內(nèi)容簡(jiǎn)介

本書共18章9個(gè)附錄，在兼顧C++關(guān)鍵主題的同時(shí)，注重編程思維的培養(yǎng)和練習(xí)，兼顧邏輯和游戲，以豐富的圖表和其他結(jié)構(gòu)化方式直觀呈現(xiàn)出C++以及C++14的知識(shí)點(diǎn)和基礎(chǔ)概念。作者通過(guò)深入淺出、通俗易懂的語(yǔ)言，豐富的范例，清楚的解釋，大量的練習(xí)，全方位討論了C++的關(guān)鍵主題，從一般的編程概念到技術(shù)到C++的具體特性。通過(guò)本書的閱讀，讀者可迅速掌握C++編程精髓。

 

本書破除了C++難學(xué)的迷思，適合讀者自學(xué)，也是一本適合課堂教學(xué)的入門經(jīng)典。

譯者序

 

兩年里利用業(yè)余時(shí)間斷斷續(xù)續(xù)完成了本書翻譯(感謝編輯大人的耐心與寬容)。原因不是本書無(wú)趣，而是因?yàn)樘�有趣，而譯者的時(shí)間又不夠而已。真的是一本C++入門的好書。語(yǔ)言精煉且前后呼應(yīng)。你看到了一個(gè)不太理解的術(shù)語(yǔ)/概念，沒問(wèn)題，后面肯定有對(duì)它的詳盡解釋(而且是用你很容易明白的話)。

原書基于Visual Studio 2015寫作，后來(lái)Visual Studio 2017問(wèn)世，所以譯者在中文版中添加了對(duì)Visual Studio 2017的支持。不想用微軟的IDE？沒問(wèn)題，譯者在這里推薦一些IDE：CodeLite，Dev C++，Eclipse，NetBeans……實(shí)在太多了。具體鏈接可參考譯者的主頁(yè)：https://bookzhou.com。

除了最基本的C++編程概念，一些“新潮”的東西都有所涉及，包括STL模板、C++11和C++14的新功能。至于指針，聽起來(lái)很“高大上”，但讀了本書之后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)其實(shí)是小事一樁。關(guān)鍵在于，所有這些內(nèi)容作者都用淺顯的語(yǔ)言講得明明白白。

本書之所以有趣，是因?yàn)槔锩嬷v述了太多實(shí)際問(wèn)題的解決方案，例如漢諾塔、三門和撲克牌(發(fā)牌、洗牌和判斷一手牌的大小)等。

邏輯和游戲，這是你通過(guò)本書來(lái)學(xué)習(xí)C++的主要?jiǎng)訖C(jī)之一(就不說(shuō)就業(yè)必備技能了)。

最后，本書幾乎所有源代碼的注釋和輸出內(nèi)容都有中文。中文版代碼可通過(guò)譯者主頁(yè)下載(https://bookzhou.com)。

 

前言

 

C++可以說(shuō)是當(dāng)今世界最重要的編程語(yǔ)言。

該語(yǔ)言廣泛運(yùn)用于創(chuàng)建從操作系統(tǒng)到字處理軟件的商業(yè)應(yīng)用。曾有一段時(shí)間大型應(yīng)用程序需用機(jī)器碼來(lái)寫，因計(jì)算機(jī)容量太小，其他都裝不了。但今非昔比。比爾·蓋茨(Bill Gates)不得不將整個(gè)BASIC壓縮成64K的時(shí)代一去不復(fù)返了！

作為C語(yǔ)言的繼任者，C++在保留了開發(fā)高效率程序這一目標(biāo)的同時(shí)，還最大化提升了程序員的生產(chǎn)力。它生成的可執(zhí)行文件在簡(jiǎn)潔性上一般僅次于機(jī)器碼，但能干的事兒要多得多。C++大多數(shù)時(shí)候都是專業(yè)人員的首選語(yǔ)言。

然而，名氣雖大，C++卻不是最容易學(xué)的。這正是寫作本書的目的。

我們是來(lái)找樂子的

任何值得學(xué)的都值得付出努力。但不是說(shuō)這個(gè)過(guò)程就不能變得更有趣，本書的目的就是幫助大家輕松有趣地學(xué)會(huì)C++。我從20世紀(jì)80年代開始C編程，從90年代開始C++編程，創(chuàng)建過(guò)商業(yè)和系統(tǒng)級(jí)的應(yīng)用程序。接觸過(guò)各種陷阱，比如未初始化的指針和在if條件中該用兩個(gè)等號(hào)(==)的時(shí)候用了一個(gè)(=)。我可以指導(dǎo)你避開多年前我要花上好幾個(gè)小時(shí)來(lái)調(diào)試的錯(cuò)誤。

