第1章 C 引論 1

1.1 計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu) 1

1.1.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 1

1.1.2 數(shù)據(jù)與機(jī)器指令的解析 3

1.2 進(jìn)制及其轉(zhuǎn)換和運(yùn)算 5

1.2.1 計(jì)算機(jī)采用二進(jìn)制的原因 5

1.2.2 C 的常用進(jìn)制及其運(yùn)算 6

1.3 80x86系列匯編語(yǔ)言 8

1.3.1 匯編語(yǔ)言及C 編譯簡(jiǎn)介 8

1.3.2 匯編指令及C 程序編譯 9

1.4 C 的發(fā)展歷史及特點(diǎn) 13

1.4.1 C 的發(fā)展歷史 14

1.4.2 C 的特點(diǎn) 14

1.5 語(yǔ)法圖與程序流程圖 15

1.5.1 C 的語(yǔ)法圖 15

1.5.2 程序流程圖 17

1.6 編譯環(huán)境的安裝與使用 18

1.6.1 編譯過(guò)程及編譯環(huán)境 19

1.6.2 Microsoft Visual Studio 2019的安裝 19

練習(xí)題 26

第2章 類型、常量及變量 27

2.1 C 的單詞 27

2.1.1 C 的字符集 27

2.1.2 C 的關(guān)鍵字 28

2.2 預(yù)定義類型及值域和常量 29

2.2.1 預(yù)定義類型及其數(shù)值轉(zhuǎn)換 29

2.2.2 強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換及類型值域 31

2.2.3 預(yù)定義類型及相關(guān)常量 33

2.3 變量及其類型解析 37

2.3.1 變量的聲明和定義 38

2.3.2 指針及其類型理解 41

2.3.3 有址引用變量 49

2.3.4 無(wú)址引用變量 55

2.3.5 元素、下標(biāo)及數(shù)組 57

2.4 運(yùn)算符及表達(dá)式 60

2.4.1 位運(yùn)算與等號(hào)運(yùn)算 60

2.4.2 指針運(yùn)算及其結(jié)合方向 61

2.4.3 關(guān)系運(yùn)算及結(jié)果轉(zhuǎn)換 62

2.5 結(jié)構(gòu)與聯(lián)合 64

2.5.1 結(jié)構(gòu)體 64

2.5.2 聯(lián)合體 66

練習(xí)題 68

第3章 語(yǔ)句、函數(shù)及程序設(shè)計(jì) 70

3.1 C 的語(yǔ)句 70

3.1.1 簡(jiǎn)單語(yǔ)句 70

3.1.2 轉(zhuǎn)移語(yǔ)句 71

3.1.3 分支語(yǔ)句及分支預(yù)選 73

3.1.4 循環(huán)語(yǔ)句 76

3.1.5 break和continue語(yǔ)句 80

3.1.6 asm和static_assert語(yǔ)句 81

3.2 C 的函數(shù) 82

3.2.1 函數(shù)聲明與定義 82

3.2.2 頭文件與聲明 84

3.2.3 函數(shù)的參數(shù)聲明 86

3.2.4 函數(shù)重載 88

3.2.5 inline、constexpr及consteval函數(shù) 90

3.2.6 線程互斥及線程本地變量 94

3.3 作用域 95

3.3.1 全局作用域與文件作用域 95

3.3.2 局部作用域與塊作用域 97

3.4 生命期 99

3.5 程序設(shè)計(jì)實(shí)例 101

3.5.1 棧編程實(shí)例 101

3.5.2 隊(duì)列編程實(shí)例 103

3.5.3 有限自動(dòng)機(jī)編程實(shí)例 105

練習(xí)題 108

第4章 C 的類 110

4.1 類的聲明及定義 110

4.1.1 面向?qū)ο蟮幕�本概�?110

4.1.2 類及對(duì)象定義的實(shí)例 111

4.2 成員訪問(wèn)權(quán)限及突破方法 115

4.2.1 成員的訪問(wèn)權(quán)限 116

4.2.2 突破成員的訪問(wèn)權(quán)限 117

4.3 內(nèi)聯(lián)、匿名類及位域 118

4.3.1 函數(shù)成員的內(nèi)聯(lián) 118

4.3.2 無(wú)對(duì)象的靜態(tài)匿名聯(lián)合 119

4.3.3 局部類及位域成員 121

4.4 new和delete運(yùn)算符 122

4.4.1 簡(jiǎn)單類型及單個(gè)對(duì)象內(nèi)存管理 122

4.4.2 復(fù)雜類型及對(duì)象數(shù)組內(nèi)存管理 124

4.5 隱含參數(shù)this 126

4.6 對(duì)象的構(gòu)造與析構(gòu) 128

4.6.1 構(gòu)造函數(shù)及對(duì)象初始化 128

4.6.2 成員默認(rèn)值及構(gòu)造與析構(gòu) 130

4.7 類及對(duì)象的內(nèi)存布局 132

練習(xí)題 135

第5章 成員及成員指針 137

5.1 實(shí)例成員指針 137

5.1.1 實(shí)例成員指針的用法 137

5.1.2 實(shí)例成員指針的限制 139

5.2 const、volatile和mutable 140

5.2.1 const和volatile的用法 140

5.2.2 mutable實(shí)例數(shù)據(jù)成員 144

