C++++（读作seeplusplus）语言是一种多范式、通用、高级编程语言，广泛应用于软件开发领域。它在C语言的基础上添加了面向对象编程（OOP）的特性，如类和对象，同时也支持过程式编程。C++具有强大的性能和灵活性，可用于开发各种应用程序，包括桌面应用、嵌入式系统、游戏开发、操作系统和大规模企业应用。C++语言的发展可以分为三个主要阶段，每个阶段都伴随着重要的特性和变革，推动了C++从一个面...
1983年，CwithClasses更名为C++，意为C语言的增值操作符。新增了虚函数、运算符重载、常量、引用等特性。这一阶段标志着C++的初步诞生和面向对象特性的引入。
2003年，C++标准委员会发布了C++03标准，它对前一标准进行了修订，纠正了一些问题并增加了新特性。然而，正是在这个时期，C++面临了来自新兴编程语言（如Java和C#）以及Web应用程序开发的挑战。
为了应对这一挑战，C++标准委员会开始着手制定更为现代和强大的C++标准。2005年，他们发布了TR1（技术报告1），引入了大量新的库组件，如智能指针、元编程工具等。
最终，C++11标准于2011年正式发布，为C++带来了革命性的变化。它引入了Lambdas、自动类型推断、智能指针、并发编程支持以及其他众多特性，使C++变得更加现代、便捷和安全。C++11标准的发布被视为C++的一次重大飞跃，为程序员提供了更强大的工具，以应对不断增长的软件复杂性。
随后，C++标准继续不断演进，包括C++14、C++17和C++20等版本，每个版本都引入了新的功能和改进，进一步丰富了C++的特性集合。其中，C++20标准在模块化、概念、协程等方面取得了显著进展，进一步提高了C++的表现力和可维护性。
C++作为一种高级编程语言，具有许多独特的语言特点，下面是C++的一些主要特点。
C++支持面向对象编程，它提供了类（class）和对象（object）的概念，以及封装、继承和多态等OOP特性。这使得C++能够更好地组织和管理复杂的代码，增加代码的可重用性和可维护性。例如，下面是一个简单的C++类示例：
C++面向对象编程
C++可以在不同的平台上编译和运行，具有良好的可移植性。它的标准库提供了大量的函数和类，可以方便地进行文件操作、字符串处理、数学运算等常见任务。
C++是一种高效的编程语言，可以直接操作内存，并且具有低级别的控制能力。它提供了指针、引用和内存管理等特性，可以实现底层的算法和数据结构。例如，使用指针可以直接操作内存地址：
使用指针可以直接操作内存地址
C++支持通过库的方式扩展语言的功能，可以使用第三方库来实现各种功能，如图形界面、网络通信、数据库连接等。以下是一个简单的C++代码示例，演示如何使用第三方库来扩展语言的功能。在这个示例中，我们将使用第三方图形界面库Qt来创建一个简单的窗口应用程序：
用第三方图形界面库Qt创建简单的窗口应用程序
C++拥有丰富的开发工具和库，如编译器、调试器、集成开发环境等，可以帮助开发者提高开发效率和代码质量。例如，使用标准向量容器存储一组数据：
使用标准向量容器存储一组数据
C++是在C语言基础上发展而来的，因此与C语言兼容，并且可以直接调用C语言的函数和库。
C++程序的工作始于编写源代码。源代码是程序员编写的文本文件，其中包含了程序的逻辑、算法和功能。C++的语法和结构规则会影响源代码的书写方式。
一旦源代码编写完成，程序员需要使用C++编译器将其转换为可执行的机器代码。编译器是一个特殊的程序，它负责将人类可读的源代码转化为计算机能够理解和执行的二进制代码。在这个过程中，编译器会检查源代码中的语法错误，并生成可执行文件。
如果程序中使用了多个源代码文件或使用了外部库，编译器会生成多个目标文件。链接器负责将这些目标文件组合成一个可执行程序。它还会解析外部库的引用，确保程序能够访问所需的函数和数据。