我也喜歡邏輯和游戲。學(xué)習(xí)一門編程語(yǔ)言并不一定意味著枯燥。本書將探索漢諾塔和三門等有趣的問(wèn)題。

圖表能使學(xué)習(xí)編程的過(guò)程更有趣和容易。本書將大量運(yùn)用表格和插圖。

為什么選擇C和C++

不是說(shuō)其他編程語(yǔ)言有什么問(wèn)題。我是全世界首批寫Visual Basic代碼的人(Microsoft主導(dǎo)的一個(gè)項(xiàng)目)，而且我承認(rèn)Python是高級(jí)腳本工具。

但只要稍微注意一下，就會(huì)發(fā)現(xiàn)C++學(xué)起來(lái)同樣容易。語(yǔ)法比Visual Basic和Python復(fù)雜一些，但C++長(zhǎng)久以來(lái)都被公認(rèn)為是一種簡(jiǎn)潔、靈活和優(yōu)雅的語(yǔ)言。這正是其前身C語(yǔ)言受這么多專家推崇的原因。

C語(yǔ)言一開始的思路就是為重復(fù)寫的代碼行提供快捷方式。例如，可用++n使變量遞增1，而不用寫n = n + 1。用C或C++寫的程序越多，就越離不開這些快捷方式，離不開它們的簡(jiǎn)潔和靈活。

C++是怎樣“思考對(duì)象”的

計(jì)算機(jī)科學(xué)家丹尼斯·里奇(Dennis Ritchie)創(chuàng)建C來(lái)作為寫操作系統(tǒng)的一種工具(1983榮獲圖靈獎(jiǎng))。他需要一種簡(jiǎn)潔和靈活的語(yǔ)言，可在必要時(shí)操縱像物理地址這樣的低級(jí)東西。結(jié)果是C在其他領(lǐng)域也快速流行。

后來(lái)，比雅尼·斯特勞斯特魯普(Bjarne Stroustrup)創(chuàng)建了C++，最開始只是一種“有類的C”。添加了面向?qū)ο蠊δ埽�這是我以后要花很多筆墨講述的主題(從第10章起)。面向?qū)ο笫菄�繞智能數(shù)據(jù)類型構(gòu)建程序的一種方式。本版的一個(gè)主要目標(biāo)就是演示如何將面向?qū)ο笞鳛橐环N高級(jí)的、更模塊化的編程方式，以及如何“思考對(duì)象”。

C++最終演化成遠(yuǎn)非僅僅一種“有類的C”。多年來(lái)添加了許多新功能，最引人注目的是標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù)(Standard Template Library，STL)。STL不難學(xué)，本書將演示如何用它簡(jiǎn)化許多編程工作。假以時(shí)日，這個(gè)庫(kù)會(huì)成為C++程序員的工作中心。

第3版的目標(biāo)

第3版的目標(biāo)很簡(jiǎn)單，就是保持過(guò)去版本的優(yōu)勢(shì)并修正一些缺陷，尤其是這一版更有趣且更易使用。前兩版的大多數(shù)特色都予以保留，但更著重C++的實(shí)用性(和娛樂性)和面向?qū)ο螅�不在很少用到的功能上花太多筆墨。例如，我假定你不想寫自己的string類，因?yàn)樗�有新的C++編譯器很早就在提供該功能了。

這一版還強(qiáng)調(diào)了C++社區(qū)的“正確”語(yǔ)言規(guī)范。這些規(guī)范要么已成為標(biāo)準(zhǔn)，要么馬上成為標(biāo)準(zhǔn)。

這一版正式使用Microsoft C++編譯器(社區(qū)版)。也可以用其他順手的C++編譯器，因?yàn)榇蠖鄶?shù)例子都是用標(biāo)準(zhǔn)C++寫成的。不過(guò)，第1章會(huì)指導(dǎo)你使用與Visual Studio配套提供的Microsoft編譯器。

本書還包括其他特色。

* 涵蓋C++11和C++14新功能：這一版會(huì)介紹自C++11以來(lái)引入的許多新功能，并介紹C++14的一些前沿功能。假定你的C++編譯器至少和Microsoft社區(qū)版一樣新，所以這一版拿掉了一些過(guò)時(shí)的編程規(guī)范。

