引导你逐步深入学习C++

淡淡的烟草味﹌ 2022-07-21 00:19 150阅读 0赞

> 作者简介：安晓辉，程序员、技术管理者、作家、职业规划师、在行行家、分答答主，著有《Qt on Android 核心编程》、《Qt Quick核心编程》和《你好哇，程序员》，创建订阅号“程序视界”。

C++是一门古老而复杂的语言，绝不是一门可以速成的语言，学习它需要有意识的刻意练习和长时间的持续不断的磨练。而大多数人不太能耐得住寂寞，喜欢速成，所以像《21天学通C++》这种书就比较受欢迎，卖得很好。通常那些干了一两年就说自己熟悉（甚至精通） C++的程序员只能算是轻浮的。

Linux之父Linus就曾说：“C++是一门很恐怖的语言，而比它更恐怖的是很多不合格的程序员在使用着它”。

所以，要学习C++并打算将其作为自己的首选编程语言，就要做好吃十年寒窗苦的准备，要耐得住寂寞，经得起考验，最终才能举重若轻，有所成就。

也正因为此，很多人不大愿意学习C++，还会找一些理由，比如C++没落了、应用前景不广泛了作为理由。

其实C++仍然在不断发展，生命力依然旺盛，有大量的行业和不计其数的应用正在源源不断地引入C++语言，它的前景依然看好。

## C++语言的现状 ##

2015年TIOBE的编程语言排行榜，C++位列第三。

Stack Overflow 2015年的开发者调查结果中有一项是“最受欢迎的技术”，C++排名第七，而在最被爱的语言中，C++11排名第二（仅次于Swift）。

各种数据表明，C++语言依然广受欢迎和热爱。这就是它的现状。

有机构通过分析与C++语言相关的招聘信息得出的结果，使用C++语言的前三个行业是：金融、银行和游戏。接下来是Front Office、通信、电子、投行、市场、制造业、零售业。

如果你想成为开发工程师并喜欢上述行业，学习C++是不错的选择。

现在很多人还在使用C++98（这个标准距今20年了），而C++标准委员会已经在准备C++17。较新的标准C++11正在普及，主流的编译器如GCC、VS、Clang的最新版本也都较为完整的支持了C++11，加上追求卓越的C++程序员主动在产品开发中引入C++11， C++的潜能得到了很大的发挥。

## 如何学习C++语言 ##

我始终认为要系统学习一门语言，最好是跟着一本书边学边练习，快速掌握这门语言的语法和基础特性，然后就可以找小项目练手，练一练再回头来看书，往复循环，不断加深理解，慢慢就能掌握到位。

> 学习C++语言最好的教程，是C++之父Bjarne Stroustrup亲自撰写的《The C++ Programming Language (4th Edition)》，支持C++11,机械工业出版社有英文原版，分两本，第一本讲1~3部分，C++语言的基础内容，第二本是专讲第4部分，C++标准库。
> 
> 另外还有两本书，也是学习C++语言的很好选择，《C++ Primer Plus(6th Edition)》和《The C++ Standard Library: A Tutorial and Reference (2nd Edition)》，也都支持C++11 。

需要注意的是，选择（设计）练习项目时，最好能结合当前的学习进度，让自己能够完成，收获正向反馈，激励自己不断前进。只有持续的正向激励，才能让一个人顺畅的完成C++语言的学习。所以，一系列良好的练习项目很重要，既不能难度太低（没有成就感），也不可难度太高（会有挫败感），稍稍付出努力就能完成是最理想的。

一旦完成了基础语言的学习和一系列练习项目，对语言有了一些感知，就可以参与到复杂度较大的项目中来磨练自己。最好是能结合自己的工作与生活，做一些自己感兴趣的项目，兴趣是最好的老师和最强的动力，如果做的东西感兴趣，就很容易钻进去，学下来。

接下来我们聊聊成为一个能实战的C++程序员都会经历的那些事儿：

*  IDE选择
 *  C++语言
 *  系统调用
 *  第三方类库

简要来说说吧。

## IDE选择 ##

我比较喜欢的选择是Qt Creator（注意下载Qt SDK时选择mingw版本，其中自带gcc编译工具链）。而且这个选择是跨平台的，也可以在Linux、Mac OS X上使用。

Windows下还有一个不错的选择—— VS 2013或更高版本，对C++11支持还算不错（不如 gcc）。

## C++语言的学习 ##

结合C++的知识图谱，对C++语言的学习，建议顺序是这样的：

1.  基础语言
2.  类与面向对象
3.  输入输出
4.  字符串处理（类库和正则表达式）
5.  容器类库
6.  泛型算法
7.  多线程
8.  原子操作

大概过一下知识点，具体可以参考知识图谱。孟岩有一篇名为“快速掌握一个语言最常用的50%”的文章，有很强的参考意义，值得一读。对于C++语言来讲，快速熟悉1、2、3、4、5这几部分，就可以动手做一些好玩的小程序了。

基础语言

这部分要了解C++语言的基本数据类型，比如int、char、bool、unsigned int、long、float、double、long long、enum、union等等。能理解指针、引用等概念。

