C++20实践入门（第6版）

"本书讲解如何使用新推出的C++20编写程序。开篇介绍基础知识，此后抽丝剥茧地分析示例，助你华丽蜕变为高水平的C++程序员。本书呈现C++20的诸多新特性，如模块、概念、范围和太空飞船运算符等。即使不具备编程经验，你也可在本书的指引下，快速在一个较新的C++编译器上编写出真正可用的C++程序。     本书在示例程序的引导下演示所有重要概念，每章都提供习题，供读者巩固所学的知识，测验自己的水准。配书网站为所有示例和习题答案提供了可免费下载的代码。     本书针对C++语言的近期新版本C++20做了全面更新，呈现现代C++的所有约定和很好实践。还介绍C++标准库的元素，这些元素为C++20语言提供了必要支持。 "

主要内容： ● 开始使用C++20标准编写程序 ● 使用C++进行模块化编程 ● 使用数组、循环、指针、引用和字符串等 ● 编写自己的函数、类型和运算符 ● 了解面向对象编程的要素 ● 使用重载、继承、虚函数和多态性 ● 编写泛型函数和类模板，并使用概念让它们更安全 ● 深入了解容器、算法和范围 ● 使用自动类型推断、异常、移动语义、lambda表达式等

"Ivor Horton从数学系毕业，却被信息技术领域工作量少、回报高的前景所吸引。虽然现实证明，工作量大，回报相对一般，但是他与计算机一直相伴到今天。在不同的时期，他参与过编程、系统设计、咨询以及相当复杂的项目的管理和实施工作。 Ivor有多年工程设计和制造控制系统的设计和实施经验。他使用多种编程语言开发过在不同场景中很实用的应用程序，并教会一些科学家和工程师如何使用编程语言开发一些实用的程序。他目前已出版的图书涵盖 C、C++和Java等编程语言。当他没有在撰写编程图书或者为他人提供咨询服务时， 他会去钓鱼或旅行，享受生活。 Peter Van Weert是一名比利时软件工程师，主要兴趣和专长是应用软件开发、编程语言、算法和数据结构。 他在比利时鲁汶大学以很优毕业生荣誉获得计算机科学硕士学位，并得到了考试委员会的祝贺。 2010年，他在鲁汶大学的声明式编程语言和人工智能研究组完成了博士论文，主题是基于规则的编程语言的设计和高效编译。在攻读博士学位期间，他担任面向对象编程 (Java)、软件分析与设计以及声明式编程的助教。 毕业后， Peter在Nikon Metrology工作了 6年多，负责3D激光扫描和点云检查领域的大规模工业应用软件设计。如今，Peter担任Medicim的高级 C++工程师和 Scrum团队主管， Medicim是Envista Holdings的数字牙医软件研发部。在 Medicim，他与同事共同为牙医开发了一套软件，这套软件能够从各种硬件获取患者数据，还提供了高级诊断功能，并支持为种植牙和假体进行规划和设计。 在他的职业生涯中，他参与过高级桌面应用开发，掌握并重构了包含几百万行 C++代码的代码库，对 3D数据进行过高性能的实时处理，还研究过并发性、算法和数据结构，与很好硬件进行交互，以及领导敏捷开发团队。 在空闲时间，他与人合作撰写了两本关于 C++的图书，开发了两个获奖的 Windows应用，并且是比利时 C++用户组的定期专家演讲人和董事会成员。 "

第1章 基本概念 1 1.1 现代C++ 1 1.2 标准库 2 1.3 C++程序概念 3 1.3.1 源文件 3 1.3.2 注释和空白 3 1.3.3 标准库模块 4 1.3.4 函数 4 1.3.5 语句 5 1.3.6 数据的输入和输出 6 1.3.7 return语句 6 1.3.8 名称空间 6 1.3.9 名称和关键字 7 1.4 类和对象 7 1.5 模板 8 1.6 代码的表示样式和编程风格 8 1.7 创建可执行文件 9 1.8 过程化编程和面向对象编程 10 1.9 表示数字 11 1.9.1 二进制数 11 1.9.2 十六进制数 12 1.9.3 负的二进制数 13 1.9.4 八进制数 15 1.9.5 Big-Endian和Little-Endian系统 15 1.9.6 浮点数 16 1.10 表示字符 17 1.10.1 ASCII 码 18 1.10.2 UCS和Unicode 18 1.11 C++源字符 19 1.12 本章小结 20 1.13 练习 21 第2章 基本数据类型 23 2.1 变量、数据和数据类型 23 2.1.1 定义整型变量 24 2.1.2 零初始化 27 2.1.3 定义有固定值的变量 27 2.2 