最终，链接器会生成一个可执行文件，它包含了程序的机器代码。这个可执行文件可以在计算机上运行，执行程序的功能。
一旦可执行文件生成，用户可以在计算机上运行它。当程序运行时，计算机的操作系统会加载可执行文件并将其加载到内存中。然后，CPU执行这些指令，按照源代码中的逻辑执行程序的功能。
以下是C++的关键字列表。
(1)—在C++11中发生了含义改变或新增含义。
(2)—在C++17中发生了含义改变或新增含义。
(3)—在C++20中发生了含义改变或新增含义。
(4)—在C++23中新增了含义。
(C++11)—表示该关键字或特性是在C++11标准中引入的，即在C++11之前的标准中不可用。
(TMTS)—表示该关键字或特性是在技术规范（TechnicalSpecification，TS）中引入的，TS是在C++标准之外的一种扩展，用于尝试新特性。
(C++20)—表示该关键字或特性是在C++20标准中引入的，即在C++20之前的标准中不可用。
标识符是C++中用来命名变量、函数、类型等程序实体的名称。在C++中，标识符可以由数字、下划线、大小写拉丁字母和大多数Unicode字符组成。
有效的标识符应满足以下规则：
在表达式中，标识符可以用作表示变量、函数、特化的概念（自C++20起）或枚举值的表达式。标识符的表达式结果是该标识符所表示的实体。标识符的类型取决于所表示实体的类型。
C++提供了多种数据类型，用于存储和操作不同类型的数据。下面是C++中常见的数据类型：
C++中的运算符是用于执行各种操作的符号或关键字。它们可以用于执行算术、逻辑、位操作等操作，以及操作对象的赋值、比较和其他操作。
以下是C++中常见的运算符分类及其功能：
1.算术运算符：
算术运算符
2.关系运算符：
关系运算符
3.逻辑运算符：
逻辑运算符
4.位运算符：
位运算符
5.赋值运算符：
赋值运算符
6.自增自减运算符：
自增自减运算符
7.条件运算符（三元运算符）：
条件运算符
8.成员访问运算符：
成员访问运算符
控制结构（ControlStructures）是用于控制程序执行流程的语句和语法结构。它们允许根据条件或循环来选择性地执行不同的代码块或重复执行特定的代码块。C++提供了多种类型的控制结构，包括条件语句和循环语句。
除了条件语句和循环语句，C++还提供了其他控制结构，如跳转语句：
通过组合和嵌套这些控制结构，可以实现复杂的程序逻辑和算法。合理地使用控制结构可以控制程序的流程，使其根据不同的条件做出不同的决策，或者在需要时重复执行特定的操作，从而使程序能够更加灵活和高效地执行任务。
函数是一种封装了一组可重复使用代码的程序结构。它们接收输入（参数），执行一系列操作，然后返回一个结果。函数使得程序可以被分解为较小的、可管理的部分，提高代码的可读性、可维护性和可扩展性。
此外，C++还提供了函数模板的特性，允许定义通用的函数，以便在不同的参数类型下生成相同的函数代码。函数模板使用类型参数来表示参数类型的通用性。
函数在C++中扮演着重要的角色，它们使程序结构清晰、模块化，并提供了代码复用的机制。合理设计和使用函数可以提高代码的可维护性和可重用性，使程序更易于理解和调试。
面向对象编程是C++的核心特性之一，它强调将数据和操作封装在对象中，以模拟真实世界的实体和关系。在C++中，面向对象编程提供了类、对象、继承、多态等概念，极大地提高了代码的可维护性、可重用性和可扩展性。
在编程中，类（Class）和对象（Object）是面向对象编程（OOP）的基本概念。
类（Class）是一种抽象的模板或蓝图，用于定义对象的属性（数据成员）和行为（方法）。类可以看作是一个用户自定义的数据类型，它定义了一组属性和方法，用来描述某个现实世界中的实体或概念。类中的属性通常表示对象的状态，而方法则表示对象的行为。
