【C++】C++的简要介绍

简单不先于复杂,而是在复杂之后。

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文章目录

    • 1. 什么是C++
    • 2. C++的发展史
    • 3. C++的重要性
      • 3.1 语言的使用广泛度
      • 3.2 在工作领域
      • 3.3 在校招领域
        • 3.3.1 岗位需求
        • 3.3.2 笔试题
      • 3.3.3 面试题
    • 4. 如何学习C++
        • 4.1 别人怎么学?

1. 什么是C++

C语言是结构化和模块化的语言,适合处理较小规模的程序。

对于复杂的问题,规模较大的程序,需要高度的抽象和建模时,C语言则不合适。

为了解决软件危机,20世纪80年代,计算机界提出了OOP(object oriented programming:面向对象)思想,支持面向对象的程序设计语言应运而生。

1982年,Bjarne Stroustrup博士在C语言的基础上引入并扩充了面向对象的概念,发明了一种新的程序设计语言。

为了表达该语言与C语言的渊源关系,命名为C++。

因此:C++是基于C语言而产生的,它既可以进行C语言的过程化程序设计,又可以进行抽象数据类型为特点的基于对象的程序设计,还可以进行面向对象的程序设计

2. C++的发展史

1979年,贝尔实验室的本贾尼等人试图分析UNIX内核的时候,试图将内核模块化,于是在C语言的基础上进行了扩展,增加了类的机制,完成了一个可以运行的预处理程序,称之为C with classes

语言的发展就像是练功打怪升级一样,也是逐步递进,由浅入深的过程。

我们先来看下C++的历史版本。

阶段内容
C with classes类及派生类、公有和私有成员、类的构造和析构、友元、内联函数、赋值运算符重载等
C++1.0添加虚函数概念,函数和运算符重载,引用、常量等
C++2.0更加完善支持面向对象,新增保护成员、多重继承、对象的初始化、抽象类、静态成员以及const成员函数
C++3.0进一步完善,引入模板,解决多重继承产生的二义性问题和相应构造和析构的处理
C++98C++标准第一个版本,绝大多数编译器都支持,得到了国际标准化组织(ISO)和美国标准化协会认可,以模板方式重写C++标准库,引入了STL(标准模板库)
C++03C++标准第二个版本,语言特性无大改变,主要:修订错误、减少多异性
C++05C++标准委员会发布了一份计数报告(Technical Report,TR1),正式更名C++0x,即:计划在本世纪第一个10年的某个时间发布
C++11增加了许多特性,使得C++更像一种新语言,比如:正则表达式、基于范围for循环、auto关键字、新容器、列表初始化、标准线程库等
C++14对C++11的扩展,主要是修复C++11中漏洞以及改进,比如:泛型的lambda表达式,auto的返回值类型推导,二进制字面常量等
C++17在C++11上做了一些小幅改进,增加了19个新特性,比如:static_assert()的文本信息可选,Fold表达式用于可变的模板,if和switch语句中的初始化器等
C++20自C++11以来最大的发行版,引入了许多新的特性,比如:模块(Modules)、协程(Coroutines)、范围(Ranges)、概念(Constraints)等重大特性,还有对已有特性的更新:比如Lambda支持模板、范围for支持初始化等
C++23制定ing

C++还在不断地向后发展。

但是:现在公司主流使用还是C++98和C++11,所以我们不用追求最新,重点将C++98和C++11掌握好,等工作后,随着对C++理解不断加深,有时间可以去研究下最新的特性。

关于C++2X最新特性的讨论

3. C++的重要性

3.1 语言的使用广泛度

下图数据来自TIOBE编程语言社区2021年12月最新的排行榜,在30多年的发展中,C/C++几乎一致稳居前五。

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TIOBE 编程语言社区排行榜是编程语言流行趋势的一个指标,每月更新,这份排行榜排名基于互联网上有经验的程序员、 课程和第三方厂商的数量。排名使用著名的搜索引擎(诸如 Google、MSN、Yahoo!、Wikipedia、YouTube 以及 Baidu 等)进行计算。

注意:排名不能说明那个语言好,那个不好,每门编程语言都有适应自己的应用场景。

3.2 在工作领域

  1. 操作系统以及大型系统软件开发

    所有操作系统几乎都是C/C++写的,许多大型软件背后几乎都是C++写的,比如:

    Photoshop、Office、JVM(java虚拟机)等,究其原因还是性能高,可以直接操控硬件。

  2. 服务器端开发

    后台开发:主要侧重于业务逻辑的处理,即对于前端请求后端给出对应的响应,现在主流采用 java ,但内卷化比较严重,大厂可能会有C++后台开发,主要做一些基础组件,中间件、缓存、分布式存储等。服务器端开发比后台开发更广泛,包含后台开发,一般对实时性要求比较高的,比如游戏服务器、流媒体服务器、网络通讯等都采用C++开发的。