* 更多謎題、游戲、練習(xí)和插圖：這些特色都是第2版大受歡迎的要素。第3版進(jìn)一步“發(fā)揚(yáng)光大”。

* 更著眼于面向?qū)ο蟮?ldquo;為什么”和“怎么做”：C++的類和對(duì)象功能一直都被寄予厚望。本版在修訂時(shí)的一個(gè)主要目標(biāo)就是強(qiáng)調(diào)類和對(duì)象的實(shí)用性以及如何“思考對(duì)象”。

* 更多STL的知識(shí)：標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù)不難學(xué)，能簡(jiǎn)化編程并提高效率。這一版會(huì)更多地探索STL。

* 有用的參考：這一版在書末保留并擴(kuò)展了快速參考附錄。

怎么開始

這一版假定你對(duì)編程一無(wú)所知或只知道一點(diǎn)。會(huì)開電腦，會(huì)用菜單系統(tǒng)、鍵盤和鼠標(biāo)就行。第1章將指導(dǎo)你安裝和使用Microsoft C++社區(qū)版。注意，該版本的C++在Microsoft Windows上運(yùn)行。使用其他系統(tǒng)(比如Mac OS)需下載不同的工具。但C++常規(guī)的東西是共通的，本書大多數(shù)內(nèi)容可以直接使用。

更多圖標(biāo)

前兩版引入了許多有用的圖標(biāo)，這一版更多，作用是幫你快速定位自己需要的內(nèi)容。請(qǐng)?zhí)貏e留意這些符號(hào)，它們強(qiáng)調(diào)了需要特別關(guān)注的部分。

剖析示例程序，逐行解釋工作原理。不需要自己讀長(zhǎng)長(zhǎng)的代碼，我?guī)湍阕隽耍?或者說(shuō)，我們一起研究。) 

在每個(gè)完整的示例程序后面，都提供了至少一個(gè)練習(xí)(通常幾個(gè))。它們圍繞例子展開，鼓勵(lì)你修改并擴(kuò)展剛才看到的程序代碼。這是最好的學(xué)習(xí)方式。練習(xí)答案在作者的網(wǎng)站(brianoverland.com)提供。

圍繞一個(gè)例子展開，分析如何改進(jìn)、變得更短或更高效。 

 

修改例子做其他事情。

 

 

提示新的語(yǔ)言關(guān)鍵字，清楚解釋其用法。

 

和“關(guān)鍵字”相似，但提示的是不涉及關(guān)鍵字的C++語(yǔ)法。

 

“偽代碼”是用自然語(yǔ)言描述的程序或程序片斷。作用是幫你弄明白程序需要做的事情。然后將其直接轉(zhuǎn)換成C++語(yǔ)句即可。

 

本書還穿插了一些有意思的“花絮”。不是特別關(guān)鍵，供閑暇時(shí)閱讀。  

 

列出重要事項(xiàng)，要么是需要注意的特殊事項(xiàng)，要么是一些“陷阱”，例如版本問(wèn)題和需要最新編譯器的一些語(yǔ)言功能。

表明當(dāng)前主題只適合最新的C++14語(yǔ)言規(guī)范。

不涉及哪些主題

生命中沒什么是免費(fèi)的，除了愛、落日、空氣和小狗。(實(shí)際上小狗都可能不是免費(fèi)的。前不久我看了一些大丹犬，每只都要大概3000美元。但真的很可愛。)

由于需要強(qiáng)調(diào)對(duì)于初級(jí)到中級(jí)程序員來(lái)說(shuō)重要的主題，所以這一版稍微減少了對(duì)于一些不常用功能的討論。例如，操作符重載(前期一般都不會(huì)在類中編碼這一功能)被移到了最后一章。其他大多數(shù)主題(包括相對(duì)高級(jí)的主題，比如位操作)都只是稍微提了一下。重點(diǎn)還是基礎(chǔ)。

C++或許是目前規(guī)模最大的編程語(yǔ)言，就像英語(yǔ)擁有自然語(yǔ)言中最大的詞庫(kù)一樣。一本面面俱到的入門書，這個(gè)出發(fā)點(diǎn)本身就是錯(cuò)的。但是，如果想學(xué)習(xí)C++的高級(jí)主題，也有大量資源可以參考。

