21天学通C++（第6版）pdf

21天学通C++（第6版） 内容简介

《21天学通C++(第6版)》通过大量短小精悍的程序详细而全面地阐述了C++的基本概念和技术，包括管理输入/输出、循环和数组、面向对象编程、模板、使用标准模板库以及创建C++应用程序等。这些内容被组织成结构合理、联系紧密的章节，每章都可在1小时内阅读完毕；每章都提供了示例程序清单，并辅以示例输出和代码分析，以阐述该章介绍的主题。为加深读者对所学内容的理解，每章末尾都提供了常见问题及其答案以及练习和测验。读者可对照附录D提供的测验和练习答案，了解自己对所学内容的掌握程度。

《21天学通C++(第6版)》是针对C++初学者编写的，不要求读者有C语言方面的背景知识，可作为高等院校教授C++课程的教材，也可供初学者自学C++时使用。

21天学通C++（第6版） 目录

第一部分　基础知识

第1章　绪论　2

1.1　C++简史　2

1.1.1　解释器和编译器　3

1.1.2　不断变化的需求和平台　3

1.1.3　过程化编程、结构化编程和面向对象编程　4

1.1.4　面向对象编程(OOP)　4

1.1.5　C++和面向对象编程　4

1.2　C++的发展历程　5

1.3　应该先学习C语言吗　5

1.4　微软的C++托管扩展　6

1.5　ANSI标准　6

1.6　编程准备　6

1.7　开发环境　7

1.8　创建程序的步骤　7

1.8.1　用编译器生成对象文件　7

1.8.2　用链接器生成可执行文件　7

1.9　程序开发周期　8

1.10　HELLO.cpp：第一个C++程序　9

1.11　编译器初步　10

1.12　编译错误　11

1.13　总结　11

1.14　问与答　11

1.15　作业　12

1.15.1　测验　12

1.15.2　练习　12

第2章　C++程序的组成部分　13

2.1　一个简单程序　13

2.2　cout简介　14

2.3　使用标准名称空间　16

2.4　对程序进行注释　17

2.4.1　注释的类型　17

2.4.2　使用注释　18

2.4.3　有关注释的警告　18

2.5　函数　18

2.5.1　使用函数　19

2.5.2　方法和函数　21

2.6　总结　21

2.7　问与答　21

2.8　作业　21

2.8.1　测验　21

2.8.2　练习　21

第3章　使用变量和常量　23

3.1　什么是变量　23

3.1.1　将数据存储在内存中　23

3.1.2　预留内存　24

3.1.3　整型变量的大小　24

3.1.4　基本变量类型　24

3.2　定义变量　25

3.2.1　区分大小写　26

3.2.2　命名规则　26

3.2.3　关键字　27

3.3　确定变量类型占用的内存量　27

3.4　一次创建多个变量　28

3.5　给变量赋值　28

3.6　使用typedef创建别名　29

3.7　何时使用short和long　30

3.7.1　unsigned整型变量的回绕　31

3.7.2　signed整型变量的回绕　31

3.8　使用字符　32

3.8.1　字符和数字　32

3.8.2　特殊打印字符　33

3.9　常量　34

3.9.1　字面常量　34

3.9.2　符号常量　34

3.10　枚举常量　35

3.11　总结　36

3.12　问与答　37

3.13　作业　37

3.13.1　测验　37

3.13.2　练习　38

第4章　管理数组和字符串　39

4.1　什么是数组　39

4.1.1　访问数组元素　39

4.1.2　在数组末尾后写入数据　40

4.1.3　护栏柱错误　42

4.1.4　初始化数组　42

4.1.5　声明数组　43

4.2　使用多维数组　44

4.2.1　声明多维数组　44

4.2.2　初始化多维数组　44

4.3　字符数组和字符串　46

4.4　使用方法strcpy()和strncpy()　48

4.5　string类　49

4.6　总结　50

4.7　问与答　51

4.8　作业　51

4.8.1　测验　51

4.8.2　练习　51

第5章　使用表达式、语句和运算符　53

5.1　语句简介　53

5.1.1　使用空白　53

5.1.2　语句块和复合语句　54

5.2　表达式　54

5.3　使用运算符　55

5.3.1　赋值运算符　55

5.3.2　数学运算符　55

5.3.3　整数除法和求模　56

5.4　结合使用赋值运算符与数学运算符　57

5.5　递增和递减　57

5.6　理解运算符优先级　59

5.7　括号的嵌套　59

5.8　真值的本质　60

5.9　if语句　61

5.9.1　缩进风格　63

5.9.2　else语句　63

5.9.3　高级if语句　65

5.10　在嵌套if语句中使用大括号　66

5.11　使用逻辑运算符　68

5.11.1　逻辑AND运算符　68

5.11.2　逻辑OR运算符　68

5.11.3　逻辑NOT运算符　68

5.12　简化求值　68