5.3 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員 146

5.3.1 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的用法 146

5.3.2 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的限制 149

5.4 靜態(tài)函數(shù)成員 151

5.4.1 靜態(tài)函數(shù)成員的訪問(wèn) 151

5.4.2 靜態(tài)函數(shù)成員的限制 152

5.5 靜態(tài)成員指針 153

5.5.1 靜態(tài)成員指針的用法 153

5.5.2 多種指針的混合用法 154

5.6 聯(lián)合的成員指針 155

練習(xí)題 157

第6章 繼承與構(gòu)造 160

6.1 單繼承類 160

6.2 繼承方式 162

6.2.1 繼承后成員的訪問(wèn)權(quán)限 162

6.2.2 訪問(wèn)權(quán)限的修改 165

6.3 成員訪問(wèn)及其指針 166

6.4 構(gòu)造與析構(gòu) 168

6.4.1 對(duì)象構(gòu)造的執(zhí)行順序 168

6.4.2 new、delete引起的構(gòu)造與析構(gòu) 169

6.5 父類與子類 170

6.5.1 父類及其函數(shù)調(diào)用 170

6.5.2 友元和派生類函數(shù)中的父子類關(guān)系 172

6.6 派生類的內(nèi)存布局 174

練習(xí)題 175

第7章 可訪問(wèn)性 178

7.1 作用域運(yùn)算符 178

7.1.1 面向?qū)ο蟮淖饔糜?178

7.1.2 面向過(guò)程的作用域 181

7.2 名字空間 182

7.2.1 名字空間的基本用法 182

7.2.2 使用名字空間的注意事項(xiàng) 185

7.3 成員友元 187

7.3.1 成員友元的一般用法 188

7.3.2 互為依賴的類的友元 189

7.4 普通友元及其注意事項(xiàng) 190

7.4.1 普通友元的一般用法 191

7.4.2 友元使用的注意事項(xiàng) 193

7.5 覆蓋與隱藏 195

7.5.1 覆蓋與隱藏的用法 195

7.5.2 使用using避免數(shù)據(jù)成員覆蓋 196

7.6 同體與異體 198

練習(xí)題 199

第8章 多態(tài)與虛函數(shù) 203

8.1 虛函數(shù) 203

8.1.1 虛函數(shù)的聲明及定義 203

8.1.2 虛函數(shù)的重載及內(nèi)聯(lián) 205

8.2 虛析構(gòu)函數(shù) 209

8.3 類的引用 210

8.3.1 類的引用變量及其析構(gòu) 211

8.3.2 類的引用參數(shù)及其析構(gòu) 213

8.4 抽象類 217

8.4.1 抽象類的定義及用法 217

8.4.2 抽象類的應(yīng)用實(shí)例 218

8.5 虛函數(shù)友元與晚期綁定 221

8.5.1 虛函數(shù)作為友元 221

8.5.2 虛函數(shù)的晚期綁定 222

8.6 有虛函數(shù)時(shí)的內(nèi)存布局 223

練習(xí)題 225

第9章 多繼承與虛基類 227

9.1 多繼承類 227

9.1.1 無(wú)多繼承的替代方案 227

9.1.2 多繼承存在的問(wèn)題 228

9.2 虛基類 230

9.3 派生類成員 232

9.3.1 無(wú)虛基類時(shí)的成員同名 232

9.3.2 有虛基類時(shí)的成員同名 233

9.4 單重及多重繼承的構(gòu)造與析構(gòu) 234

9.4.1 單繼承的構(gòu)造與析構(gòu) 234

9.4.2 多繼承的構(gòu)造與析構(gòu) 236

9.5 多繼承類的內(nèi)存布局 237

9.5.1 無(wú)虛基類時(shí)的內(nèi)存布局 237

9.5.2 有虛基類時(shí)的內(nèi)存布局 239

練習(xí)題 242

第10章 異常與斷言 245

10.1 異常處理 245

10.1.1 拋出與捕獲 245

10.1.2 異常的傳播 247

10.2 捕獲順序 248

10.3 函數(shù)的異常接口 249

10.3.1 異常接口聲明 250

10.3.2 noexcept接口 251

10.4 異常類型 253

10.5 異常對(duì)象的析構(gòu) 254

10.5.1 通過(guò)對(duì)象指針析構(gòu) 254

10.5.2 未完成對(duì)象的析構(gòu) 256

10.6 斷言 257

練習(xí)題 259

第11章 運(yùn)算符重載 260

11.1 運(yùn)算符概述 260

11.1.1 結(jié)果為左值的運(yùn)算符 260

11.1.2 運(yùn)算符重載的分類 261

11.1.3 成員重載與非成員重載 262

11.2 運(yùn)算符參數(shù) 263

11.2.1 自增與自減的重載 264

11.2.2 重載運(yùn)算符-> 265

11.2.3 單雙目運(yùn)算符的重載 266

11.3 賦值與調(diào)用 268

11.3.1 賦值運(yùn)算符的重載 268

11.3.2 構(gòu)造函數(shù)的重載 271

11.3.3 安全的編程方法 272

11.4 類型轉(zhuǎn)換與內(nèi)存管理 273

11.4.1 單個(gè)顯式參數(shù)構(gòu)造函數(shù) 274

