.4 C风格字符串 46

4.5 C＋＋字符串：使用std::strng 48

4.6 总结 50

4.7 问与答 50

4.8 作业 50

4.8.1 测验 51

4.8.2 练习 51

第5章 使用表达式、语句和运算符 52

5.1 语句 52

5.2 复合语句（语句块） 53

5.3 使用运算符 53

5.3.1 赋值运算符（＝） 53

5.3.2 理解左值和右值 53

5.3.3 加法运算符（＋）、减法运算符（－）、乘法运算符（＊）、除法运算符（／）和求模运算符（％） 53

5.3.4 递增运算符（＋＋）和递减运算符（－－） 54

5.3.5 前缀还是后缀 55

5.3.6 相等运算符（＝＝）和不等运算符（！＝） 56

5.3.7 关系运算符 56

5.3.8 逻辑运算NOT、AND、OR和XOR 58

5.3.9 使用C＋＋逻辑运算NOT（！）、AND（＆＆）和OR（｜｜） 59

5.3.10 按位运算符NOT（～）、AND（＆）、OR（｜）和XOR（＾） 63

5.3.11 按位右移运算符（＞＞）和左移运算符（＜＜） 64

5.3.12 复合赋值运算符 65

5.3.13 使用运算符sizeof确定变量占用的内存量 67

5.3.14 运算符优先级 68

5.4 总结 69

5.5 问与答 69

5.6 作业 70

5.6.1 测验 70

5.6.2 练习 70

第6章 控制程序流程 71

6.1 使用if...else有条件地执行 71

6.1.1 使用if...else进行条件编程 72

6.1.2 有条件地执行多条语句 73

6.1.3 嵌套if语句 74

6.1.4 使用switch-case进行条件处理 77

6.1.5 使用运算符？:进行条件处理 80

6.2 在循环中执行代码 81

6.2.1 不成熟的goto循环 81

6.2.2 while循环 83

6.2.3 do...while循环 84

6.2.4 for循环 86

6.2.5 基于范围的for循环 88

6.3 使用continue和break修改循环的行为 90

6.3.1 不结束的循环——无限循环 90

6.3.2 控制无限循环 91

6.4 编写嵌套循环 93

6.4.1 使用嵌套循环遍历多维数组 94

6.4.2 使用嵌套循环计算斐波纳契数列 95

6.5 总结 96

6.6 问与答 96

6.7 作业 97

6.7.1 测验 97

6.7.2 练习 97

第7章 使用函数组织代码 99

7.1 为何需要函数 99

7.1.1 函数原型是什么 100

7.1.2 函数定义是什么 101

7.1.3 函数调用和实参是什么 101

7.1.4 编写接受多个参数的函数 101

7.1.5 编写没有参数和返回值的函数 103

7.1.6 带默认值的函数参数 103

7.1.7 递归函数——调用自己的函数 105

7.1.8 包含多条return语句的函数 106

7.2 使用函数处理不同类型的数据 107

7.2.1 函数重载 107

7.2.2 将数组传递给函数 109

7.2.3 按引用传递参数 110

7.3 微处理器如何处理函数调用 111

7.3.1 内联函数 112

7.3.2 自动推断返回类型 113

7.3.3 lambda函数 114

7.4 总结 115

7.5 问与答 116

7.6 作业 116

7.6.1 测验 116

7.6.2 练习 116

第8章 阐述指针和引用 118

8.1 什么是指针 118

8.1.1 声明指针 119

8.1.2 使用引用运算符（＆）获取变量的地址 119

8.1.3 使用指针存储地址 120

8.1.4 使用解除引用运算符（＊）访问指向的数据 122

8.1.5 将sizeof()用于指针的结果 124

8.2 动态内存分配 125

8.2.1 使用new和delete动态地分配和释放内存 125

8.2.2 将递增和递减运算符（＋＋和－－）用于指针的结果 127

8.2.3 将关键字const用于指针 129

8.2.4 将指针传递给函数 130

8.2.5 数组和指针的类似之处 131

8.3 使用指针时常犯的编程错误 133

8.3.1 内存泄露 133

8.3.2 指针指向无效的内存单元 133

8.3.3 悬浮指针（也叫迷途或失控指针） 134

8.3.4 检查使用new发出的分配请求是否得到满足 135

8.4 指针编程最佳实践 137

8.5 引用是什么 137

8.5.1 是什么让引用很有用 138

8.5.2 将关键字const用于引用 139

8.5.3 按引用向函数传递参数 140

8.6 总结 140

8.7 问与答 141

8.8 作业 142

8.8.1 测验 142

8.8.2 练习 142

第9章 类和对象 144

9.1 类和对象 144

9.1.1 声明类 145

