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C++
C++安装第一个程序分步指南官方文档与参考资料讨论评论

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编程语言 · 1985 年发布

C++

C++ 是一门编译型语言,在 C 的性能与硬件控制能力之上加入类、模板和 RAII 等抽象,广泛用于游戏引擎、系统软件等领域。

开始阅读指南讨论

C++ 是一门通用编程语言,最初由 Bjarne Stroustrup 在贝尔实验室以“C with Classes”之名开发。它在很大程度上兼容 C,并增加了类、模板、异常和运算符重载等特性,如今由 ISO 委员会(WG21)负责维护标准。自 C++11 起,大约每三年发布一个新标准;经过 C++17 和 C++20,一种更安全、表达力更强的写法——“现代 C++”——已经成为主流。

C++ 的优势在于需要精细控制性能和内存布局的场景,例如游戏引擎、浏览器、数据库、编译器、金融交易系统和嵌入式设备,这些软件对延迟和资源占用都很敏感。得益于“零开销”原则(不为用不到的特性付出代价),开发者可以使用高层抽象,同时获得接近手写机器码的效率。

入门时,建议先为自己的系统安装编译器(Windows 用 Visual Studio 自带的 MSVC,macOS 用 Xcode 命令行工具中的 Clang,Linux 用 g++),然后亲手编译几个小程序。学习语法可以参考 learncpp.com 这类入门教程,查阅标准库则可以使用 cppreference.com。从一开始就养成使用 std::vector、std::string 和智能指针的习惯,可以避免大部分手动管理内存带来的错误。

特点

零开销抽象

类、模板和内联函数等抽象会被编译成接近手写底层代码的机器码,没有用到的特性不会带来额外开销。

RAII 与确定性资源管理

对象离开作用域时会自动调用析构函数,因此无需垃圾回收器,也能以可预测的方式释放内存、文件和锁等资源。

模板与标准库

模板让你编写与类型无关的通用代码,标准库则提供久经考验的容器、算法、字符串和线程工具。

多范式与持续标准化

可以混合使用过程式、面向对象、泛型和函数式风格,标准本身也在不断演进,例如 C++20 引入的概念(concepts)和范围(ranges)。

适用场景

  • 游戏引擎与实时图形
  • 浏览器、数据库等大型系统软件
  • 嵌入式与操作系统级编程
  • 高性能计算与金融交易系统

安装

  1. 1

    安装编译器

    在 Windows 上安装 Visual Studio,并勾选“使用 C++ 的桌面开发”工作负载,即可获得 MSVC 编译器。在 macOS 上,在终端运行 xcode-select --install 安装 Xcode 命令行工具(Clang)。在 Debian 或 Ubuntu 上,用下面的命令安装 g++ 和 CMake。

    sudo apt install build-essential cmake
  2. 2

    验证安装

    打开一个新终端,确认编译器能输出版本号。在 macOS 上,g++ 命令实际指向 Apple Clang。在 Windows 上,打开“Developer Command Prompt for VS”并运行 cl,即可查看 MSVC 版本。

    g++ --version
  3. 3

    构建第一个程序

    以 C++20 标准并开启警告选项编译 hello.cpp,然后运行它。在 Windows 上使用 MSVC 时,用 cl /EHsc /std:c++20 hello.cpp 编译,再运行 hello.exe。

    g++ -std=c++20 -Wall -Wextra -o hello hello.cpp && ./hello

第一个程序

输出 Hello, world!

#include <iostream> 引入标准输入输出库。main 函数是程序的入口,用 << 运算符把字符串送给 std::cout,就会显示在屏幕上。return 0 告诉操作系统程序已正常结束。给 g++ 加上 -std=c++20 即按 C++20 标准编译,然后运行生成的 hello 程序。

hello.cpp

#include <iostream>

int main() {
    std::cout << "Hello, world!\n";
    return 0;
}
g++ -std=c++20 -o hello hello.cpp && ./hello

常用工具

CMake
跨平台的构建配置工具。一个 CMakeLists.txt 就能生成 Visual Studio、Ninja 或 Make 的构建文件,是 C++ 项目事实上的标准。
Clang
基于 LLVM 的 C++ 编译器,以清晰易读的错误信息著称。配套的 clang-format 和 clang-tidy 可用于代码格式化和静态分析。
GDB
GNU 项目的调试器。可以设置断点、查看变量、逐行执行代码,找出程序出错的位置。
vcpkg
微软开发的开源 C++ 包管理器。它负责下载并构建第三方库,并能轻松接入 CMake 项目。

分步指南

共六章,带你从安装一步步了解 C++ 的核心概念。

  1. Getting Started英语
  2. Syntax Basics英语
  3. Types and Data英语
  4. Modules and Packages英语
  5. Errors and Testing英语
  6. Key Concepts英语

官方文档与参考资料

  • 官方Standard C++ Foundation
  • 学习CMake Tutorial
  • 学习Learn C++
  • 参考cppreference.com
  • 参考C++ Core Guidelines
  • 参考Microsoft C++, C, and Assembler documentation
  • 参考GCC online documentation
  • 参考Clang Documentation

讨论

发起讨论

在这里提问、分享经验,交流关于 C++ 的看法。

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本页目录

  1. 特点
  2. 适用场景
  3. 安装
  4. 第一个程序
  5. 常用工具
  6. 分步指南
  7. 官方文档与参考资料
  8. 讨论
  9. 评论

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