5.13　关系运算符的优先级　69

5.14　再谈真和假　69

5.15　条件运算符(三目运算符)　70

5.16　总结　71

5.17　问与答　71

5.18　作业　71

5.18.1　测验　71

5.18.2　练习　72

第6章　使用函数组织代码　73

6.1　什么是函数　73

6.2　返回值、参数和实参　74

6.3　声明和定义函数　74

6.3.1　函数原型　74

6.3.2　定义函数　75

6.4　函数的执行　76

6.5　确定变量的作用域　77

6.5.1　局部变量　77

6.5.2　作用域为语句块的局部变量　78

6.6　参数是局部变量　79

6.6.1　全局变量　80

6.6.2　有关全局变量的注意事项　81

6.7　创建函数语句时的考虑因素　81

6.8　再谈函数实参　81

6.9　再谈返回值　82

6.10　默认参数　83

6.11　重载函数　85

6.12　函数特有的主题　87

6.12.1　内联函数　87

6.12.2　递归　89

6.13　函数的工作原理　92

6.13.1　抽象层次　92

6.13.2　划分RAM　92

6.13.3　堆栈和函数　93

6.14　总结　94

6.15　问与答　94

6.16　作业　95

6.16.1　测验　95

6.16.2　练习　95

第7章　控制程序流程　97

7.1　循环　97

7.1.1　循环的鼻祖：goto　97

7.1.2　为何避免使用goto语句　98

7.2　使用while循环　98

7.2.1　更复杂的while语句　99

7.2.2　continue和break简介　100

7.2.3　while(true)循环　102

7.3　实现do...while循环　103

7.4　使用do...while　103

7.5　for循环　105

7.5.1　高级for循环　106

7.5.2　空for循环　108

7.5.3　循环嵌套　109

7.5.4　for循环中声明的变量的作用域　110

7.6　循环小结　111

7.7　使用switch语句控制程序流程　112

7.8　总结　116

7.9　问与答　117

7.10　作业　117

7.10.1　测验　117

7.10.2　练习　117

第8章　阐述指针　119

8.1　什么是指针　119

8.1.1　内存简介　119

8.1.2　获取变量的内存地址　120

8.1.3　将变量的地址存储到指针中　120

8.1.4　指针名　121

8.1.5　获取指针指向的变量的值　121

8.1.6　使用间接运算符解除引用　122

8.1.7　指针、地址和变量　122

8.1.8　使用指针来操纵数据　123

8.1.9　查看地址　124

8.1.10　指针和数组名　125

8.1.11　数组指针和指针数组　126

8.2　为什么使用指针　127

8.3　栈和自由存储区(堆)　127

8.3.1　使用关键字new分配内存　128

8.3.2　使用关键字delete归还内存　128

8.4　再谈内存泄漏　130

8.5　在自由存储区上创建对象　130

8.6　删除自由存储区中的对象　130

8.7　迷途指针　131

8.8　使用const指针　133

8.9　总结　134

8.10　问与答　134

8.11　作业　134

8.11.1　测验　134

8.11.2　练习　135

第9章　使用引用　136

9.1　什么是引用　136

9.2　将地址运算符用于引用　137

9.3　空指针和空引用　139

9.4　按引用传递函数参数　139

9.4.1　使用指针让swap()管用　140

9.4.2　使用引用来实现swap()　141

9.5　返回多个值　142

9.6　按引用传递以提高效率　145

9.6.1　传递const指针　147

9.6.2　用引用代替指针　148

9.7　何时使用引用和指针　150

9.8　混合使用引用和指针　150

9.9　返回指向不在作用域中的对象的引用　151

9.10　总结　153

9.11　问与答　153

9.12　作业　153

9.12.1　测验　154

9.12.2　练习　154

第二部分　面向对象编程和C++基础

第10章　类和对象　156

10.1　C++是面向对象的吗　156

10.2　创建新类型　157

10.3　类和成员简介　157

10.3.1　声明类　158

10.3.2　有关命名规则的说明　158

10.3.3　定义对象　159

10.3.4　类与对象　159

10.4　访问类成员　159

10.4.1　给对象而不是类赋值　159

10.4.2　类不能有没有声明的功能　159

10.5　私有和公有　160

10.6　实现类方法　163

10.7　添加构造函数和析构函数　165

10.7.1　默认构造函数和析构函数　166

10.7.2　使用默认构造函数　166