  3. 游戏开发

    PC平台几乎所有的游戏都是C++写的,比如:魔兽世界、传奇、CS、跑跑卡丁车等,市面上相当多的游戏引擎都是基于C++开发的,比如:Cocos2d、虚幻4、DirectX等。三维游戏领域计算量非常庞大,底层的数学全都是矩阵变换,想要画面精美、内容丰富、游戏实时性高,这些高难度需求无疑只能选C++语言。比较知名厂商:腾讯、网易、完美世界、巨人网络等。

  4. 嵌入式和物联网领域

嵌入式:就是把具有计算能力的主控板嵌入到机器装置或者电子装置的内部,能够控制这些装置。比如:智能手环、摄像头、扫地机器人、智能音响等。谈到嵌入式开发,大家最能想到的就是单片机开发(即在8位、16位或者32位单片机产品或者裸机上进行的开发),嵌入式开发除了单片机开发以外,还包含在soc片上、系统层面、驱动层面以及应用、中间件层面的开发。常见的岗位有:嵌入式开发工程师、驱动开发工程师、系统开发工程师、Linux开发工程师、固件开发工程师等。知名的一些厂商,比如:以华为、vivo、oppo、小米为代表的手机厂;以紫光展锐、乐鑫为代表的芯片厂;以大疆、海康威视、大华、CVTE等具有自己终端业务厂商;以及海尔、海信、格力等传统家电行业。随着5G的普及,物联网(即万物互联,)也成为了一种新兴势力,比如:阿里lot、腾讯lot、京东、百度、美团等都有硬件相关的事业部。

  1. 数字图像处理

    数字图像处理中涉及到大量数学矩阵方面的运算,对CPU算力要求比较高,主要的图像处理算法库和开源库等都是C/C++写的,比如:OpenCV、OpenGL等,大名鼎鼎Photoshop就是C++写的。

  2. 人工智能

    一提到人工智能,大家首先想到的就是python,认为学习人工智能就要学习python,这个
    是误区,python中库比较丰富,使用python可以快速搭建神经网络、填入参数导入数据就
    可以开始训练模型了。但人工智能背后深度学习算法等核心还是用C++写的。

  3. 分布式应用

    近年来移动互联网的兴起,各应用数据量业务量不断攀升;后端架构要不断提高性能和并发能力才能应对大信息时代的来临。在分布式领域,好些分布式框架、文件系统、中间组件等都是C++开发的。对分布式计算影响极大的Hadoop生态的几个重量级组件:HDFS、
    zookeeper、HBase等,也都是基于Google用C++实现的GFS、Chubby、BigTable。包括分布式计算框架MapReduce也是Google先用C++实现了一套,之后才有开源的java版本。

除了上述领域外,在:科学计算、浏览器、流媒体开发、网络软件等都是C++比较适合的场景,作为一名老牌语言的常青树,C++一直霸占编程语言前5名,肯定有其存在的价值。

3.3 在校招领域

3.3.1 岗位需求

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3.3.2 笔试题

2021届奇安信C++方向试卷一

2021届网易C++工程师提前批

2021届腾讯C++工程师笔试题

近两年校招笔试主要变化:

  1. 基本上都采用在线oj方式,成本低,效率高。
  2. 企业对代码能力要求越来越高,代码能力差的同学就被pass了。
  3. 中小厂的笔试可能还有选择题,大厂的笔试一般都是3个以上的算法题,而且普遍有一定难度。

因此在学习过程中,一定要多多敲代码,坚持刷题!!!

3.3.3 面试题

【某学长深信服一面】

  1. 自我介绍

  2. 你的云备份项目讲一下, 用了 哪些技术? 【项目】

  3. 堆栈申请空间有什么区别?【C++】

  4. 不释放空间 会导致 什么?----内存泄漏【C++】

  5. 内存泄露的检测?解决办法?了解哪些内存泄露检测工具? 【C++】

  6. 如果说有 很多的数据,现在应该使用什么数据结构来保证对这些数据操作的效率?【数据结构/算法】

  7. 讲一下红黑树 【数据结构/算法】

  8. 红黑树和 AVL 的区别? 红黑树 最多几次旋转可以保持平衡?【数据结构/算法】

  9. 你了解红黑树的旋转吗? 【数据结构/算法】

  10. 写代码, 字符串匹配, 不允许使用 C++,使用 C语言? 【数据结构/算法】

  11. 问题, 现在有大量有序数据,你能不能设计一个高效的算法,把这个有序数据随机打乱?要求:使用 rand 函数, 说了一个 复杂度 nlogn, 问还有没有更好的 想法,进行改进?
    【数据结构/算法】