9.1.2 作为类实例的对象 145

9.1.3 使用句点运算符访问成员 146

9.1.4 使用指针运算符（－＞）访问成员 146

9.2 关键字public和private 147

9.3 构造函数 150

9.3.1 声明和实现构造函数 150

9.3.2 何时及如何使用构造函数 151

9.3.3 重载构造函数 152

9.3.4 没有默认构造函数的类 154

9.3.5 带默认值的构造函数参数 155

9.3.6 包含初始化列表的构造函数 156

9.4 析构函数 157

9.4.1 声明和实现析构函数 157

9.4.2 何时及如何使用析构函数 158

9.5 复制构造函数 160

9.5.1 浅复制及其存在的问题 160

9.5.2 使用复制构造函数确保深复制 162

9.5.3 有助于改善性能的移动构造函数 166

9.6 构造函数和析构函数的其他用途 166

9.6.1 不允许复制的类 167

9.6.2 只能有一个实例的单例类 167

9.6.3 禁止在栈中实例化的类 169

9.6.4 使用构造函数进行类型转换 171

9.7 this指针 172

9.8 将sizeof()用于类 173

9.9 结构不同于类的地方 175

9.10 声明友元 176

9.11 共用体：一种特殊的数据存储机制 178

9.11.1 声明共用体 178

9.11.2 在什么情况下使用共用体 178

9.12 对类和结构使用聚合初始化 180

9.13 总结 183

9.14 问与答 183

9.15 作业 184

9.15.1 测验 184

9.15.2 练习 184

第10章 实现继承 185

10.1 继承基础 185

10.1.1 继承和派生 186

10.1.2 C＋＋派生语法 186

10.1.3 访问限定符protected 188

10.1.4 基类初始化——向基类传递参数 190

10.1.5 在派生类中覆盖基类的方法 192

10.1.6 调用基类中被覆盖的方法 194

10.1.7 在派生类中调用基类的方法 194

10.1.8 在派生类中隐藏基类的方法 196

10.1.9 构造顺序 198

10.1.10 析构顺序 198

10.2 私有继承 200

10.3 保护继承 202

10.4 切除问题 205

10.5 多继承 205

10.6 使用final禁止继承 207

10.7 总结 208

10.8 问与答 208

10.9 作业 208

10.9.1 测验 208

10.9.2 练习 209

第11章 多态 210

11.1 多态基础 210

11.1.1 为何需要多态行为 210

11.1.2 使用虚函数实现多态行为 212

11.1.3 为何需要虚构造函数 213

11.1.4 虚函数的工作原理——理解虚函数表 217

11.1.5 抽象基类和纯虚函数 220

11.2 使用虚继承解决菱形问题 222

11.3 表明覆盖意图的限定符override 225

11.4 使用final来禁止覆盖函数 226

11.5 可将复制构造函数声明为虚函数吗 227

11.6 总结 230

11.7 问与答 230

11.8 作业 231

11.8.1 测验 231

11.8.2 练习 231

第12章 运算符类型与运算符重载 232

12.1 C＋＋运算符 232

12.2 单目运算符 233

12.2.1 单目运算符的类型 233

12.2.2 单目递增与单目递减运算符 234

12.2.3 转换运算符 236

12.2.4 解除引用运算符（＊）和成员选择运算符（－＞） 238

12.3 双目运算符 239

12.3.1 双目运算符的类型 240

12.3.2 双目加法与双目减法运算符 240

12.3.3 实现运算符＋＝与－＝ 242

12.3.4 重载等于运算符（＝＝）和不等运算符（！＝） 243

12.3.5 重载运算符＜、＞、＜＝和＞＝ 245

12.3.6 重载复制赋值运算符（＝） 248

12.3.7 下标运算符 250

12.4 函数运算符operator() 253

12.5 用于高性能编程的移动构造函数和移动赋值运算符 254

12.5.1 不必要的复制带来的问题 254

12.5.2 声明移动构造函数和移动赋值运算符 254

12.6 用户定义的字面量 258

12.7 不能重载的运算符 260

12.8 总结 261

12.9 问与答 261

12.10 作业 261

12.10.1 测验 261

12.10.2 练习 261

第13章 类型转换运算符 262

13.1 为何需要类型转换 262

13.2 为何有些C＋＋程序员不喜欢C风格类型转换 263

13.3 C＋＋类型转换运算符 263

13.3.1 使用static cast 263

13.3.2 使用dynamic cast和运行阶段类型识别 264