对象（Object）是类的一个实例，它是类中定义的属性和方法的具体化。每个对象都有自己的状态（属性值）和能够执行的操作（方法）。例如，如果有一个名为“汽车”的类，那么每个汽车对象就可以具有不同的属性，如颜色、型号和速度，并且可以执行不同的方法，如加速、刹车等。
以下是一个简单的示例，展示了类和对象的概念：
汽车示例展示类和对象的概念
在上述示例中，Car是一个类，它定义了汽车的属性（颜色、型号、速度）和方法（加速、刹车）。car1和car2是基于Car类创建的两个不同的对象，它们都具有相同的属性和方法，但是各自的属性值是独立的。
面向对象编程通过封装隐藏了对象的内部实现细节，只暴露必要的接口。这样可以避免外部代码直接访问和修改对象的数据，提高了代码的安全性和模块化程度。
封装（Encapsulation）是面向对象编程（OOP）中的一个核心概念，它指的是将数据和操作（方法）封装在一个类内部，对外部隐藏内部的实现细节。封装的目的是为了保护数据的完整性和安全性，同时提供简化的外部接口，使得类的使用者可以通过有限的方法来操作对象，而不必了解其内部的具体实现方式。
封装通过将属性（数据成员）和方法（函数）组合在一起，形成一个逻辑单元，可以实现以下几个重要的目标。
以下是一个简单的示例，演示了封装的概念：
封装的概念展示
继承是面向对象编程中的一个重要概念。它允许一个类（称为子类或派生类）从另一个类（称为父类或基类）继承属性和行为。继承是一种代码重用的机制，它允许在新类中使用已存在的类的功能，同时可以扩展或修改这些功能。在C++中，继承是通过创建一个新类，其中包含要继承的类的定义来实现的。
基本的继承语法如下：
classBase{
//基类的定义
};
classDerived:publicBase{
//派生类的定义
在这个例子中，`Derived`是一个派生类，它继承了`Base`类的属性和方法。派生类可以添加新的属性和方法，也可以重写继承的方法以提供新的实现。
继承的一个重要概念是访问权限。在C++中，可以使用`public`、`protected`和`private`关键字来控制基类成员在派生类中的可见性。`public`继承使得基类的`public`成员在派生类中仍然是`public`，`protected`成员变为`protected`，而`private`成员在派生类中不可访问。
继承也允许多态性的实现。基类中的方法可以被派生类重写，这意味着在运行时可以根据对象的实际类型调用适当的方法，从而实现多态行为。
多态（Polymorphism）是面向对象编程中的一个重要概念，它允许不同的对象以不同的方式响应相同的方法调用，从而实现代码的灵活性和可扩展性。多态性使得可以通过统一的接口来处理不同类型的对象，从而减少代码的重复和增加代码的可维护性。
多态有两种主要形式：编译时多态（静态多态）和运行时多态（动态多态）。
编译时多态（静态多态）：编译时多态是通过函数重载（Overloading）实现的，它允许在同一个类中定义多个同名方法，但参数列表不同。编译器根据调用时传入的参数类型和数量来确定调用哪个方法。这种多态在编译时即可确定调用的方法，因此称为编译时多态。
静态多态
运行时多态（动态多态）：运行时多态是通过继承和方法重写（Overriding）实现的，它允许子类重写父类的方法，并且在运行时根据对象的实际类型来确定调用哪个方法。运行时多态使得可以在父类的引用变量中存储子类的对象，并调用相同的方法，但根据实际对象的类型，调用的是子类的方法。这种多态在运行时才能确定调用的方法，因此称为运行时多态。
动态多态
在上述示例中，Shape是父类，Circle和Square是其子类。通过运行时多态，父类引用变量shape1和shape2可以分别引用子类对象，并调用各自的draw方法，实现了多态性。