10.8　const成员函数　168

10.9　将类声明和方法定义放在什么地方　169

10.10　内联实现　169

10.11　将其他类用作成员数据的类　171

10.12　探索结构　174

10.13　总结　174

10.14　问与答　174

10.15　作业　175

10.15.1　测验　175

10.15.2　练习　176

第11章　实现继承　177

11.1　什么是继承　177

11.1.1　继承和派生　177

11.1.2　动物世界　178

11.1.3　派生的语法　178

11.2　私有和保护　180

11.3　构造函数和析构函数的继承性　181

11.4　覆盖基类函数　186

11.4.1　隐藏基类的方法　187

11.4.2　调用基类方法　189

11.5　虚方法　190

11.5.1　虚函数的工作原理　193

11.5.2　通过基类指针访问派生类的方法　193

11.5.3　切除　194

11.5.4　创建虚析构函数　195

11.5.5　虚复制构造函数　195

11.5.6　使用虚方法的代价　198

11.6　私有继承　198

11.6.1　使用私有继承　198

11.6.2　私有继承和聚合(组合)　199

11.7　总结　200

11.8　问与答　201

11.9　作业　201

11.9.1　测验　201

11.9.2　练习　202

第12章　多态　203

12.1　单继承存在的问题　203

12.1.1　提升　205

12.1.2　向下转换　205

12.1.3　将对象添加到链表中　207

12.2　多重继承　207

12.2.1　多重继承对象的组成部分　209

12.2.2　多重继承对象中的构造函数　210

12.2.3　避免歧义　212

12.2.4　从共同基类继承　212

12.2.5　虚继承　215

12.2.6　多重继承存在的问题　217

12.2.7　混合(功能)类　217

12.3　抽象数据类型　218

12.3.1　纯虚函数　220

12.3.2　实现纯虚函数　221

12.3.3　复杂的抽象层次结构　224

12.3.4　哪些类是抽象的　226

12.4　总结　226

12.5　问与答　227

12.6　作业　227

12.6.1　测验　227

12.6.2　练习　228

第13章　运算符类型与运算符重载　229

13.1　C++中的运算符　229

13.2　单目运算符　229

13.2.1　单目运算符的类型　230

13.2.2　单目递增与单目递减运算符　230

13.2.3　解除引用运算符*与成员选择运算符-的编程　232

13.2.4　转换运算符的编程　234

13.3　双目运算符　235

13.3.1　双目运算符的类型　235

13.3.2　双目加与双目减运算符的编程　236

13.3.3　运算符+=与-=的编程　237

13.3.4　重载比较运算符　238

13.3.5　重载运算符、、=和=　241

13.3.6　下标运算符　243

13.4　operator()函数　244

13.5　不能重新定义的运算符　245

13.6　总结　245

13.7　问与答　245

13.8　作业　246

13.8.1　测验　246

13.8.2　练习　246

第14章　类型转换运算符　247

14.1　什么是类型转换　247

14.2　为何需要类型转换　247

14.3　为何有些C++程序员不喜欢C风格类型转换　248

14.4　C++类型转换运算符　248

14.4.1　使用static_cast　248

14.4.2　使用dynamic_cast和运行阶段类型识别　249

14.4.3　使用reinterpret_cast　250

14.4.4　使用const_cast　251

14.5　C++类型转换运算符存在的问题　252

14.6　总结　252

14.7　问与答　252

14.8　作业　253

第15章　宏和模板简介　254

15.1　预处理器与编译器　254

15.2　预处理器指令#define　254

15.3　宏函数　255

15.3.1　为什么要使用括号　255

15.3.2　宏与类型安全问题　256

15.3.3　宏与函数及模板之比较　256

15.3.4　内联函数　256

15.4　模板简介　258

15.4.1　模板声明语法　258

15.4.2　各种类型的模板声明　258

15.4.3　模板类　259

15.4.4　模板的实例化和具体化　259

15.4.5　模板与类型安全　259

15.4.6　使用多个参数声明模板　259

15.4.7　使用默认参数来声明模板　260

15.4.8　一个模板示例　260

15.4.9　在实际C++编程中使用模板　261

15.5　总结　262

15.6　问与答　262

15.7　作业　263

15.7.1　测验　263

15.7.2　练习　263

第三部分　学习标准模板库(STL)