    【某学长腾讯面经】

    1. 自我介绍

    2. 实习项目【项目】

    3. C++ 面向对象特性,C++ 中多态实现机制,虚继承是如何处理二义性的问题的【C++】

    4. 智能指针 【C++】

    5. TCP三次握手、四次挥手,TCP 如何实现可看到传输? 【网络】

    6. 当三次握手第三次报文丢掉时,此时服务器端、客户端分别处于什么状态? 【网络】

    7. 为什么要等待2MSL?如果有大量的连接处于TIME_WAIT状态,有何影响?【网络】

    8. UDP如何实现可靠传输?【网络】

    9. mysql数据库存储引擎?B+树比B树好在哪里?数据库事务及特性【数据库】

    10. 进程间通信方式,进程和线程的区别【操作系统】

    11. 虚拟内存到物理内存如何映射的?常见的页面置换算法有哪些? 【操作系统】

    12. map,unorder_map区别和应用场景 【C++】

    13. vector、list区别?【C++】

    14. 算法题:反转单链表 【数据结构/算法】

    15. 算法题:二叉树的最大路径和 【数据结构/算法】

      从校招中公司岗位的技能要求,以及学长面经总结了解到,公司在校招期间更看重学生的基础,最主要是:语言(至少掌握一门面向对象语言java/C++)、数据结构、操作系统、网络、数据库、设计模式等,而我的博客之后更新的内容,更注重大家的实践动手能力、工作中的应用以及笔试面试中的技巧,最后达到能够正常工作以及学习即可。

4. 如何学习C++

4.1 别人怎么学?

以下引用自2010年8月号《程序员》刊登的拙文《C++强大背后》最后一段:

C++缺点之一,是相对许多语言复杂,而且难学难精。许多人说学习C语言只需一本K&R《C程序设计语言》即可,但C++书籍却是多不胜数。我是从C进入C++,皆是靠阅读自学。在此分享一点学习心得。个人认为,学习C++可分为4个层次:

  • 第一个层次,C++基础 (平平常常)
    挑选一本入门书籍,如**《C++ Primer》、《C++大学教程》或Stroustrup撰写的经典
    《C++程序设计语言》或他一年半前的新作《C++程序设计原理与实践》,而一般C++课程也止于此,另外
    《C++ 标准程序库》《The C++ Standard Library Extensions》**可供参考;

  • 第二个层次,正确高效的使用C++ (驾轻就熟)
    此层次开始必须自修,阅读过**《(More)Effective C++》、《(More)Exceptional C++》、**
    **《Effective STL》《C++编程规范》**等,才适宜踏入专业C++开发之路;

  • 第三个层次,深入解读C++ (出神入化)
    关于全局问题可读**《深入探索C++对象模型》、《Imperfect C++》、《C++沉思录》、**
    《STL源码剖析》,要挑战智商,可看关于模版及模版元编程的书籍如**《C++Templates》、《C++设计新思维》、《C++模版元编程》;**

  • 第四个层次,研究C++ (返璞归真)
    阅读**《C++语言的设计和演化》、《编程的本质》**(含STL设计背后的数学根基)、C++标准文件《ISO/IEC 14882:2003》C++标准委员会的提案书和报告书、关于C++的学术文献。由于我主要是应用C++,大约只停留于第二、三个层次。然而,C++只是软件开发的一环而已,单凭语言并不能应付业务和工程上的问题。**建议读者不要强求几年内“彻底学会C++的知识”,到达第二层左右便从工作实战中汲取经验,有兴趣才慢慢继续学习更高层次的知识。**虽然学习C++有难度,但也是相当有趣且有满足感的。
    http://www.zhihu.com/question/23933514
    如果题主认为的「精通」是指上述所指的第二层次,那么我估计一年全职时间也未足够「精通」。首先,阅读这些书籍本身也需要不少时间,而且对于一般人来说(指除了一些学习记忆能力超强的人),很可能需要阅读几遍才能记住一些细节。另外,阅读后必须要练习。除了入门的习题外,还需要做一些工程向的项目,才能了解各种语法、编程范式的使用方法及时机,理想地建议参与一些开源项目。然而,学习是需要不断思考并把结果沉淀,方法包括与朋友讨论、写博客、写知乎答案等,这些都需要时间。

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建议不要把「精通C++」作为一个一年目标,应该要把学习语言作为一个持续的过程,同时要把语言运用在具体的应用场合中。

“21天学会C++”
“编程能力与编程年龄”

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