多态性的优势在于它可以提高代码的可扩展性和灵活性。在编写程序时，可以使用通用的接口和抽象类，然后在实际使用时根据需要传递不同的对象，从而实现不同的行为。这种灵活性使得代码更具适应性和可维护性。
泛型编程是C++的重要特性之一，它允许开发者编写通用的代码，可以适用于多种数据类型，而不需要为每种类型都编写独立的代码。模板是C++中实现泛型编程的机制，它允许创建通用的函数和类，使得代码更加灵活和可重用。
C++函数模板是一种可以用来创建通用函数或类的工具。函数模板是一种在编译时期通过参数化类型产生函数定义的机制，使得用户可以使用不同类型的参数调用同一个函数模板。这样可以提高代码的复用性和可读性。
函数模板的使用
类模板是一种强大的C++编程工具，它允许您创建通用的类，这些类可以在多种不同的数据类型上工作，而无需为每种数据类型编写单独的类。在类模板中，您可以使用一个或多个类型参数来定义类的成员变量和成员函数，这些类型参数可以在类实例化时被具体的数据类型替代。
通过类模板，您可以编写具有通用性的代码，这样一次定义的模板可以适用于各种不同的数据类型，从整数和浮点数到自定义数据结构。这种通用性极大地提高了代码的复用性，同时也使得代码更具灵活性和可扩展性。
类模板的使用
模板的特化是一项强大的功能，它允许开发者为特定的数据类型提供定制的实现，以满足特殊需求或优化性能。虽然类模板通常是为通用情况设计的，但有时候某些数据类型需要特殊处理或具有不同的行为。
模板特化示例
模板的参数是一种非常灵活的机制，它们为C++中的模板提供了多样性和定制性。这些参数可以分为不同类型，包括类型参数、非类型参数和模板参数本身，使得模板的使用更加灵活。
类型参数：允许您在模板中使用不同的数据类型。这意味着您可以编写通用的模板代码，而不必为每种数据类型编写不同的实现。这对于创建泛型数据结构和算法非常有用，因为它们可以适用于各种数据类型，从整数到浮点数到自定义对象。
非类型参数：允许您在模板中使用非类型的常量值，例如整数或枚举。这允许您在编译时配置模板的行为，而不是在运行时。例如，您可以创建一个数组模板，其中数组的大小在编译时由非类型参数确定，从而提高了代码的效率和安全性。
模板参数本身：是一种高级特性，它允许模板参数本身是模板。这就是模板元编程的核心概念，它允许您在编译时生成代码、进行条件编译和执行编译时计算。这种能力非常强大，可以用于创建高度抽象的模板库和进行性能优化。
总之，模板参数的多样性使得C++中的模板非常强大且灵活。它们允许开发者编写通用的、高效的代码，可以应对各种不同的编程需求。无论是实现泛型算法、创建可配置的数据结构还是进行复杂的编译时计算，模板参数都为程序员提供了丰富的选项。这种灵活性是C++模板系统的一大优势，使得它成为一个强大的编程工具。。
C++标准模板库（STL）是C++编程中不可或缺的一部分，它被广泛认为是C++的强大工具之一。STL提供了各种容器和算法，以及其他工具，它们共同构成了一个高度抽象的、通用的编程框架，使得开发者能够更加轻松地编写通用、高效和可维护的代码。
在STL中，容器是一种数据结构，用于存储和管理数据。STL包括了各种容器类型，例如向量、列表、映射、集合等。这些容器提供了不同的数据组织方式，以适应不同的需求。例如，向量是一种动态数组，允许快速的随机访问，而列表是一个双向链表，适用于高效的插入和删除操作。这些容器都是通用的，可以存储各种数据类型，从基本类型到用户定义的类。
另一方面，STL提供了一系列强大的算法，包括排序、查找、迭代、变换等等。这些算法可以应用于不同的容器，无需为每种容器编写特定的算法代码。这种泛型编程方式大大提高了代码的复用性，同时也使得代码更容易维护和扩展。