整型字面量 27 2.2.1 十进制整型字面量 27 2.2.2 十六进制的整型字面量 28 2.2.3 八进制的整型字面量 29 2.2.4 二进制的整型字面量 29 2.3 整数的计算 29 2.4 赋值运算 31 2.5 sizeof运算符 35 2.6 整数的递增和递减 35 2.7 定义浮点变量 37 2.8 浮点字面量 38 2.9 浮点数的计算 38 2.9.1 数学常量 38 2.9.2 数学函数 39 2.9.3 无效的浮点结果 42 2.9.4 缺点 43 2.10 混合的表达式和类型转换 43 2.11 显式类型转换 44 2.12 格式化字符串 47 2.13 确定数值的上下限 52 2.14 使用字符变量 54 2.15 auto关键字 56 2.16 本章小结 57 2.17 练习 57 第3章 处理基本数据类型 59 3.1 运算符的优先级和相关性 59 3.2 位运算符 61 3.2.1 移位运算符 61 3.2.2 位模式下的逻辑运算 64 3.3 变量的生存期 69 3.4 全局变量 70 3.5 枚举数据类型 73 3.6 数据类型的别名 76 3.7 本章小结 77 3.8 练习 78 第4章 决策 79 4.1 比较数据值 79 4.1.1 应用比较运算符 80 4.1.2 比较浮点数值 81 4.1.3 太空飞船运算符 82 4.2 if语句 84 4.2.1 嵌套的if语句 87 4.2.2 字符分类和转换 88 4.3 if-else语句 90 4.3.1 嵌套的if-else语句 91 4.3.2 理解嵌套的if语句 92 4.4 逻辑运算符 93 4.4.1 逻辑与运算符 94 4.4.2 逻辑或运算符 94 4.4.3 逻辑非运算符 95 4.4.4 组合逻辑运算符 95 4.4.5 对整数操作数应用逻辑运算符 97 4.4.6 对比逻辑运算符与位运算符 97 4.5 条件运算符 99 4.6 switch语句 100 4.7 语句块和变量作用域 106 4.8 本章小结 108 4.9 练习 108 第5章 数组和循环 111 5.1 数组 111 5.2 理解循环 113 5.3 for循环 113 5.4 避免幻数 115 5.5 用初始化列表定义数组的大小 117 5.6 确定数组的大小 117 5.7 用浮点数控制for循环 119 5.8 使用更复杂的for循环控制 表达式 120 5.9 基于范围的for循环 122 5.10 while循环 123 5.11 do-while循环 125 5.12 嵌套的循环 127 5.13 跳过循环迭代 129 5.14 循环的中断 131 5.15 使用无符号整数控制for循环 134 5.16 字符数组 135 5.17 多维数组 138 5.17.1 初始化多维数组 140 5.17.2 多维字符数组 141 5.18 在运行期间给数组分配内存 空间 143 5.19 数组的替代品 145 5.19.1 使用array容器 145 5.19.2 使用std::vector容器 150 5.20 本章小结 153 5.21 练习 154 第6章 指针和引用 157 6.1 什么是指针 157 6.2 地址运算符 159 6.3 间接运算符 160 6.4 为什么使用指针 161 6.5 char类型的指针 162 6.6 常量指针和指向常量的指针 165 6.7 指针和数组 167 6.7.1 指针的算术运算 168 6.7.2 使用数组名的指针表示法 170 6.8 动态内存分配 172 6.8.1 栈和自由存储区 172 6.8.2 运算符new和delete 173 6.8.3 数组的动态内存分配 174 6.9 通过指针选择成员 177 6.10 动态内存分配的危险 178 6.10.1 悬挂指针和多次释放 178 6.10.2 分配与释放的不匹配 178 6.10.3 内存泄漏 179 6.10.4 自由存储区的碎片 179 6.11 内存分配的黄金准则 180 6.12 原始指针和智能指针 180 6.12.1 使用unique_ptr指针 181 6.12.2 使用shared_ptr指针 184 6.13 理解引用 187 6.13.1 定义引用 187 6.13.2 在基于范围的for循环中 使用引用变量 188 6.14 本章小结 189 6.15 练习 190 第7章 操作字符串 191 7.1 更强大的string类 191 