掌握基本的编程语法，比如表达式、运算符、函数等。关于函数，多说两句，C++里有函数对象，在标准库里广泛应用，需要了解；另外C++11支持lambda表达式（匿名函数），威力强大，建议学习。不过这两点可以稍往后放放。

主要的语言结构，比如有if-else、for、switch-case、while、do-while等。

类与面向对象

了解class的概念，了解继承、虚函数、重载、重写、多态、纯虚函数、多重继承等概念，它们是面向对象编程在语言层面的基础。

面向对象更重要的是思想，很多C系程序员一直都在用类来写过程式程序。

输入输出

要做编程练习，了解基本的输入输出操作是必须的。

C++里输入输出分C和C++两部分。C风格的printf系列函数、FILE、fopen、fread、fwrite等等或C++风格的istream、ostream、iostream、ifstream、ofstream、fstream等都可以完成输入输出操作 。

字符串处理

字符串处理是我们编程时使用频率最高的，C++里有C风格的字符串库，比如strcmp、strcpy、strstr、strchr等函数，也有更为方便和智能的字符串类，如string、wstring等，看看API，练习一下就可以掌握。

C++11为了更方便字符串处理，提供了正则表达式类库，比如regex类，regex\_match、regex\_search、regex\_replace等方法，以及regex\_iterator这个迭代器类。用起来非常方便，功能也很强大。

容器类库

常见的容器，如vector、list、map、set、queue、stack、deque、multimap、multiset等，基本可以满足日常的开发需要。C++11引入了定长数组array，具有C风格数据的特性，更有C++的便利操作；还有unordered\_set、unordered\_map等新的非排序容器，可以适应不需要排序的场景。

泛型编程

C++里的泛型算法库，用起来非常方便，比如find、find\_if、count、count\_if、search、search\_n、copy、copy\_n、copy\_if、sort、partial\_sort、binary\_search、stable\_sort等等，功能非常强大。这些算法多数基于容器和迭代器，忽略具体数据类型，使用起来稍稍有些难度，不过掌握了容器、模板、迭代器等内容后，就可以很快应用起来。

多线程和原子操作

这些都是C++11引入的类库，从此以后，C++语言本身有了并发编程的能力，非常酷。一个 thread类，三五行代码，就可以启动一个线程，简单的使用mutex和lock\_guard ，就可以完成线程间的资源同步与保护，棒极了。

## 系统调用 ##

C++语言本身只能完成独立于系统的工作，实际的产品往往是与系统紧密相关的，因此必须熟悉系统调用。常见的系统调用，有socket，窗口管理系统（GUI）、文件操作等等。推荐我认为经典的几本书，可以帮助我们系统学习。

Windows下推荐两本书，《Windows 程序设计》和《Windows 核心编程》，应用开发的话，基本有这两本就够了。Unix/Linux下也推荐两本书，《Unix 高级环境编程》和《Unix 网络编程卷1，套接字》、《Unix网络编程卷2，进程间通信》。前面我们提到socket，其实是属于网络编程的一部分，《Unix网络编程》讲到的东西，Windows和Unix/Linux都能用。

## 第三方库类库 ##

开始学习一门语言时，造轮子可以让我们快速进步，然而一旦你入了门，开始做实际的产品开发时，在稳定性、可维护性和交付期的压力下，就需要合理的利用第三方类库。

围绕C++语言的第三方类库非常多，简单列一下，仅供参考。

*  GUI：Qt、MFC、WTL、wxWidgets、DirectUI；
 *  网络：ACE、libevent、libuv、libev、 ASIO；
 *  多媒体与游戏：Skia、Cairo、SDL、AV3D、OGRE 3D、Cocos2d-x、ffmpeg、OpenH264、VLC、CxImage、CImg；
 *  XML：Xerces-C++、CMarkup、libxml++、TinyXML；
 *  科学计算：MTL、POOMA、Blitz++、CGAL。

学习和使用第三方类库，又分三个阶段（我的订阅号“程序视界”发布过一篇名为“两招让你成为牛X的T型人才”，里面有详细介绍和实例）：

1.  基础开发，主要是了解API、基于API完成应用。
2.  熟悉内核及原理，主要是了解框架的设计原理，阅读源码，洞悉内在机理。
3.  优化框架，主要是针对框架的已有功能的不足进行完善、优化，或者使用框架提供的机制扩展框架功能，或者对框架进行定制，让它适合特定情境。

有些类库功能非常丰富，比如Qt、MFC、Cocos2d-x等，单单一个类库就可以让人钻研几个月到几年，实际使用时，应当根据实际工作需要，先解决眼前的开发任务，然后设定目标、合理利用时间，沿着上面三个阶段来深入学习，培育自己的竞争力。

## 总结 ##

C++语言是一门复杂的语言，学习难度较高，学习时应当快速掌握基本知识，然后不断在项目中练习，以点带面扩展学习范围，闲暇时间有计划的在深度和广度两方面持续学习和积累。一旦形成了这样的良性循环，就可以熟练掌握C++语言及相关的类库，不断精进。