第16章　标准模板库简介　266

16.1　STL容器　266

16.1.1　顺序容器　266

16.1.2　关联容器　266

16.1.3　选择正确的容器　267

16.2　STL迭代器　267

16.3　STL算法　268

16.4　使用迭代器在容器和算法之间交互　268

16.5　总结　270

16.6　问与答　270

16.7　作业　270

第17章　STL string类　271

17.1　为何需要字符串操作类　271

17.2　使用STL string类　272

17.2.1　实例化STL string及复制　272

17.2.2　访问string及其内容　273

17.2.3　字符串连接　274

17.2.4　在string中查找字符或子字符串　275

17.2.5　截短STL string　276

17.2.6　字符串反转　278

17.2.7　字符串的大小写转换　278

17.3　基于模板的STL string实现　279

17.4　总结　279

17.5　问与答　279

17.6　作业　280

17.6.1　测验　280

17.6.2　练习　280

第18章　STL动态数组类　281

18.1　std：：vector的特点　281

18.2　典型的vector操作　281

18.2.1　实例化vector　281

18.2.2　在vector中插入元素　282

18.2.3　访问vector中的元素　285

18.2.4　删除vector中的元素　286

18.3　理解size()和capacity()　287

18.4　STL deque 类　288

18.5　总结　290

18.6　问与答　290

18.7　作业　290

18.7.1　测验　291

18.7.2　练习　291

第19章　STL list　292

19.1　std：：list的特点　292

19.2　基本的list操作　292

19.2.1　实例化std：：list对象　292

19.2.2　在list开头插入元素　293

19.2.3　在list末尾插入元素　293

19.2.4　在list中间插入元素　294

19.2.5　删除list中的元素　296

19.3　对list中元素进行反转和排序　297

19.3.1　反转元素的排列顺序　297

19.3.2　元素排序　298

19.4　总结　305

19.5　问与答　305

19.6　作业　305

19.6.1　测验　305

19.6.2　练习　305

第20章　STL set与multiset　306

20.1　简介　306

20.2　STL set和multiset的基本操作　306

20.2.1　实例化std：：set对象　306

20.2.2　在STL set或multiset中插入元素　307

20.2.3　在STL set或multiset中查找元素　308

20.2.4　删除STL set或multiset中的元素　309

20.3　使用STL set和multiset的优缺点　315

20.4　总结　316

20.5　问与答　316

20.6　作业　316

20.6.1　测验　316

20.6.2　练习　316

第21章　STL map和multimap　317

21.1　简介　317

21.2　STL map和multimap的基本操作　317

21.2.1　实例化std：：map对象　317

21.2.2　在STL map或multimap中插入元素　318

21.2.3　在STL map或multimap中查找元素　320

21.2.4　删除STL map或multimap中的元素　321

21.3　提供自定义的排序谓词　323

21.4　总结　325

21.5　问与答　325

21.6　作业　326

21.6.1　测验　326

21.6.2　练习　326

第四部分　再谈STL

第22章　理解函数对象　328

22.1　函数对象与谓词的概念　328

22.2　函数对象的典型用途　328

22.2.1　一元函数　328

22.2.2　一元谓词　331

22.2.3　二元函数　332

22.2.4　二元谓词　334

22.3　总结　336

22.4　问与答　336

22.5　作业　336

22.5.1　测验　336

22.5.2　练习　336

第23章　STL算法　337

23.1　什么是STL算法　337

23.2　STL算法的分类　337

23.2.1　非变序算法　337

23.2.2　变序算法　338

23.3　STL算法的应用　339

23.3.1　计算元素个数与查找元素　339

23.3.2　在集合中搜索元素或序列　340

23.3.3　将容器中的元素初始化为指定值　342

23.3.4　用for_each处理范围内的元素　344

23.3.5　使用std：：transform对范围进行变换　345

23.3.6　复制和删除操作　347

23.3.7　替换值以及替换满足给定条件的元素　349

23.3.8　排序、在有序集合中搜索以及删除重复元素　350

23.3.9　将范围分区　351

23.3.10　在有序集合中插入元素　353

23.4　总结　354

23.5　问与答　354

23.6　作业　355

23.6.1　测验　355

23.6.2　练习　355

第24章　自适应容器：栈和队列　356

24.1　栈和队列的行为特征　356

24.1.1　栈　356

24.1.2　队列　356

24.2　使用STL stack类　356

24.2.1　实例化stack　357

24.2.2　stack的成员函数　357

24.3　使用STL queue类　359

24.3.1　实例化queue　359

24.3.2　queue的成员函数　359

24.4　使用STL优先级队列　361