7.1.1 定义string对象 191 7.1.2 string对象的操作 195 7.1.3 访问字符串中的字符 198 7.1.4 访问子字符串 200 7.1.5 比较字符串 201 7.1.6 搜索字符串 207 7.1.7 修改字符串 213 7.1.8 对比std::string与 std::vector 217 7.2 将字符串转换为数字 217 7.3 国际字符串 218 7.3.1 存储wchar_t字符的字符串 218 7.3.2 包含Unicode字符串的对象 219 7.4 原始字符串字面量 219 7.5 本章小结 221 7.6 练习 221 第8章 定义函数 223 8.1 程序的分解 223 8.1.1 类中的函数 224 8.1.2 函数的特征 224 8.2 定义函数 224 8.2.1 函数体 226 8.2.2 返回值 227 8.2.3 函数声明 227 8.3 给函数传递实参 229 8.3.1 按值传递 229 8.3.2 按引用传递 236 8.4 默认实参值 242 8.5 main()函数的实参 244 8.6 从函数中返回值 245 8.6.1 返回指针 245 8.6.2 返回引用 249 8.6.3 对比返回值与输出参数 249 8.6.4 返回类型推断 250 8.7 静态变量 251 8.8 函数重载 252 8.8.1 重载和指针参数 254 8.8.2 重载和引用参数 254 8.8.3 重载和const参数 256 8.8.4 重载和默认实参值 257 8.9 递归 258 8.9.1 基本示例 258 8.9.2 递归算法 260 8.10 本章小结 265 8.11 练习 266 第9章 词汇类型 269 9.1 使用可选值 269 9.2 字符串视图：新的const string 引用 272 9.2.1 使用字符串视图函数参数 274 9.2.2 合适的动机 274 9.3 span：新的向量或数组引用 275 9.3.1 span与视图 276 9.3.2 const元素的span 277 9.3.3 固定大小的span 278 9.4 本章小结 278 9.5 练习 278 第10章 函数模板 281 10.1 函数模板 281 10.2 创建函数模板的实例 282 10.3 模板类型参数 283 10.4 显式指定模板实参 284 10.5 函数模板的特化 284 10.6 函数模板和重载 285 10.7 带有多个参数的函数模板 286 10.8 模板的返回类型推断 287 10.9 模板参数的默认值 289 10.10 非类型的模板参数 290 10.11 缩写的函数模板 293 10.12 本章小结 294 10.13 练习 294 第11章 模块和名称空间 297 11.1 模块 297 11.1.1 第一个模块 298 11.1.2 导出块 300 11.1.3 将接口与实现分开 301 11.1.4 可达性与可见性 305 11.1.5 导出import声明 306 11.1.6 管理较大的模块 307 11.1.7 全局模块片段 310 11.2 名称空间 311 11.2.1 全局名称空间 311 11.2.2 定义名称空间 311 11.2.3 嵌套名称空间 313 11.2.4 名称空间和模块 314 11.2.5 函数和名称空间 315 11.2.6 使用指令和声明 316 11.2.7 名称空间别名 318 11.3 本章小结 318 11.4 练习 319 第12章 定义自己的数据类型 321 12.1 类和面向对象编程 321 12.1.1 封装 322 12.1.2 继承 325 12.1.3 多态性 326 12.2 术语 326 12.3 定义类 327 12.4 构造函数 329 12.4.1 默认构造函数 329 12.4.2 定义类的构造函数 330 12.4.3 使用default关键字 331 12.4.4 在类的外部定义函数 332 12.4.5 默认构造函数的参数值 333 12.4.6 使用成员初始化列表 333 12.4.7 使用explicit关键字 334 12.4.8 委托构造函数 336 12.4.9 副本构造函数 337 12.5 访问私有类成员 340 12.6 this指针 342 12.7 const对象和const成员函数 343 12.7.1 const成员函数 344 12.7.2 const正确性 