13.3.3 使用reinterpret_cast 267

13.3.4 使用const_cast 267

13.4 C＋＋类型转换运算符存在的问题 268

13.5 总结 269

13.6 问与答 269

13.7 作业 270

13.7.1 测验 270

13.7.2 练习 270

第14章 宏和模板简介 271

14.1 预处理器与编译器 271

14.2 使用＃define定义常量 271

14.3 使用＃define编写宏函数 274

14.3.1 为什么要使用括号 276

14.3.2 使用assert宏验证表达式 276

14.3.3 使用宏函数的优点和缺点 277

14.4 模板简介 278

14.4.1 模板声明语法 278

14.4.2 各种类型的模板声明 279

14.4.3 模板函数 279

14.4.4 模板与类型安全 281

14.4.5 模板类 281

14.4.6 声明包含多个参数的模板 282

14.4.7 声明包含默认参数的模板 283

14.4.8 一个模板示例 283

14.4.9 模板的实例化和具体化 284

14.4.10 模板类和静态成员 286

14.4.11 参数数量可变的模板 287

14.4.12 使用static assert执行编译阶段检查 290

14.4.13 在实际C＋＋编程中使用模板 290

14.5 总结 291

14.6 问与答 291

14.7 作业 291

14.7.1 测验 291

14.7.2 练习 292

第15章 标准模板库简介 293

15.1 STL容器 293

15.1.1 顺序容器 293

15.1.2 关联容器 294

15.1.3 容器适配器 294

15.2 STL迭代器 295

15.3 STL算法 295

15.4 使用迭代器在容器和算法之间交互 295

15.5 选择正确的容器 297

15.6 STL字符串类 298

15.7 总结 298

15.8 问与答 299

15.9 作业 299

第16章 STL string类 300

16.1 为何需要字符串操作类 300

16.2 使用STL string类 301

16.2.1 实例化和复制STL string 301

16.2.2 访问std::string的字符内容 303

16.2.3 拼接字符串 305

16.2.4 在string中查找字符或子字符串 306

16.2.5 截短STL string 307

16.2.6 字符串反转 309

16.2.7 字符串的大小写转换 310

16.3 基于模板的STL string实现 311

16.4 总结 312

16.5 问与答 312

16.6 作业 313

16.6.1 测验 313

16.6.2 练习 313

第17章 STL动态数组类 314

17.1 std::vector的特点 314

17.2 典型的vector操作 314

17.2.1 实例化vector 314

17.2.2 使用push_back()在末尾插入元素 316

17.2.3 列表初始化 317

17.2.4 使用insert()在指定位置插入元素 317

17.2.5 使用数组语法访问vector中的元素 319

17.2.6 使用指针语法访问vector中的元素 320

17.2.7 删除vector中的元素 321

17.3 理解大小和容量 322

17.4 STL deque类 324

17.5 总结 326

17.6 问与答 326

17.7 作业 327

17.7.1 测验 327

17.7.2 练习 327

第18章 STL list和forward_list 328

18.1 std::list的特点 328

18.2 基本的list操作 328

18.2.1 实例化std::list对象 328

18.2.2 在list开头或末尾插入元素 330

18.2.3 在list中间插入元素 331

18.2.4 删除list中的元素 333

18.3 对list中的元素进行反转和排序 334

18.3.1 使用list::reverse()反转元素的排列顺序 334

18.3.2 对元素进行排序 335

18.3.3 对包含对象的list进行排序以及删除其中的元素 337

18.3.4 C＋＋11引入的std::forward list 340

18.4 总结 341

18.5 问与答 342

18.6 作业 342

18.6.1 测验 342

18.6.2 练习 342

第19章 STL集合类 343

19.1 简介 343

19.2 STL set和multiset的基本操作 344

19.2.1 实例化std::set对象 344

19.2.2 在set或multiset中插入元素 345

19.2.3 在STLset或multiset中查找元素 347