有兩本書我特別推薦。一本是C++語(yǔ)言創(chuàng)始人比雅尼·斯特勞斯特魯普(Bjarne Stroustrup)的《C++編程語(yǔ)言》第4版，這是一本權(quán)威、全面和詳盡的大部頭參考書，建議在C++上手之后學(xué)習(xí)。如一本易于使用的參考書，推薦我自己寫的C++ for the Impatient，它覆蓋了語(yǔ)言和標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù)的幾乎一切內(nèi)容。

圖形用戶界面(GUI)編程對(duì)平臺(tái)依賴較大，要選擇專門的書來(lái)學(xué)習(xí)。本書介紹核心C++語(yǔ)言及其庫(kù)和模板，這些是獨(dú)立于平臺(tái)的。

 

再次提醒：找樂子

C++沒什么好怕的。偶有陷阱，但我會(huì)引領(lǐng)你繞開。在你不小心或者不知道自己在做什么的時(shí)候，C++有時(shí)會(huì)顯得稍難。但通過(guò)不停思考這些問(wèn)題，情況會(huì)變得越來(lái)越好。

C++并不抽象。希望你通過(guò)實(shí)例來(lái)解謎和游戲，并從中獲得樂趣。雖然本書目的是教會(huì)你一門新知識(shí)，但也希望寓教于樂。

源代碼、練習(xí)答案和勘誤

從作者或譯者主頁(yè)下載本書源代碼、練習(xí)答案和勘誤。作者主頁(yè)是http://brianoverland.com/books/或https://github.com/transbot/CPP-without-fear。譯者主頁(yè)是https://bookzhou.com。

致謝

這一版是編輯金姆(Kim Boedigheimer)和我在西雅圖派克市場(chǎng)附近喝茶的時(shí)候確定下來(lái)的。這本書更像是她的孩子而不是我的。她帶來(lái)了一個(gè)出色的編輯和生產(chǎn)團(tuán)隊(duì)，極大簡(jiǎn)化了我的工作。團(tuán)隊(duì)成員包括科瑟爾(Kesel Wilson)、黛博拉(Deborah Thompson)、克里斯(Chris Zahn)、蘇珊(Susan Brown Zahn)和約翰(John Fuller)。

 

特別感謝萊奧爾(Leor Zolman)出色的技術(shù)審校。感謝微軟前軟件開發(fā)工程師約翰(John R. Bennett)提供許多有益的反饋。還要感謝網(wǎng)絡(luò)作家大衛(wèi)(David Jack)提供一些有用的插圖。

