diff --git a/zh-cn/c++-cn.html.markdown b/zh-cn/c++-cn.html.markdown new file mode 100644 index 00000000..f1bdf158 --- /dev/null +++ b/zh-cn/c++-cn.html.markdown @@ -0,0 +1,579 @@ +--- +language: c++ +filename: learncpp.cpp +contributors: + - ["Steven Basart", "http://github.com/xksteven"] + - ["Matt Kline", "https://github.com/mrkline"] +translators: + - ["Arnie97", "https://github.com/Arnie97"] +lang: zh-cn +--- + +C++是一種系統編程語言。用它的發明者, +[Bjarne Stroustrup的話](http://channel9.msdn.com/Events/Lang-NEXT/Lang-NEXT-2014/Keynote)來說,C++的設計目標是: + +- 成爲「更好的C語言」 +- 支持數據的抽象與封裝 +- 支持面向對象編程 +- 支持泛型編程 + +C++提供了對硬件的緊密控制(正如C語言一樣), +能夠編譯爲機器語言,由處理器直接執行。 +與此同時,它也提供了泛型、異常和類等高層功能。 +雖然C++的語法可能比某些出現較晚的語言更複雜,它仍然得到了人們的青睞—— +功能與速度的平衡使C++成爲了目前應用最廣泛的系統編程語言之一。 + +```c++ +//////////////// +// 與C語言的比較 +//////////////// + +// C++_幾乎_是C語言的一個超集,它與C語言的基本語法有許多相同之處, +// 例如變量和函數的聲明,原生數據類型等等。 + +// 和C語言一樣,在C++中,你的程序會從main()開始執行, +// 該函數的返回值應當爲int型,這個返回值會作爲程序的退出狀態值。 +// 不過,大多數的編譯器(gcc,clang等)也接受 void main() 的函數原型。 +// (參見 http://en.wikipedia.org/wiki/Exit_status 來獲取更多信息) +int main(int argc, char** argv) +{ + // 和C語言一樣,命令行參數通過argc和argv傳遞。 + // argc代表命令行參數的數量, + // 而argv是一個包含“C語言風格字符串”(char *)的數組, + // 其中每個字符串代表一個命令行參數的內容, + // 首個命令行參數是調用該程序時所使用的名稱。 + // 如果你不關心命令行參數的值,argc和argv可以被忽略。 + // 此時,你可以用int main()作爲函數原型。 + + // 退出狀態值爲0時,表示程序執行成功 + return 0; +} + +// 然而,C++和C語言也有一些區別: + +// 在C++中,字符字面量的大小是一個字節。 +sizeof('c') == 1 + +// 在C語言中,字符字面量的大小與int相同。 +sizeof('c') == sizeof(10) + + +// C++的函數原型與函數定義是嚴格匹配的 +void func(); // 這個函數不能接受任何參數 + +// 而在C語言中 +void func(); // 這個函數能接受任意數量的參數 + +// 在C++中,用nullptr代替C語言中的NULL +int* ip = nullptr; + +// C++也可以使用C語言的標準頭文件, +// 但是需要加上前綴“c”並去掉末尾的“.h”。 +#include + +int main() +{ + printf("Hello, world!\n"); + return 0; +} + +/////////// +// 函數重載 +/////////// + +// C++支持函數重載,provided each function takes different parameters. + +void print(char const* myString) +{ + printf("String %s\n", myString); +} + +void print(int myInt) +{ + printf("My int is %d", myInt); +} + +int main() +{ + print("Hello"); // 解析爲 void print(const char*) + print(15); // 解析爲 void print(int) +} + +/////////////////// +// 函數參數的默認值 +/////////////////// + +// 你可以爲函數的參數指定默認值, +// 它們將會在調用者沒有提供相應參數時被使用。 + +void doSomethingWithInts(int a = 1, int b = 4) +{ + // 對兩個參數進行一些操作 +} + +int main() +{ + doSomethingWithInts(); // a = 1, b = 4 + doSomethingWithInts(20); // a = 20, b = 4 + doSomethingWithInts(20, 5); // a = 20, b = 5 +} + +// 默認參數必須放在所有的常規參數之後。 + +void invalidDeclaration(int a = 1, int b) // 這是錯誤的! +{ +} + + +/////////// +// 命名空間 +/////////// + +// 命名空間爲變量、函數和其他聲明提供了【separate】的作用域。 +// 命名空間可以嵌套使用。 + +namespace First { + namespace Nested { + void foo() + { + printf("This is First::Nested::foo\n"); + } + } // end namespace Nested +} // end namespace First + +namespace Second { + void foo() + { + printf("This is Second::foo\n") + } +} + +void foo() +{ + printf("This is global foo\n"); +} + +int main() +{ + // 如果沒有特別指定,所有【對象】都使用【取自】"Second"中的【聲明】。 + using namespace Second; + + foo(); // 顯示 "This is Second::foo" + First::Nested::foo(); // 顯示 "This is First::Nested::foo" + ::foo(); // 顯示 "This is global foo" +} + +//////////// +// 輸入/輸出 +//////////// + +// C++使用“流”來輸入輸出。 +// cin、cout、和cerr分別代表stdin(標準輸入)、stdout(標準輸出)和stderr(標準錯誤)。 +// <<是流的插入運算符,>>是流提取運算符。 + +#include // Include for I/O streams + +using namespace std; // 輸入輸出流在std命名空間(也就是標準庫)中。 + +int main() +{ + int myInt; + + // 在標準輸出(終端/顯示器)中顯示 + cout << "Enter your favorite number:\n"; + // 從標準輸入(鍵盤)獲得一個值 + cin >> myInt; + + // cout can also be formatted + cout << "Your favorite number is " << myInt << "\n"; + // 顯示 "Your favorite number is " + + cerr << "Used for error messages"; +} + +///////// +// 字符串 +///////// + +// C++中的字符串是對象,它們有很多成員函數 +#include + +using namespace std; // 字符串也在std命名空間(標準庫)中。 + +string myString = "Hello"; +string myOtherString = " World"; + +// + 可以用於連接字符串。 +cout << myString + myOtherString; // "Hello World" + +cout << myString + " You"; // "Hello You" + +// C++中的字符串是可變的,具有“值語義”。 +myString.append(" Dog"); +cout << myString; // "Hello Dog" + + +///////////// +// 引用 +///////////// + +// 除了支持C語言中的指針類型以外,C++還提供了_引用_。 +// 引用是一種特殊的指針類型,一旦被定義就不能重新賦值,並且引用不能被設置爲空值。 +// 使用引用時的語法與原變量相同: +// 也就是說,對引用類型進行解引用時,不需要使用*; +// 賦值時也不需要用&來取地址。 + +using namespace std; + +string foo = "I am foo"; +string bar = "I am bar"; + + +string& fooRef = foo; // 建立了一個對foo的引用。 +fooRef += ". Hi!"; // 通過引用來修改foo的值 +cout << fooRef; // "I am foo. Hi!" + +// 這句話的並不會改變fooRef的指向,其效果與“foo = bar”相同。 +// 也就是說,在執行這條語句之後,foo == "I am bar"。 +fooRef = bar; + +const string& barRef = bar; // 建立指向bar的【const ref】。 +// 和C語言中一樣,聲明爲常數的值(包括指針和引用)不能被修改。 +barRef += ". Hi!"; // 這是錯誤的,【const ref】不能被修改。 + +/////////////////// +// 類與面向對象編程 +/////////////////// + +// 有關類的第一個示例 +#include + +// 聲明一個類。 +// 類通常在頭文件(.h或.hpp)中聲明。 +class Dog { + // 成員變量和成員函數默認情況下是私有(private)的。 + std::string name; + int weight; + +// 在這個標籤之後,所有聲明都是公有(public)的, +// 直到重新指定“private:”(私有繼承)或“protected:”(保護繼承)爲止 +public: + + // 默認的構造器 + Dog(); + + // Member function declarations (implementations to follow) + // Note that we use std::string here instead of placing + // using namespace std; + // above. + // Never put a "using namespace" statement in a header. + void setName(const std::string& dogsName); + + void setWeight(int dogsWeight); + + // Functions that do not modify the state of the object + // should be marked as const. + // This allows you to call them if given a const reference to the object. + // Also note the functions must be explicitly declared as _virtual_ + // in order to be overridden in derived classes. + // Functions are not virtual by default for performance reasons. + virtual void print() const; + + // 函數也可以在class body內部定義。 + // 這樣定義的函數會自動成爲內聯函數。 + void bark() const { std::cout << name << " barks!\n" } + + // 除了構造器以外,C++還提供了析構器。 + // These are called when an object is deleted or falls out of scope. + // 這使得如同下文中的RAII這樣的強大範式成爲可能。 + // Destructors must be virtual to allow classes to be derived from this one. + virtual ~Dog(); + +}; // 在類的定義後必須加一個分號 + +// 類的成員函數通常在.cpp文件中實現。 +void Dog::Dog() +{ + std::cout << "A dog has been constructed\n"; +} + +// 對象(例如字符串)應當以引用的形式傳遞, +// 不需要修改的對象則應當作爲【const ref】。 +void Dog::setName(const std::string& dogsName) +{ + name = dogsName; +} + +void Dog::setWeight(int dogsWeight) +{ + weight = dogsWeight; +} + +// Notice that "virtual" is only needed in the declaration, not the definition. +void Dog::print() const +{ + std::cout << "Dog is " << name << " and weighs " << weight << "kg\n"; +} + +void Dog::~Dog() +{ + cout << "Goodbye " << name << "\n"; +} + +int main() { + Dog myDog; // 此時顯示“A dog has been constructed” + myDog.setName("Barkley"); + myDog.setWeight(10); + myDog.printDog(); // 顯示“Dog is Barkley and weighs 10 kg” + return 0; +} // 顯示“Goodbye Barkley” + +// 繼承: + +// 這個類繼承了Dog類中的公有(public)和保護(protected)對象 +class OwnedDog : public Dog { + + void setOwner(const std::string& dogsOwner) + + // 重寫OwnedDogs類的print方法。 + // 如果你不熟悉子類多態的話,可以參考這個頁面中的概述: + // http://en.wikipedia.org/wiki/Polymorphism_(computer_science)#Subtyping + + // override關鍵字是可選的,它確保你是在重寫基類中的方法。 + void print() const override; + +private: + std::string owner; +}; + +// 與此同時,在對應的.cpp文件裏: + +void OwnedDog::setOwner(const std::string& dogsOwner) +{ + owner = dogsOwner; +} + +void OwnedDog::print() const +{ + Dog::print(); // 調用基類Dog中的print方法 + // "Dog is and weights " + + std::cout << "Dog is owned by " << owner << "\n"; + // "Dog is owned by " +} + +///////////////////// +// 初始化與運算符重載 +///////////////////// + +// 在C++中,你可以重載+、-、*、/等運算符的行爲。 +// This is done by defining a function +// which is called whenever the operator is used. + +#include +using namespace std; + +class Point { +public: + // 可以以這樣的方式爲成員變量設置默認值。 + double x = 0; + double y = 0; + + // Define a default constructor which does nothing + // but initialize the Point to the default value (0, 0) + Point() { }; + + // The following syntax is known as an initialization list + // and is the proper way to initialize class member values + Point (double a, double b) : + x(a), + y(b) + { /* Do nothing except initialize the values */ } + + // 重載 + 運算符 + Point operator+(const Point& rhs) const; + + // 重載 += 運算符 + Point& operator+=(const Point& rhs); + + // 增加 - 和 -= 運算符也是有意義的,這裏不再贅述。 +}; + +Point Point::operator+(const Point& rhs) const +{ + // Create a new point that is the sum of this one and rhs. + return Point(x + rhs.x, y + rhs.y); +} + +Point& Point::operator+=(const Point& rhs) +{ + x += rhs.x; + y += rhs.y; + return *this; +} + +int main () { + Point up (0,1); + Point right (1,0); + // 這裏調用了Point類型的運算符“+” + // 調用up(Point類型)的“+”方法,並以right作爲函數的參數 + Point result = up + right; + // 顯示“Result is upright (1,1)” + cout << "Result is upright (" << result.x << ',' << result.y << ")\n"; + return 0; +} + +/////////// +// 異常處理 +/////////// + +// 標準庫中提供了a few exception types +// (參見http://en.cppreference.com/w/cpp/error/exception) +// but any type can be thrown an as exception +#include + +// All exceptions thrown inside the _try_ block can be caught by subsequent +// _catch_ handlers. +try { + // Do not allocate exceptions on the heap using _new_. + throw std::exception("A problem occurred"); +} +// Catch exceptions by const reference if they are objects +catch (const std::exception& ex) +{ + std::cout << ex.what(); +// Catches any exception not caught by previous _catch_ blocks +} catch (...) +{ + std::cout << "Unknown exception caught"; + throw; // Re-throws the exception +} + +/////// +// RAII +/////// + +// RAII指的是“资源获取就是初始化”(Resource Allocation Is Initialization)。 +// It is often considered the most powerful paradigm in C++, +// and is the simple concept that a constructor for an object +// acquires that object's resources and the destructor releases them. + +// 爲了理解這一範式的用處,讓我們考慮某個函數使用文件句柄時的情況: +void doSomethingWithAFile(const char* filename) +{ + // 首先,讓我們假設一切都會順利進行。 + + FILE* fh = fopen(filename, "r"); // 以只讀模式打開文件 + + doSomethingWithTheFile(fh); + doSomethingElseWithIt(fh); + + fclose(fh); // 關閉文件句柄 +} + +// 不幸的是,隨着錯誤處理機制的引入,事情會變得複雜。 +// 假設fopen有可能執行失敗, +// 而doSomethingWithTheFile和doSomethingElseWithIt會在失敗時返回錯誤代碼。 +// (雖然【Exceptions】是處理錯誤的推薦方式, +// 但是某些程序員,尤其是有C語言背景的,並不認可【exceptions】的效用)。 +// 現在,我們必須檢查每個函數調用是否成功執行,並在問題發生的時候關閉文件句柄。 +bool doSomethingWithAFile(const char* filename) +{ + FILE* fh = fopen(filename, "r"); // 以只讀模式打開文件 + if (fh == nullptr) // 當執行失敗是,返回的指針是nullptr + return false; // 向調用者彙報錯誤 + + // 假設每個函數會在執行失敗時返回false + if (!doSomethingWithTheFile(fh)) { + fclose(fh); // Close the file handle so it doesn't leak. + return false; // 反饋錯誤 + } + if (!doSomethingElseWithIt(fh)) { + fclose(fh); // Close the file handle so it doesn't leak. + return false; // 反饋錯誤 + } + + fclose(fh); // Close the file handle so it doesn't leak. + return true; // 指示函數已成功執行 +} + +// C語言的程序員通常會借助goto語句簡化上面的代碼: +bool doSomethingWithAFile(const char* filename) +{ + FILE* fh = fopen(filename, "r"); + if (fh == nullptr) + return false; + + if (!doSomethingWithTheFile(fh)) + goto failure; + + if (!doSomethingElseWithIt(fh)) + goto failure; + + fclose(fh); // 關閉文件 + return true; // 執行成功 + +failure: + fclose(fh); + return false; // 反饋錯誤 +} + +// If the functions indicate errors using exceptions, +// things are a little cleaner, but still sub-optimal. +void doSomethingWithAFile(const char* filename) +{ + FILE* fh = fopen(filename, "r"); // 以只讀模式打開文件 + if (fh == nullptr) + throw std::exception("Could not open the file."); + + try { + doSomethingWithTheFile(fh); + doSomethingElseWithIt(fh); + } + catch (...) { + fclose(fh); // 保證出錯的時候文件被正確關閉 + throw; // Then re-throw the exception. + } + + fclose(fh); // 關閉文件 + // 所有工作順利完成 +} + +// Compare this to the use of C++'s file stream class (fstream) +// fstream利用自己的析構器來關閉文件句柄。 +// Recall from above that destructors are automatically called +// whenver an object falls out of scope. +void doSomethingWithAFile(const std::string& filename) +{ + // ifstream is short for input file stream + std::ifstream fh(filename); // Open the file + + // 對文件進行一些操作 + doSomethingWithTheFile(fh); + doSomethingElseWithIt(fh); + +} // 文件已經被析構器自動關閉 + +// 與上面幾種方式相比,這種方式有着_明顯_的優勢: +// 1. 無論發生了什麼情況,資源(此例當中是文件句柄)都會被正確關閉。 +// 只要你正確使用了析構器,就_不會_因爲忘記關閉句柄,造成資源的泄漏。 +// 2. Note that the code is much cleaner. +// The destructor handles closing the file behind the scenes +// without you having to worry about it. +// 3. The code is exception safe. +// An exception can be thrown anywhere in the function and cleanup +// will still occur. + +// All idiomatic C++ code uses RAII extensively for all resources. +// Additional examples include +// - Memory using unique_ptr and shared_ptr +// - Containers - the standard library linked list, +// vector (i.e. self-resizing array), hash maps, and so on +// all automatically destroy their contents when they fall out of scope. +// - Mutexes using lock_guard and unique_lock +``` +擴展閱讀: + + 提供了最新的語法參考。 + +可以在 找到一些補充資料。