19.2.4 删除STL set或multiset中的元素 348

19.3 使用STL set和multiset的优缺点 352

19.4 总结 354

19.5 问与答 355

19.6 作业 355

19.6.1 测验 355

19.6.2 练习 355

第20章 STL映射类 356

20.1 STL映射类简介 356

20.2 STLmap和multimap的基本操作 357

20.2.1 实例化std::map和std::multimap 357

20.2.2 在STLmap或multimap中插入元素 358

20.2.3 在STLmap或multimap中查找元素 361

20.2.4 在STL multimap中查找元素 363

20.2.5 删除STLmap或multimap中的元素 363

20.3 提供自定义的排序谓词 365

20.4 基于散列表的STL键-值对容器 368

20.4.1 散列表的工作原理 368

20.4.2 使用unordered_map和unordered_multimap 368

20.5 总结 372

20.6 问与答 372

20.7 作业 372

20.7.1 测验 373

20.7.2 练习 373

第21章 理解函数对象 374

21.1 函数对象与谓词的概念 374

21.2 函数对象的典型用途 374

21.2.1 一元函数 374

21.2.2 一元谓词 378

21.2.3 二元函数 380

21.2.4 二元谓词 381

21.3 总结 383

21.4 问与答 384

21.5 作业 384

21.5.1 测验 384

21.5.2 练习 384

第22章 lambda表达式 385

22.1 lambda表达式是什么 385

22.2 如何定义lambda表达式 386

22.3 一元函数对应的lambda表达式 386

22.4 一元谓词对应的lambda表达式 387

22.5 通过捕获列表接受状态变量的lambda表达式 388

22.6 lambda表达式的通用语法 390

22.7 二元函数对应的lambda表达式 391

22.8 二元谓词对应的lambda表达式 392

22.9 总结 394

22.10 问与答 394

22.11 作业 395

22.11.1 测验 395

22.11.2 练习 395

第23章 STL算法 396

23.1 什么是STL算法 396

23.2 STL算法的分类 396

23.2.1 非变序算法 396

23.2.2 变序算法 397

23.3 使用STL算法 398

23.3.1 根据值或条件查找元素 398

23.3.2 计算包含给定值或满足给定条件的元素数 400

23.3.3 在集合中搜索元素或序列 401

23.3.4 将容器中的元素初始化为指定值 403

23.3.5 使用std::generate()将元素设置为运行阶段生成的值 405

23.3.6 使用for each()处理指定范围内的元素 406

23.3.7 使用std::transform()对范围进行变换 407

23.3.8 复制和删除操作 409

23.3.9 替换值以及替换满足给定条件的元素 412

23.3.10 排序、在有序集合中搜索以及删除重复元素 413

23.3.11 将范围分区 415

23.3.12 在有序集合中插入元素 417

23.4 总结 419

23.5 问与答 419

23.6 作业 419

23.6.1 测验 420

23.6.2 练习 420

第24章 自适应容器：栈和队列 421

24.1 栈和队列的行为特征 421

24.1.1 栈 421

24.1.2 队列 422

24.2 使用STL stack类 422

24.2.1 实例化stack 422

24.2.2 stack的成员函数 423

24.2.3 使用push()和pop()在栈顶插入和删除元素 424

24.3 使用STL queue类 425

24.3.1 实例化queue 425

24.3.2 queue的成员函数 426

24.3.3 使用push()在队尾插入以及使用pop()从队首删除 427

24.4 使用STL优先级队列 428

24.4.1 实例化priority_queue类 428

24.4.2 priority_queue的成员函数 429

24.4.3 使用push()在priority_queue末尾插入以及使用pop()在priority_queue开头删除 430

24.5 总结 432

24.6 问与答 432

24.7 作业 432

24.7.1 测验 432

24.7.2 练习 432

第25章 使用STL位标志 433

25.1 bitset类 433

25.2 使用std::bitset及其成员 434

25.2.1 std:bitset的运算符 434