345 12.7.3 重载const 346 12.7.4 常量的强制转换 348 12.7.5 使用mutable关键字 348 12.8 友元 349 12.8.1 类的友元函数 349 12.8.2 友元类 351 12.9 类的对象数组 351 12.10 类对象的大小 353 12.11 类的静态成员 353 12.11.1 静态成员变量 354 12.11.2 访问静态成员变量 356 12.11.3 静态常量 357 12.11.4 类类型的静态成员变量 358 12.11.5 静态成员函数 358 12.12 析构函数 359 12.13 使用指针作为类成员 361 12.14 嵌套类 374 12.15 本章小结 378 12.16 练习 379 第13章 运算符重载 381 13.1 为类实现运算符 381 13.1.1 运算符重载 382 13.1.2 实现重载运算符 382 13.1.3 非成员运算符函数 384 13.1.4 提供对运算符的全部支持 384 13.2 可以重载的运算符 386 13.3 运算符函数习语 388 13.4 为输出流重载<<运算符 394 13.5 重载算术运算符 396 13.6 成员与非成员函数 400 13.7 重载一元运算符 402 13.8 重载递增和递减运算符 403 13.9 重载下标运算符 404 13.10 函数对象 409 13.11 重载类型转换 410 13.12 重载赋值运算符 411 13.12.1 实现复制赋值运算符 411 13.12.2 复制赋值运算符与副本 构造函数 415 13.12.3 赋值不同类型 415 13.13 本章小结 416 13.14 练习 416 第14章 继承 419 14.1 类和面向对象编程 419 14.2 类的继承 420 14.2.1 继承和聚合 421 14.2.2 派生类 422 14.3 把类的成员声明为protected 424 14.4 派生类成员的访问级别 424 14.4.1 在类层次结构中使用访问 修饰符 425 14.4.2 在类层次结构中选择访问 修饰符 426 14.4.3 改变继承成员的访问修饰符 427 14.5 派生类中的构造函数 428 14.5.1 派生类中的副本构造函数 431 14.5.2 派生类中的默认构造函数 432 14.5.3 继承构造函数 433 14.6 继承中的析构函数 434 14.7 重复的成员变量名 436 14.8 重复的成员函数名 436 14.9 多重继承 437 14.9.1 多个基类 437 14.9.2 继承成员的模糊性 438 14.9.3 重复继承 442 14.9.4 虚基类 442 14.10 在相关的类类型之间转换 443 14.11 本章小结 444 14.12 练习 444 第15章 多态性 447 15.1 理解多态性 447 15.1.1 使用基类指针 447 15.1.2 调用继承的函数 449 15.1.3 虚函数 452 15.1.4 虚函数中的默认实参值 459 15.1.5 通过引用调用虚函数 460 15.1.6 多态集合 461 15.1.7 通过指针释放对象 462 15.1.8 在指针和类对象之间转换 464 15.1.9 动态强制转换 465 15.1.10 调用虚函数的基类版本 468 15.1.11 在构造函数或析构函数中 调用虚函数 469 15.2 多态性引发的成本 471 15.3 确定动态类型 472 15.4 纯虚函数 475 15.4.1 抽象类 476 15.4.2 用作接口的抽象类 478 15.5 本章小结 481 15.6 练习 481 第16章 运行时错误和异常 483 16.1 处理错误 483 16.2 理解异常 484 16.2.1 抛出异常 485 16.2.2 异常处理过程 486 16.2.3 导致抛出异常的代码 487 16.2.4 嵌套的try块 488 16.3 用类对象作为异常 489 16.3.1 匹配catch处理程序和异常 491 16.3.2 用基类处理程序捕获派生类 异常 493 16.4 重新抛出异常 495 16.5 未处理的异常 497 16.6 捕获所有的异常 498 16.7 不抛出异常的函数 500 16.7.1 noexcept限定符 500 16.7.2 异常和析构函数 501 16.8 异常和资源泄露 501 16.8.1 资源获取即初始化 503 