编程在线教程C++ 教程

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C++ 教程

从指针内存到 STL、并发、模板元，覆盖 64 篇深度教程

入门基础

C++ 简介

了解 C++ 语言特点、与 C 的关系、编译型语言的优势

环境搭建：安装 g++ 与 IDE

Windows/macOS/Linux 安装 g++、VS Code 配置 C++ 开发环境、第一个编译运行

Hello World 与编译

第一个 C++ 程序、g++ 编译、main 函数、命名空间 std

输入输出流 cout/cin

掌握 cout 输出、cin 输入、格式化输出、iomanip

变量与类型

auto 自动推导、const/constexpr、类型转换、初始化方式

运算符

算术/关系/逻辑/位运算符、自增自减、优先级

开发工具：CMake 与调试器

CMake 构建系统入门、gdb 调试 C++ 程序、VS Code 调试配置

控制流程

条件判断 if-else

if/else if/else、三目运算符、= vs == 陷阱

switch 语句

switch/case/default、fall-through 机制、范围 case

循环与 range-for

for/while/do-while、C++11 范围 for( : )、break/continue

数组与字符串

数组与 std::array

C 风格数组、std::array 安全封装、多维数组

std::string

string 拼接/查找/替换、与 C 字符串互转、string_view

字符串处理

子串 substr、查找 find、转换 stoi/to_string、字符判断

字符串流 stringstream

istringstream/ostringstream 格式化、分割字符串、类型转换

函数与引用

函数基础与重载

函数定义/声明、返回值、函数重载（同名不同参）

引用 &

左值引用、引用 vs 指针、const 引用、引用做参数

默认参数与函数重载

默认实参规则、重载与默认参数的抉择、重载决议

内联函数与 constexpr

inline 优化、constexpr 编译期计算、static_assert

指针与内存

指针与 nullptr

指针基础、& 和 *、nullptr(C++11)、void* vs typed pointer

new/delete 动态内存

new/delete 替代 malloc/free、new[] 数组分配、定位 new

智能指针

unique_ptr 独占、shared_ptr 共享、weak_ptr 弱引用、make_unique/make_shared

RAII 资源管理

资源获取即初始化、析构函数自动释放、锁守卫 lock_guard

面向对象

类与对象

class 定义、public/private 访问控制、成员函数、this 指针

构造与析构

构造函数重载、初始化列表、析构函数、拷贝构造、=delete

继承

public/protected/private 继承、重写、final/override、多继承

多态与虚函数

virtual 虚函数、vtable 原理、纯虚函数/抽象类、dynamic_cast

运算符重载

重载 +-*/、<< 输出、[] 下标、= 赋值、前置/后置 ++

友元与静态成员

friend 函数/类、static 成员变量/函数、类内常量

模板与 STL

模板基础

函数模板、类模板、typename vs class、模板特化

std::vector 动态数组

push_back/emplace_back、reserve/size、遍历删除、性能陷阱

std::map 与 std::set

map 键值对、set 集合、unordered_map/set 哈希版本、自定义比较

STL 算法

sort/find/count/transform/copy_if、lambda 配合算法

迭代器

begin/end、五种迭代器类别、自定义迭代器、反向迭代器

现代 C++

Lambda 表达式

lambda 语法、捕获列表 [=] [&]、泛型 lambda、闭包

异常处理

try/catch/throw、标准异常类、noexcept、RAII 保证

移动语义与右值引用

左值/右值、std::move、移动构造/赋值、完美转发 forward

C++ 最佳实践

现代 C++ 编码规范、const 正确性、避免裸指针、RAII 原则

并发与模板进阶

多线程 std::thread

std::thread 创建/join/detach、数据竞争、线程ID

互斥锁与原子操作

std::mutex/lock_guard、std::atomic、内存序、死锁避免

模板元编程入门

编译期计算 factorial、SFINAE、enable_if、类型萃取 traits

C++20 Concepts 概念

concept 定义约束、requires 子句、标准概念库、错误提示改善

C++20 Ranges 范围库

ranges::filter/transform、管道操作符 |、视图适配器

C++20 协程入门

co_await/co_yield/co_return、生成器模式、异步任务

STL 算法深入

heap 堆操作、permutation 排列、partition 分区、numeric 数值

STL 容器深入

std::optional 与 std::variant

optional 表达可能无值、variant 类型安全联合体、std::any

std::span 视图

span 不拥有数据的数组视图、连续内存抽象、替代指针+长度

std::string_view

零拷贝字符串视图、substr 高效、与 string/char* 互操作

适配器与有序容器

stack/queue/priority_queue 适配器、set/map 红黑树原理、自定义比较器

内存管理进阶

智能指针深入

make_unique/make_shared 优势、自定义删除器、enable_shared_from_this

分配器与内存池

std::allocator 定制、placement new、简易内存池实现

Sanitizer 内存检测

AddressSanitizer 检测越界/UAF、UndefinedSanitizer、LeakSanitizer

模板深入

变参模板与折叠表达式

typename... Args 参数包、sizeof... 编译期计数、C++17 折叠表达式

类型萃取深入

type_traits 完整使用、SFINAE 实际场景、void_t 技巧、检测成员函数

Policy-Based 设计

策略模板参数组合行为、std::char_traits 定制、CRTP 静态多态

并发深入

std::future 与 std::promise

future 获取异步结果、promise 设置值、packaged_task、async 启动

条件变量与同步模式

condition_variable 等待通知、生产者消费者、虚假唤醒、notify_all

工程与工具

CMake 进阶

target 现代用法、FetchContent 下载依赖、CPack 打包、presets

Google Test 单元测试

gtest 断言/期望、TEST_F 夹具、参数化测试、Mock 模拟

std::filesystem 文件系统

path 路径操作、directory_iterator 遍历、文件属性、跨平台路径

C++20/23 与惯用法

std::format 格式化

format 替代 printf/sprintf、占位符 {}、格式说明、chrono 时间格式化

std::expected 错误处理

expected 替代异常、and_then/or_else 链式、monadic 操作

PIMPL 编译防火墙

隐藏实现细节、减少编译依赖、ABI 稳定、unique_ptr 实现

类型擦除

std::function 原理、AnyIterator 实现、虚函数+模板结合

C++20 Modules 模块

import/export 替代 #include、模块分区、编译速度提升