C++语言学习线路

[ 2025.4.18更新 ]

第一阶段：语言入门（基础语法）

目标：理解 C++ 的基本语法和程序结构，能编写简单程序。

1. C++ 概述 学习C++入门

• 什么是 C++
• C 与 C++ 的区别
• C++ 的应用领域（系统开发、游戏、嵌入式、高性能计算）

2. 开发环境配置 学习C++环境

• 安装编译器（GCC / Clang / MSVC）
• 配置 IDE（Visual Studio / CLion / VSCode）
• 编译与运行第一个程序

3. 基本语法

• 数据类型与变量
• 运算符：算术、逻辑、位运算 学习运算基础
• 控制结构：if / else、switch、for、while、do...while 学习if控制|学习while控制
• 输入输出：cin / cout（iostream）
• 数组 学习数组
• 类型系统 学习类型系统
• 结构体和枚举 学习结构体和枚举

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第二阶段：函数与结构化编程

目标：掌握函数调用机制，理解作用域与代码组织方式。

1. 函数 学习函数

• 函数声明与定义
• 值传递与引用传递
• 默认参数
• 函数重载（静态多态）
• lambda匿名函数 学习匿名函数

2. 代码组织

• 作用域与命名空间 学习命名空间｜学习作用域
• 头文件与源文件（.h 和 .cpp 分离） 学习代码分离
• 前向声明 学习前向声明

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第三阶段：内存管理与指针机制

目标：掌握 C++ 内存模型与指针使用，理解智能指针用法。

1. 指针与引用

• 基本指针语法、空指针、野指针
• 引用与引用传参学习引用
• 指针与数组关系
• 函数指针 学习函数指针

2. 动态内存管理 学习内存模型

• new 与 delete 学习原始指针
• 内存泄漏与检测工具（Valgrind）
• RTTI运行时类型 学习RTTI
• 对象生命周期 学习生命周期

3. 智能指针（C++11 起） 学习RAII智能指针

• unique_ptr
• shared_ptr / weak_ptr
• 生命周期与引用计数

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第四阶段：面向对象编程（OOP）

目标：掌握 C++ 的类与继承体系，理解多态和虚函数原理。

1. 类与结构体 学习面向对象

• 成员变量与成员函数
• 构造函数、析构函数
• this 指针与对象拷贝
• 结构体和枚举

2. 面向对象三大特性

• 封装：访问控制、友元函数 学习封装友元
• 继承：单继承、多继承、菱形继承 学习继承
• 多态：
  • 静态多态（函数重载、运算符重载）学习静态多态
  • 动态多态（虚函数、虚表）学习动态多态

3. C++ 特有规则

• Rule of Three / Rule of Five / Rule of Zero 学习Rule资源管理
• 抽象类与接口设计 学习抽象类和接口

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第五阶段：模板与元编程

目标：掌握泛型编程能力，了解模板高级特性。

1. 模板基础 学习模板基础

• 函数模板、类模板
• 模板参数推导

2. 高级模板技巧 学习模板高级技巧

• 偏特化与全特化
• 可变参数模板（Variadic Templates）
• SFINAE（Substitution Failure Is Not An Error）
• Type Traits 与模板元编程

3. 常用模板编程 Idioms 学习模板Idioms

• CRTP（Curiously Recurring Template Pattern）
• Pimpl（指针隐藏实现）

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第六阶段：标准库与 STL 容器

目标：熟练使用 STL 提供的容器与算法。

1. 容器

• 顺序容器：vector、list、deque 学习vector|学习List链表|学习Deque双端队列
• 关联容器：set、unordered_set、map、unordered_map 学习集合set|学习map|学习unordered_map
• 适配器容器：stack、queue 学习stack/queue

2. 算法与迭代器

• 常用算法（查找、排序、遍历）
• Lambda 表达式（C++11） 学习匿名函数
• 自定义排序器与谓词 学习排序器与谓词

3. 工具类 学习工具类

• std::string
• 时间处理
• std::optional / std::variant / std::any（C++17）

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第七阶段：异常处理与调试工具

目标：掌握错误处理机制，能使用调试器排查问题。

1. 异常处理 学习异常

• try / catch / throw
• 自定义异常类
• 程序崩溃原因与访问违规

2. 调试器与工具链 学习调试工具

• GDB / WinDbg 调试技巧
• 编译阶段与调试符号
• 断点、内存查看、调用栈

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第八阶段：构建系统与依赖管理

目标：了解项目构建流程与常用包管理工具。

1. 构建系统

• Makefile
• CMake
• Ninja 构建系统

2. 包管理工具

• vcpkg
• Conan
• NuGet / Spack

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第九阶段：现代 C++ 与生态实践

目标：掌握 C++11/14/17/20 标准中的重要特性。

1. 自动类型推导 学习auto自动推导

• auto、decltype、constexpr

2. 并发与多线程 学习多线程

• std::thread
• std::mutex / condition_variable 学习高级并发

3. 第三方库与框架

• 图形界面：Qt
• 数学/图像：OpenCV、Eigen
• 网络与 RPC：Boost、gRPC、POCO
• 机器学习：TensorFlow C++、PyTorch C++

4. 日志与测试框架

• 日志库：spdlog、fmt
• 单元测试：gtest、Catch2

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附录：推荐资源与学习建议

推荐资源：

• cppreference.com
• ISO C++ 官方网站

学习建议：

• 一边学语法一边写小项目（如图书管理系统、贪吃蛇）
• 多阅读开源库源码理解底层设计
• 持续关注 C++ 标准演进（C++20 / C++23）

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