16.8.2 用于动态内存的标准RAII类 505 16.9 标准库异常 506 16.9.1 异常类的定义 507 16.9.2 使用标准异常 508 16.10 本章小结 512 16.11 练习 512 第17章 类模板 515 17.1 理解类模板 515 17.2 定义类模板 516 17.2.1 模板类型参数 517 17.2.2 简单的类模板 518 17.3 定义类模板的成员函数 519 17.3.1 构造函数模板 519 17.3.2 析构函数模板 520 17.3.3 下标运算符模板 520 17.3.4 赋值运算符模板 522 17.4 创建类模板的实例 526 17.5 测试数组类模板 527 17.6 非类型的类模板参数 530 17.6.1 带有非类型参数的成员函数的 模板 531 17.6.2 非类型参数的实参 534 17.6.3 对比非类型模板实参与构造 函数实参 535 17.7 模板参数的默认值 536 17.8 类模板实参推断 536 17.9 类模板特化 538 17.9.1 定义类模板特化 538 17.9.2 部分模板特化 539 17.10 带有嵌套类的类模板 540 17.11 依赖名称的麻烦问题 546 17.12 本章小结 550 17.13 练习 551 第18章 移动语义 555 18.1 lvalue和rvalue 555 18.2 移动对象 557 18.3 显式移动对象 563 18.3.1 只能移动的类型 563 18.3.2 移动对象的继续使用 564 18.4 看似矛盾的情况 565 18.4.1 std::move()并不移动任何东西 565 18.4.2 rvalue引用是一个lvalue 566 18.5 继续探讨函数定义 566 18.5.1 按rvalue引用传递 566 18.5.2 按值传递 568 18.5.3 按值返回 570 18.6 继续讨论定义移动成员 572 18.6.1 总是添加noexcept 572 18.6.2 “移动后交换”技术 575 18.7 特殊成员函数 577 18.7.1 默认移动成员 578 18.7.2 5的规则 578 18.7.3 0的规则 579 18.8 本章小结 580 18.9 练习 580 第19章 头等函数 583 19.1 函数指针 583 19.1.1 定义函数指针 584 19.1.2 高阶函数的回调函数 586 19.1.3 函数指针的类型别名 588 19.2 函数对象 589 19.2.1 基本的函数对象 589 19.2.2 标准函数对象 591 19.2.3 参数化函数对象 592 19.3 lambda表达式 593 19.3.1 定义lambda表达式 593 19.3.2 命名lambda闭包 594 19.3.3 向函数模板传递lambda 表达式 595 19.3.4 泛型lambda 596 19.3.5 捕获子句 596 19.4 std::function<>模板 600 19.5 本章小结 602 19.6 练习 603 第20章 容器与算法 605 20.1 容器 605 20.1.1 顺序容器 606 20.1.2 栈和队列 608 20.1.3 关联容器 610 20.2 迭代器 617 20.2.1 迭代器设计模式 617 20.2.2 标准库容器的迭代器 618 20.2.3 数组的迭代器 626 20.3 算法 627 20.3.1 第一个示例 627 20.3.2 寻找元素 629 20.3.3 处理多个输出值 630 20.3.4 删除-擦除技术 632 20.3.5 排序 634 20.3.6 并行算法 635 20.3.7 范围与视图 635 20.4 视图与范围 637 20.5 本章小结 641 20.6 练习 642 第21章 受约束的模板和概念 645 21.1 无约束模板 645 21.2 受约束的模板 646 21.3 概念 648 21.3.1 概念定义和表达式 648 21.3.2 requires表达式 649 21.3.3 断言类型建模了一个概念 653 21.3.4 标准概念 653 21.4 requires子句 654 21.5  简写表示法 655 21.6 受约束的函数模板 656 21.7  受约束的类模板 657 21.8 基于约束的特化 659 21.9 约束auto 661 21.10 本章小结 662 21.11 练习 662