11.4.2 強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換重載函數(shù) 275

11.4.3 重載new和delete 276

11.５ 重載<=>、[]及文本運(yùn)算符 278

11.5.1 重載<=>運(yùn)算符 278

11.5.2 重載[]運(yùn)算符 280

11.5.3 重載文本運(yùn)算符 281

11.6 運(yùn)算符重載實(shí)例 282

11.6.1 符號(hào)表運(yùn)算的重載實(shí)例 282

11.6.2 棧及隊(duì)列運(yùn)算重載實(shí)例 284

練習(xí)題 289

第12章 類型解析、轉(zhuǎn)換與推導(dǎo) 295

12.1 隱式與顯式類型轉(zhuǎn)換 295

12.1.1 簡(jiǎn)單類型的隱式轉(zhuǎn)換 295

12.1.2 簡(jiǎn)單類型的顯式轉(zhuǎn)換 297

12.1.3 簡(jiǎn)單類型的轉(zhuǎn)換結(jié)果 298

12.2 cast系列類型轉(zhuǎn)換 302

12.2.1 static_cast靜態(tài)轉(zhuǎn)換 302

12.2.2 const_cast只讀轉(zhuǎn)換 303

12.2.3 dynamic_cast動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換 306

12.2.4 reinterpret_cast重釋轉(zhuǎn)換 310

12.3 類型轉(zhuǎn)換實(shí)例 312

12.3.1 typeid獲取類型標(biāo)識(shí) 313

12.3.2 explicit要求顯式調(diào)用 314

12.3.3 棧的類型轉(zhuǎn)換實(shí)例 316

12.4 自動(dòng)類型推導(dǎo) 318

12.4.1 auto的一般用法 319

12.4.2 auto用于函數(shù)、數(shù)組、列表和結(jié)構(gòu) 320

12.4.3 表達(dá)式類型的提取decltype 322

12.5 Lambda表達(dá)式 324

12.5.1 Lambda表達(dá)式的聲明 324

12.5.2 Lambda表達(dá)式的參數(shù) 327

12.5.3 準(zhǔn)函數(shù)Lambda表達(dá)式 331

練習(xí)題 334

第13章 模板、模塊、概念、協(xié)程 335

13.1 變量模板及其實(shí)例 335

13.1.1 變量模板的定義 335

13.1.2 變量模板的實(shí)例化 336

13.2 函數(shù)模板 337

13.2.1 函數(shù)模板的定義 337

13.2.2 成員函數(shù)模板的定義 339

13.2.3 可變類型參數(shù)及折疊表達(dá)式 340

13.3 函數(shù)模板實(shí)例化 343

13.3.1 函數(shù)模板強(qiáng)制實(shí)例化 343

13.3.2 函數(shù)模板實(shí)例特化 344

13.3.3 涉及指針的模板實(shí)例化 345

13.4 類模板及模板別名 346

13.4.1 類模板及模板別名定義 346

13.4.2 派生類類模板的定義 347

13.4.3 多類型參數(shù)的類模板 348

13.4.4 省略參數(shù)的類模板 349

13.4.5 類模板的友元及Lambda表達(dá)式 351

13.5 類模板的實(shí)例化及特化 354

13.5.1 類模板的實(shí)例化 354

13.5.2 類模板實(shí)例特化 354

13.5.3 類模板的部分特化 357

13.5.4 實(shí)例化與類型推導(dǎo) 359

13.5.5 類模板及實(shí)例成員指針 360

13.5.6 模板分隔符的二義性 361

13.5.7 類模板與泛型 362

13.6 模塊、概念、協(xié)程 366

13.6.1 模塊及分區(qū) 366

13.6.2 概念及約束 368

13.6.3 協(xié)程及編譯配置 371

13.6.4 智能指針及內(nèi)存回收 376

練習(xí)題 379

第14章 流及標(biāo)準(zhǔn)類庫(kù) 381

14.1 流類概述 381

14.2 輸出流 382

14.3 輸入流 385

14.4 文件流 386

14.5 串流處理 388

14.6 函數(shù)模板format 389

14.7 標(biāo)準(zhǔn)類庫(kù)的容器 390

14.8 類型特征type_traits 393

練習(xí)題 396

第15章 面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)實(shí)例 397

15.1 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)概述 397

15.2 對(duì)象的靜態(tài)模型 398

15.3 面向?qū)ο蟮姆治?400

15.4 對(duì)象的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 401

15.5 骰子游戲模型設(shè)計(jì)實(shí)例 403

15.5.1 問(wèn)題描述 403

15.5.2 對(duì)象模型 404

15.5.3 對(duì)象設(shè)計(jì) 405

15.6 游戲模型程序設(shè)計(jì) 408

練習(xí)題 414

參考文獻(xiàn) 422