C++從入門到精通

一、C++基礎語法

C++是一種多範式的編程語言，支持面向過程、面向對象、泛型等多種編程範式。下面我們從基本語法和常用數據類型入手，來詳細闡述C++的入門內容。

1. C++的基本語法

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    // 這是一個注釋，不會影響程序運行
    cout <<"Hello world!"<< endl;
    return 0;
}

2. 常用數據類型

int a = 10;
double b = 3.14;
char c = 'a';
bool d = true;

3. 流程控制語句

int a = 10;
if (a > 5) {
    cout <<"a is greater than 5"<< endl;
} else {
    cout <<"a is less than or equal to 5"<< endl;
}
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    cout <<i< 0) {
    cout <<a<<"\t";
    a--;
}

二、面向對象編程

面向對象是C++的最大特色，C++中支持類、對象、繼承、多態等重要的面向對象概念。下面我們以一個計算器程序為例，來詳細介紹面向對象的用法。

1. 類和對象

class Calculator {
public:
    int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }
    int minus(int a, int b) {
        return a - b;
    }
};
int main() {
    Calculator calc;
    int a = 10, b = 5;
    cout <<"a + b = "<< calc.add(a, b)<< endl;
    cout <<"a - b = "<< calc.minus(a, b)<< endl;
    return 0;
}

2. 繼承和多態

class Animal {
public:
    virtual void sound() = 0;
};
class Dog : public Animal {
public:
    virtual void sound() {
        cout <<"Wang Wang!"<< endl;
    }
};
class Cat : public Animal {
public:
    virtual void sound() {
        cout <<"Miao Miao!"<sound();
    pAnimal = new Cat();
    pAnimal->sound();
    return 0;
}

三、C++ STL

STL（Standard Template Library）是C++的標準庫，包含了常用的容器、算法和迭代器等。STL提供了封裝性、泛型性和可移植性，是C++編程中不可或缺的部分。

1. 容器

#include <vector>
vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
    cout <<*it<<"\t";
}

2. 算法

#include <algorithm>
vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
cout <<"sum: "<< accumulate(v.begin(), v.end(), 0)<< endl;
reverse(v.begin(), v.end());
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
    cout <<*it<<"\t";
}

四、高級特性

除了基本語法、面向對象和STL，C++還有一些高級特性值得我們深入學習，如Lambda表達式、多線程編程和常用的異常處理等。

1. Lambda表達式

int main() {
    int a = 10;
    auto f = [a](int b) -> int {
        return a + b;
    };
    cout <<f(20)<< endl;
    return 0;
}

2. 多線程編程

#include <thread>
void print(int x) {
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        cout <<x<<"\t";
    }
}
int main() {
    thread t1(print, 1);
    thread t2(print, 2);
    t1.join();
    t2.join();
    return 0;
}

3. 異常處理

int main() {
    try {
        int a = 10, b = 0;
        if (b == 0) {
            throw "divide by zero";
        }
        cout <<a/b<< endl;
    } catch (const char* msg) {
        cout <<"Exception caught: "<< msg<< endl;
    }
    return 0;
}

參考文獻：

– 參考教材：C++ Primer Plus, 6th Edition.