C++语言导学（英文版·第2版）

在本书中，C++的创造者Bjarne Stroustrup描述了现代C++语言的构成。这本简洁、自成体系的导论书籍包含C++语言大多数主要特性和标准库组件，当然，也并未深入介绍，而是给予程序员一个有意义的语言概述、一些关键的例子以及起步阶段的实用帮助。 在本书中，作者通过介绍编程风格（例如面向对象编程和泛型编程）引出支持它们的C++特性。从基本特性开始，延伸到更宽范围的进阶主题，包括很多C++17新特性，例如移动语义、一致初始化、lambda表达式、改进的容器、随机数以及并发。本书非常全面，甚至包含一些为C++20提出的扩展，例如概念和模块。本书最后讨论了C++语言的设计和演化。 这本C++导论书籍的主旨不在于教你如何编程（如果出于这一目的，请参阅本作者的《C++程序设计：原理与实践》(原书第2版）(分基础篇、进阶篇)，已由机械工业出版社出版），它也不可能是你精通C++的唯一资源（如果出于这一目的，请参阅本作者的《C++程序设计语言》（原书第4版），已由机械工业出版社出版，以及推荐的在线资源）。但是，如果你是一名C或C++程序员，希望更加熟悉现在的C++语言，或者你是一名精通其他语言的程序员，希望获得有关现代C++语言本质和优点的精确描述，你不可能找到比这本导学书籍更短或更简单的介绍了。