C++标准库（StandardLibrary）是C++编程的重要组成部分，它提供了一组丰富的功能、数据结构和算法，帮助开发者更高效地编写各种类型的程序。C++标准库分为两个主要组成部分：STL（StandardTemplateLibrary）和C++标准函数库。
STL是C++标准库中的重要组成部分，提供了通用的模板类和函数，用于处理常见的数据结构和算法。STL分为三个核心组件：容器（Containers）、算法（Algorithms）和迭代器（Iterators）。
C++提供了灵活且强大的内存管理工具，使开发者能够更好地控制程序的内存使用和释放。在传统的C++中，手动管理内存可能会导致内存泄漏和悬挂指针等问题。为了解决这些问题，C++引入了智能指针等高级技术。
使用new关键字可以在堆上动态分配内存。然而，需要注意在使用后使用delete释放内存，否则会导致内存泄漏。
使用new关键字在堆上动态分配内存
C++提供了智能指针来管理动态分配的内存，减少手动内存管理的问题。智能指针自动跟踪分配的内存，并在不再需要时自动释放。
独占式智能指针
共享式智能指针
弱引用智能指针
智能指针减少了手动内存管理的工作，降低了内存泄漏和悬挂指针的风险。它们在对象不再需要时自动释放资源，避免了忘记释放内存的问题。智能指针还有助于提高代码的可维护性，减少手动内存管理的错误。
尽管智能指针能够简化内存管理，但仍需小心使用，避免循环引用等问题。在需要动态分配内存时，优先使用智能指针，特别是std::unique_ptr和std::shared_ptr，以提高代码的健壮性和可读性。
C++中的异常处理是一种重要的编程技术，用于处理在程序执行过程中可能出现的错误情况。异常处理允许开发者识别、捕获和处理运行时错误，从而提高程序的稳定性和可靠性。
异常是在程序执行期间可能出现的问题，如除以零、访问无效内存、文件读取错误等。C++标准库提供了一组预定义的异常类，如std::runtime_error、std::invalid_argument等，开发者也可以自定义异常类。
异常处理包括抛出异常（ThrowingExceptions）、捕获异常（CatchingExceptions）和处理异常（HandlingExceptions）三个主要步骤。
抛出异常：当发生错误时，可以使用throw语句抛出异常。抛出的异常可以是任何类型，包括标准异常类或自定义异常类。
抛出异常
捕获异常：使用try块将可能抛出异常的代码包围起来。在try块中，使用catch块捕获抛出的异常，指定异常类型并提供对应的处理代码。
处理异常：在catch块中，可以执行适当的异常处理操作，如输出错误信息、回滚操作等。catch块根据异常类型匹配，只会执行第一个匹配的块。
在函数调用链中，异常可以通过多层函数传递。如果在调用的函数中抛出异常，而该异常未在该函数内被捕获，它会被传递给调用者的catch块。
异常安全性是指程序在抛出异常时仍能保持正确状态。良好的异常处理确保在异常发生时不会造成内存泄漏、资源泄漏等问题。
开发者可以通过继承std::exception类来创建自定义的异常类，以便更好地反映程序中的错误情况。
继承std::exception类来创建自定义的异常类
异常处理使程序能够在遇到错误时以更控制的方式响应，而不是简单地崩溃。通过捕获和处理异常，开发者可以记录错误信息、采取适当的补救措施，从而提高程序的可靠性和用户体验。
自C++的ANSI/IS0标准投用以来，共进行过5次更新。
1、引入了右值引用，赋予了容器移动语义的能力，从而实现更高效的数据转移。
2、引入了模板类initializer_list，这使得构造函数和赋值运算符能够接受initializer_list作为参数，进一步增强了容器的灵活性。
C++是一种通用的高级编程语言，广泛应用于各个领域。由于其灵活性、效率和功能丰富性，C++在以下几个领域得到广泛应用。