目錄

第1章  開始使用C++ 1

1.1  安裝Microsoft Visual Studio 

2015/2017 1

1.2  用Microsoft Visual Studio創(chuàng)建

項(xiàng)目 3

1.3  用Microsoft Visual Studio寫程序 4

1.4  用Visual Studio運(yùn)行程序 5

1.5  兼容性問(wèn)題#1：stdafx.h或pch.h 5

1.6  兼容性問(wèn)題#2：暫停屏幕 6

1.7  如果不用Visual Studio 7

1.8  跳到下個(gè)打印行 10

1.9  存儲(chǔ)數(shù)據(jù)：C++變量 13

1.10  數(shù)據(jù)類型簡(jiǎn)介 14

1.11  變量名和關(guān)鍵字的注意事項(xiàng) 21

小結(jié) 22

第2章  判斷語(yǔ)句 25

2.1  準(zhǔn)備功課：數(shù)據(jù)類型 25

2.2  在程序中判斷 26

2.3  循環(huán)入門 33

2.4  C++的真和假 39

2.5  遞增操作符(++) 39

2.6  語(yǔ)句和表達(dá)式 41

2.7  布爾(短路)邏輯入門 42

2.8  Math庫(kù)入門 45

小結(jié) 51

第3章  判斷語(yǔ)句進(jìn)階 53

3.1  do-while循環(huán) 53

3.2  隨機(jī)數(shù)入門 56

3.3  switch-case語(yǔ)句 63

小結(jié) 67

第4章  全能又好用的for語(yǔ)句 69

4.1  計(jì)數(shù)循環(huán) 69

4.2  for循環(huán)入門 70

4.3  大量例子 71

4.4  局部循環(huán)變量 75

4.5  語(yǔ)言對(duì)比：Basic語(yǔ)言的

For語(yǔ)句 78

小結(jié) 79

第5章  被大量調(diào)用的函數(shù) 81

5.1  函數(shù)的概念 81

5.2  函數(shù)的使用 82

5.3  局部和全局變量 90

5.4  遞歸函數(shù) 92

5.5  繼續(xù)游戲 107

小結(jié) 108

第6章  數(shù)組 111

6.1  C++數(shù)組初探 111

6.2  初始化數(shù)組 112

6.3  基于零的索引 113

6.4  字節(jié)串和字符串?dāng)?shù)組 121

6.5  二維數(shù)組：進(jìn)入矩陣 127

小結(jié) 128

第7章  指針 131

7.1  指針到底是什么？ 131

7.2  指針概念 132

7.3  聲明和使用指針 133

7.4  函數(shù)中的數(shù)據(jù)流 140

7.5  交換：另一個(gè)使用指針的函數(shù) 141

7.6  引用參數(shù)(&) 147

7.7  指針運(yùn)算 147

7.8  指針和數(shù)組處理 149

小結(jié) 153

第8章  字符串：分析文本 155

8.1  計(jì)算機(jī)如何存儲(chǔ)文本 155

8.2  單字符和字符串 169

8.3  C++語(yǔ)言的string類 172

小結(jié) 179

第9章  文件：電子存儲(chǔ) 183

9.1  文件流對(duì)象入門 183

9.2  對(duì)比文本文件和二進(jìn)制文件 191

9.3  二進(jìn)制運(yùn)算基礎(chǔ) 193

小結(jié) 200

第10章  類和對(duì)象 203

10.1  理解OOP 203

10.2  對(duì)象的含義 204

10.3  Point：一個(gè)簡(jiǎn)單的類 206

10.4  Fraction類基礎(chǔ) 212

小結(jié) 229

第11章  構(gòu)造函數(shù) 231

11.1  構(gòu)造函數(shù)入門 231

11.2  引用變量和引用參數(shù)(&) 242

11.3  拷貝構(gòu)造函數(shù) 243

11.4  將字符串轉(zhuǎn)換為分?jǐn)?shù)的構(gòu)造

函數(shù) 245

小結(jié) 247

第12章  兩個(gè)完整的OOP例子 249

12.1  動(dòng)態(tài)對(duì)象創(chuàng)建 249

12.2  new和delete的其他用法 250

12.3  二叉樹應(yīng)用 251

12.4  漢諾塔問(wèn)題：動(dòng)畫版 260

小結(jié) 267

第13章  用STL簡(jiǎn)化編程 269

13.1  列表模板 269

13.2  設(shè)計(jì)RPN計(jì)算器 277

13.3  正確解釋尖括號(hào) 286

小結(jié) 287

第14章  面向?qū)ο蟮娜�門問(wèn)題 289

14.1  邏輯推理 289

14.2  電視節(jié)目(面向?qū)ο蟀? 291

小結(jié) 307

第15章  面向?qū)ο蟮膿淇伺朴螒?span id="epizqqp1gsyu" class="Apple-tab-span" style="white-space:pre"> 309

15.1  贏在拉斯維加斯 309

15.2  怎樣抽牌 310

15.3  vector模板 319

15.4  判斷牌型 325

小結(jié) 333

第16章  多態(tài)版撲克牌游戲 335

16.1  多種牌墩 335

16.2  “純虛”和其他抽象事項(xiàng) 345

16.3  抽象類和接口 346

16.4  面向?qū)ο蠛虸/O 347

小結(jié) 354

第17章  C++14新功能 357

17.1  C++14最新功能 357

17.2  C++11引入的功能 362

小結(jié) 381

第18章  操作符函數(shù)：用類來(lái)完成 385

18.1  操作符函數(shù)入門 385

18.2  作為全局函數(shù)的操作符函數(shù) 387

18.3  通過(guò)引用提高效率 389

18.4  操作其他類型 399

18.5  類賦值函數(shù)(=) 399

18.6  相等性測(cè)試函數(shù)(==) 401

18.7  類的“打印”函數(shù) 402

18.8  結(jié)語(yǔ)(關(guān)于操作符) 406

小結(jié) 407

附錄A  操作符 411

附錄B  數(shù)據(jù)類型 419

附錄C  語(yǔ)法總結(jié) 425

附錄D  預(yù)處理指令 437

附錄E  ASCII代碼 443

附錄F  標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù) 447

附錄G  I/O流對(duì)象和類 455

附錄H  STL類和對(duì)象 461

附錄I  術(shù)語(yǔ)表 469