第1章　基础知识 1 1.1　引言 1 1.2　程序 2 1.3　函数 4 1.4　类型、变量和算术运算 5 1.5　作用域和生命周期 9 1.6　常量 9 1.7　指针、数组和引用 11 1.8　测试 14 1.9　映射到硬件 16 1.10　建议 18 第2章　用户自定义类型 21 2.1　引言 21 2.2　结构 22 2.3　类 23 2.4　联合 25 2.5　枚举 26 2.6　建议 27 第3章 　模块化 29 3.1　引言 29 3.2　分别编译 30 3.3　模块（C++20） 32 3.4　名字空间 34 3.5　错误处理 35 3.6　函数参数和返回值 36 3.7　建议 46 第4章　类 47 4.1　引言 47 4.2　具体类型 48 4.3　抽象类型 54 4.4　虚函数 …56 4.5　类层次 …57 4.6　建议 63 第5章　基本操作 65 5.1　引言 65 5.2　拷贝和移动 68 5.3　资源管理 72 5.4　常规操作 74 5.5　建议 77 第6章　模板 79 6.1　引言 79 6.2　参数化类型 79 6.3　参数化操作 84 6.4 模板机制 89 6.5 建议 92 第7章　概念与泛型编程 93 7.1　引言 93 7.2　概念 94 7.3　泛型编程 98 7.4　可变参数模板 100 7.5　模板编译模式 104 7.6　建议 104 第8章　标准库概览 107 8.1　介绍 107 8.2　标准库组件 108 8.3　标准库头文件和名字空间 109 8.4　建议 110 第9章　字符串和正则表达式 111 9.1　介绍 111 9.2　字符串 111 9.3　字符串视图 114 9.4　正则表达式 116 9.5 建议 122 第10章　输入输出 123 10.1　介绍 123 10.2　输出 123 10.3　输入 125 10.4　I/O状态 127 10.5　用户自定义类型的I/O 128 10.6　格式化 129 10.7　文件流 130 10.8　字符串流 130 10.9　C风格I/O 131 10.10　文件系统 132 10.11　建议 136 第11章　容器 137 11.1　介绍 137 11.2　vector 138 11.3　list 142 11.4　map 144 11.5　unordered_map 144 11.6　容器概览 146 11.7　建议 148 第12章　算法 149 12.1　介绍 149 12.2　使用迭代器 150 12.3　迭代器类型 153 12.4　流迭代器 154 12.5　谓词 155 12.6　算法概览 156 12.7　概念（C++20） 157 12.8　容器算法 160 12.9　并行算法 161 12.10　建议 161 第13章　实用工具 163 13.1　引言 163 13.2　资源管理 164 13.3　范围检查：span 168 13.4　特殊容器 170 13.5　替代选择 174 13.6　分配器 178 13.7　时间 179 13.8　函数适配 180 13.9　类型函数 181 13.10　建议 185 第14章　数值 187 14.1　引言 187 14.2　数学函数 188 14.3　数值算法 189 14.4　复数 190 14.5　随机数 191 14.6　向量算术 192 14.7　数值限制 193 14.8　建议 193 第15章　并发 195 15.1　引言 195 15.2　任务和thread 196 15.3　传递参数 197 15.4　返回结果 198 15.5　共享数据 199 15.6　等待事件 200 15.7　任务通信 202 15.8　建议 205 第16章　历史和兼容性 207 16.1　历史 207 16.2　C++特性演化 214 16.3　C/C++兼容性 218 16.4　参考文献 222 16.5　建议 225 Contents ContentsPreface 1The Basics1 1.1 Introduction........................................ 1 1.2 Programs........................................ 2 1.3 Functions........................................ 4 1.4 Types, Variables, and Arithmetic.......................... 5 1.5 Scopeand Lifetime........................................ 9 1.6 Constants........................................ 9 1.7 Pointers,Arrays, and References.......................... 11 1.8 Tests ........................................14 1.9 Mappingto Hardware ........................................16 1.10 Advice........................................ 18 2User-Defined ypes 21 2.1 Introduction..................................... 21 2.2 Structures........................................ 22 2.3 Classes........................................ 23 2.4 Unions........................................ 25 2.5 Enumerations........................................ 26 2.6 Advice........................................ 27 3Modularity 29 3.1 Introduction........................................ 29 3.2 SeparateCompilation ........................................30 3.3 Modules(C++20) ........................................32 3.4 Namespaces........................................ 34 3.5 ErrorHandling ........................................35 3.6 FunctionArguments and Return Values .....................................36 3.7 Advice........................................ 46 4Classes 47 4.1 Introduction........................................ 47 4.2 ConcreteTypes ........................................48 4.3 AbstractTypes ........................................54 4.4 Virtual Functions........................................ 56 4.5 ClassHierarchies ........................................57 4.7 Advice........................................ 63 5Essential Operations65 5.1 Introduction........................................ 65 5.2 Copyand Move ........................................ 68 5.3 ResourceManagement ........................................72 5.4 Conventional Operations....................................... 74 5.5 Advice........................................ 77 6Templates 79 6.1 Introduction........................................ 79 6.2 Parameterized Types ........................................79 6.3 Parameterized Operations..................................... 84 6.4 Template Mechanisms........................................ 89 6.5 Advice........................................ 92 7Concepts and Generic Programming 93 7.1 Introduction........................................ 93 7.2 Concepts........................................ 94 7.3 GenericProgramming ........................................98 7.4 Variadic Templates ........................................100 7.5 Template Compilation Model............................... 104 7.6 Advice........................................ 104 8Library Overview 107 8.1 Introduction........................................ 107 8.2 Standard-LibraryComponents ..............................108 8.3 Standard-LibraryHeaders and Namespace................................. 109 8.4 Advice........................................ 110 9Strings and Regular Expressions 111 9.1 Introduction........................................ 111 9.2 Strings........................................ 111 9.3 StringViews........................................ 114 9.4 Regular Expressions........................................ 116 9.5 Advice........................................ 122 10 Input and Output123 10.1 Introduction........................................ 123 10.2 Output........................................ 123 10.3 Input........................................ 125 10.4 I/OState ........................................127 10.5 I/Oof User-Defined ypes ....................................128 10.6 Formatting ........................................129 10.7 FileStreams ........................................130 10.8 StringStreams ........................................130 10.9 C-styleI/O ........................................131 10.10 FileSystem ........................................132 10.11 Advice........................................ 136 11 Containers137 11.1 Introduction........................................ 137 11.2vector........................................ 138 11.3list........................................ 142 11.4map........................................ 144 11.5unordered_map........................................ 144 11.6 ContainerOverview........................................ 146 11.7 Advice........................................ 148 12 Algorithms149 12.1 Introduction........................................ 149 12.2 Useof Iterators........................................ 150 12.3 IteratorTypes ........................................153 12.4 StreamIterators ........................................154 12.5 Predicates........................................ 155 12.6 AlgorithmOverview........................................ 156 12.7 Concepts(C++20) ........................................157 12.8 ContainerAlgorithms ........................................160 12.9 Parallel Algorithms........................................ 161 12.10 Advice........................................ 161 13 Utilities163 13.1 Introduction........................................ 163 13.2 ResourceManagement ........................................164 13.3 RangeChecking:span........................................ 168 13.4 SpecializedContainers ........................................170 13.5 Alternatives........................................ 174 13.6 Allocators........................................ 178 13.7 Time ........................................179 13.8 FunctionAdaption ........................................180 13.9 Type Functions........................................ 181 13.10 Advice........................................ 185 14 Numerics187 14.1 Introduction........................................ 187 14.2 MathematicalFunctions ........................................188 14.3 NumericalAlgorithms ........................................189 14.4 ComplexNumbers ........................................190 14.5 RandomNumbers ........................................191 14.6 Vector Arithmetic........................................ 192 14.7 NumericLimits ........................................193 14.8 Advice........................................ 193 15 Concurrency 195 15.1 Introduction........................................ 195 15.2 Tasks andthreads........................................ 196 15.3 Passing Arguments ........................................197 15.4 ReturningResults ........................................198 15.5 SharingData ........................................199 15.6 Waiting for Events ........................................200 15.7 CommunicatingTasks ........................................202 15.8 Advice........................................ 205 16 History and Compatibility207 16.1 History........................................ 207 16.2 C++Feature Evolution ........................................214 16.3 C/C++Compatibility ........................................218 16.4 Bibliography........................................ 222 16.5 Advice........................................ 225

本贾尼·斯特劳斯特鲁普（Bjarne Stroustrup） 是C++的设计者和最初的实现者，他也是《C++程序设计:原理与实践（原书第2版）》和《C++程序设计语言（原书第4版）》等书的作者。他曾在贝尔实验室、AT&T实验室和德州农工大学工作，现在担任纽约市摩根斯坦利技术部门总经理和哥伦比亚大学客座教授。他获得过多项荣誉，包括因“构思并开发了C++程序设计语言”获得美国国家工程院2018年查尔斯·斯塔克·德雷珀奖。斯特劳斯特鲁普博士是美国国家工程院会员、IEEE会士和ACM会士。

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