25.2.2 std::bitset的成员方法 435

25.3 vector＜bool＞ 437

25.3.1 实例化vector＜bool＞ 437

25.3.2 vector＜bool＞的成员函数和运算符 438

25.4 总结 439

25.5 问与答 439

25.6 作业 439

25.6.1 测验 439

25.6.2 练习 440

第26章 理解智能指针 441

26.1 什么是智能指针 441

26.1.1 常规（原始）指针存在的问题 441

26.1.2 智能指针有何帮助 442

26.2 智能指针是如何实现的 442

26.3 智能指针类型 443

26.3.1 深复制 443

26.3.2 写时复制机制 445

26.3.3 引用计数智能指针 445

26.3.4 引用链接智能指针 445

26.3.5 破坏性复制 445

26.3.6 使用std::unique_ptr 447

26.4 深受欢迎的智能指针库 449

26.5 总结 449

26.6 问与答 449

26.7 作业 450

26.7.1 测试 450

26.7.2 练习 450

第27章 使用流进行输入和输出 451

27.1 流的概述 451

27.2 重要的C＋＋流类和流对象 452

27.3 使用std::cout将指定格式的数据写入控制台 453

27.3.1 使用std::cout修改数字的显示格式 453

27.3.2 使用std::cout对齐文本和设置字段宽度 455

27.4 使用std::cin进行输入 455

27.4.1 使用std::cin将输入读取到基本类型变量中 455

27.4.2 使用std::cin:get将输入读取到char＊缓冲区中 456

27.4.3 使用std::cin将输入读取到std::string中 457

27.5 使用std::fstream处理文件 458

27.5.1 使用open()和close()打开和关闭文件 459

27.5.2 使用open()创建文本文件并使用运算符＜＜写入文本 460

27.5.3 使用open()和运算符＞＞读取文本文件 460

27.5.4 读写二进制文件 461

27.6 使用std::stringstream对字符串进行转换 463

27.7 总结 464

27.8 问与答 464

27.9 作业 465

27.9.1 测验 465

27.9.2 练习 465

第28章 异常处理 466

28.1 什么是异常 466

28.2 导致异常的原因 466

28.3 使用try和catch捕获异常 467

28.3.1 使用catch(...)处理所有异常 467

28.3.2 捕获特定类型的异常 468

28.3.3 使用throw引发特定类型的异常 469

28.4 异常处理的工作原理 470

28.4.1 std::exception类 472

28.4.2 从std::exception派生出自定义异常类 473

28.5 总结 474

28.6 问与答 474

28.7 作业 475

28.7.1 测验 475

28.7.2 练习 475

第29章 继续前行 477

29.1 当今的处理器有何不同 477

29.2 如何更好地利用多个内核 478

29.2.1 线程是什么 478

29.2.2 为何要编写多线程应用程序 479

29.2.3 线程如何交换数据 479

29.2.4 使用互斥量和信号量同步线程 480

29.2.5 多线程技术带来的问题 480

29.3 编写杰出的C＋＋代码 480

29.4 C＋＋17有望引入的新特性 481

29.4.1 支持在if和switch中进行初始化 481

29.4.2 保证复制得以避免 482

29.4.3 避免内存分配开销的std::string_view 482

29.4.4 类型安全的共用体替代品std::variant 483

29.4.5 使用ifconstexpr有条件地编译代码 483

29.4.6 改进的lambda表达式 484

29.4.7 在构造函数中使用类型自动推断功能 484

29.5 更深入地学习C＋＋ 484

29.5.1 在线文档 485

29.5.2 提供指南和帮助的社区 485

29.6 总结 485

29.7 问与答 485

29.8 作业 485

附录A 二进制和十六进制 486

A.1 十进制 486

A.2 二进制 486

A.2.1 计算机为何使用二进制 487

A.2.2 位和字节 487

A.2.3 1KB相当于多少字节 487

A.3 十六进制 487

A.4 不同进制之间的转换 488

A.4.1 通用转换步骤 488

A.4.2 从十进制转换为二进制 488

A.4.3 从十进制转换为十六进制 489

附录B C＋＋关键字 490

附录C 运算符优先级 491

附录D ASCII码 492

附录E 答案 495