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C++的介绍与认识

目录

前言

1.什么是C++

2.C++的发展历史

3.C++参考文档

4.C++重要性

4.1C++特点

4.2编程语言排行榜

4.3 C++的应用领域

5.C++学习指南

1. 基础知识

2. 面向对象编程(OOP)

3. 泛型编程

4. 标准库(STL)

结束语

前言

学习了C语言的知识,今天小编将进军C++的知识,本篇博客可能略微枯燥,主要是对C++的相关介绍和认识,以及学习路线,下节将正式进入C++的学习。

1.什么是C++

C++起源于C语言,但通过引入面向对象编程(OOP)和泛型编程的特性,使其功能更为丰富和灵活。它被广泛应用于系统/应用程序开发、游戏开发、嵌入式系统等领域,因其性能优越和可扩展性而受到程序员的青睐。

2.C++的发展历史

C++的起源可以追溯到1979年,当时Bjarne Stroustrup(本贾尼·斯特劳斯特卢普,这个翻译的名字不同的地方可能有差异)在贝尔实验室从事计算机科学和软件工程的研究工作。面对项目中复杂的软件开发任务,特别是模拟和操作系统的开发工作,他感受到了现有语言(如C语言)在表达能力、可维护性和可扩展性方面的不足。
1983年,Bjarne Stroustrup在C语言的基础上添加了面向对象编程的特性,设计出了C++语言的雏形,此时的C++已经有了类、封装、继承等核心概念,为后来的面向对象编程奠定了基础。这一年该语言被 正式命名为C++。
在随后的几年中,C++在学术界和工业界的应用逐渐增多。一些大学和研究所开始将C++作为教学和研 究的首选语言,而一些公司也开始在产品开发中尝试使用C++。这一时期,C++的标准库和模板等特性 也得到了进一步的完善和发展。
C++的标准化⼯作于1989年开始,并成立了一个ANSI和ISO(International Standards
Organization)国际标准化组织的联合标准化委员会。1994年标准化委员会提出了第一个标准化
案。在该草案中,委员会在保持斯特劳斯特卢普最初定义的所有特征的同时,还增加了部分新特征。
在完成C++标准化的第一个草案后不久,STL(Standard Template Library)是惠普实验室开发的一系 列软件的统称。它是AlexanderStepanov、Meng Lee和David R Musser在惠普实验室工作时所开发出来的。在通过了标准化第一个草案之后,联合标准化委员会投票并通过了将STL包含到C++标准中的提议。STL对C++的扩展超出C++的最初定义范围。虽然在标准中增加STL是个很重要的决定,但也因此延缓了C++标准化的进程。
1997年11月14日,联合标准化委员会通过了该标准的最终草案。1998年,C++的ANSI/IS0标准被投入使用。
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3.C++参考文档

https://legacy.cplusplus.com/reference/
https://zh.cppreference.com/w/cpp
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,可以结合着使用。

4.C++重要性

C++是一种具有广泛应用和深远影响的编程语言,无论是系统开发、游戏编程、还是嵌入式系统,C++都发挥着至关重要的作用。

4.1C++特点

1. 高性能和效率
C++的一个显著特点是其高性能和高效性。通过直接访问硬件和内存,C++允许开发者编写优化的代码,从而实现出色的运行速度和资源管理。这使得C++在需要高性能计算的领域中,如游戏开发、图形渲染和科学计算,成为首选的编程语言。
2. 面向对象编程
C++引入了面向对象编程(OOP)的概念,包括类、继承和多态性。这使得开发者可以通过抽象和封装来提高代码的可维护性和可扩展性。面向对象编程使得复杂系统的设计和实现变得更加直观和模块化。
3. 泛型编程和模板
C++的模板机制允许编写泛型代码,这不仅提高了代码的复用性和灵活性,还减少了冗余代码的编写。通过模板,开发者可以创建通用的数据结构和算法,从而提高开发效率和代码质量。
4. 标准库(STL)
C++标准库(STL)提供了丰富的工具集,包括各种容器(如vector、map、set)和算法(如排序、查找)。STL极大地简化了数据管理和操作,使开发者能够专注于核心业务逻辑,而无需从头实现复杂的数据结构和算法。
5. 广泛的应用领域
C++在多个领域中都有着广泛的应用:
系统编程:由于其高效性,C++常用于操作系统、驱动程序和底层系统组件的开发。
游戏开发:C++的高性能和强大的图形处理能力使其成为游戏引擎开发的首选语言,如Unreal Engine和Unity。
嵌入式系统:C++的灵活性和低级硬件访问能力使其适用于嵌入式系统和物联网设备的开发。 - ** 金融工程:在高频交易和金融建模中,C++因其高性能和可靠性被广泛使用。
6. 社区和生态系统
C++拥有一个庞大的开发者社区和丰富的生态系统。从开源库和框架,到在线资源和教程,C++开发者可以轻松找到所需的支持和工具。这种强大的社区支持使得C++在现代编程语言中保持了持久的生命力和创新力。

4.2编程语言排行榜

TIOBE排⾏榜是根据互联网上有经验的程序员、课程和第三方厂商的数量,并使用搜索引擎(如
Google、Bing、Yahoo!)以及Wikipedia、Amazon、YouTube和Baidu(百度)统计出排名数据,只是反映某个编程语言的热门程度,并不能说明一门编程语言好不好,或者一门语言所编写的代码数量多少。
2024年6月TIOBE发布的编程语言排行榜
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4.3 C++的应用领域

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。常见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客户端开发。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++图形用户界面(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、门禁系统、车载系统等等,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。如果只想准备数据训练模型,那么学会Python基本上就够了,如果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。

5.C++学习指南

1. 基础知识

在学习C++时,首先要掌握其基本语法和语义。C++继承了C语言的许多特性,如变量声明、控制流(if-else、for、while循环)、基本数据类型(例如int、double、string)等。
变量和数据类型:了解不同的数据类型和如何声明变量,以及它们在内存中的存储方式和限制。
运算符:包括算术运算符、逻辑运算符和比较运算符的使用方法。
流控制:理解条件语句(if-else)、循环语句(for、while)及其在编程中的应用。

2. 面向对象编程(OOP)

C++的一个重要特性是面向对象编程,这使得代码更易于维护、扩展和重用。
重要的OOP概念:
类与对象:学习如何定义类和创建对象,以及如何使用成员函数和数据成员。
继承与多态:掌握如何建立继承关系,派生类的定义,以及多态如何实现基类指针的多种形态。 

3. 泛型编程

泛型编程通过模板(templates)提供了一种编写通用代码的方法,使得数据结构和算法可以与数据类型无关地工作。
重要的概念包括: 函数模板和类模板:了解如何定义和使用模板,以及如何通过模板实现通用的算法和数据结构。

4. 标准库(STL)

C++标准库(STL)提供了丰富的数据结构和算法,使得开发者能够更高效地进行编程。
一些常用的STL组件包括: 容器:例如vector、map、set等,用于存储和管理数据。
算法:包括排序、查找、迭代等,能够直接应用于STL容器。 

结束语

相信通过本篇博客,大家对C++有了进一步的理解和认识,最后感谢大家的阅读与支持!!!

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