24.4.1　实例化priority_queue类　361

24.4.2　priority_queue的成员函数　362

24.5　总结　364

24.6　问与答　364

24.7　作业　364

24.7.1　测验　364

24.7.2　练习　364

第25章　使用STL位标志　365

25.1　bitset类　365

25.2　使用std：：bitset及其成员　366

25.2.1　std：bitset的运算符　366

25.2.2　std：：bitset的成员方法　366

25.3　vectorbool　368

25.3.1　实例化vectorbool　368

25.3.2　使用vectorbool　369

25.4　总结　370

25.5　问与答　370

25.6　作业　370

25.6.1　测验　370

25.6.2　练习　370

第五部分　高级C++概念

第26章　理解智能指针　372

26.1　什么是智能指针　372

26.1.1　使用常规(原始)指针有何问题　372

26.1.2　智能指针有何帮助　372

26.2　智能指针是如何实现的　373

26.3　智能指针类型　374

26.3.1　深度复制　374

26.3.2　写时复制机制　375

26.3.3　引用计数智能指针　375

26.3.4　引用链接智能指针　376

26.3.5　破坏性复制　376

26.4　使用std：：auto_ptr　377

26.5　流行的智能指针库　378

26.6　总结　378

26.7　问与答　379

26.8　作业　379

26.8.1　测试　379

26.8.2　练习　379

第27章　处理流　380

27.1　流概述　380

27.1.1　数据流的封装　380

27.1.2　理解缓冲技术　381

27.2　流和缓冲区　382

27.3　标准I/O对象　382

27.4　重定向标准流　382

27.5　使用cin进行输入　382

27.5.1　输入字符串　384

27.5.2　字符串的问题　384

27.5.3　的返回值　386

27.6　cin的其他成员函数　386

27.6.1　单字符输入　386

27.6.2　从标准输入读取字符串　388

27.6.3　使用cin.ignore()　390

27.6.4　查看和插入字符：peek()和putback()　391

27.7　使用cout进行输出　391

27.7.1　刷新输出　391

27.7.2　执行输出的函数　392

27.7.3　控制符、标记和格式化指令　393

27.8　流和printf()函数之比较　396

27.9　文件输入和输出　398

27.9.1　使用ofstream　398

27.9.2　条件状态　398

27.9.3　打开文件进行输入和输出　398

27.9.4　修改ofstream打开文件时的默认行为　400

27.10　二进制文件和文本文件　401

27.11　命令行处理　403

27.12　总结　405

27.13　问与答　405

27.14　作业　406

27.14.1　测验　406

27.14.2　练习　406

第28章　处理异常　407

28.1　程序中的各种错误　407

28.2　异常的基本思想　408

28.2.1　异常处理的组成部分　409

28.2.2　手工引发异常　411

28.2.3　创建异常类　412

28.3　使用try块和catch块　414

28.4　捕获异常的工作原理　415

28.4.1　使用多条catch语句　415

28.4.2　异常层次结构　417

28.5　异常中的数据及给异常对象命名　419

28.6　异常和模板　424

28.7　没有错误的异常　426

28.8　bug和调试　426

28.8.1　断点　427

28.8.2　监视点　427

28.8.3　查看内存　427

28.8.4　查看汇编代码　427

28.9　总结　427

28.10　问与答　427

28.11　作业　428

28.11.1　测验　428

28.11.2　练习　428

第29章　杂项内容　430

29.1　预处理器和编译器　430

29.2　预编译器指令#define　430

29.2.1　使用#define定义常量　431

29.2.2　将#define用于检测　431

29.2.3　预编译器命令#else　431

29.3　包含和防范多重包含　432

29.4　字符串操纵　433

29.4.1　字符串化　433

29.4.2　拼接　433

29.5　预定义的宏　433

29.6　assert()宏　434

29.6.1　使用assert()进行调试　435

29.6.2　assert()与异常之比较　435

29.6.3　副作用　435

29.6.4　类的不变量　436

29.6.5　打印中间值　439

29.7　位运算　440

29.7.1　“与”运算符　441

29.7.2　“或”运算符　441

29.7.3　“异或”运算符　441

29.7.4　“求反”运算符　441

29.7.5　设置位　441

29.7.6　清除位　441

29.7.7　反转位　442

29.7.8　位字段　442

29.8　编程风格　444

29.8.1　缩进　444

29.8.2　大括号　444

29.8.3　长代码行和函数长度　445

29.8.4　格式化switch语句　445

29.8.5　程序文本　445

29.8.6　标识符命名　446

29.8.7　名称的拼写和大写　446

29.8.8　注释　446

29.8.9　设置访问权限　447

29.8.10　类定义　447

29.8.11　包含文件　447

29.8.12　使用assert()　447

29.8.13　使用const　447

29.9　C++开发工作的下一步　447

29.9.1　从何处获得帮助和建议　448

29.9.2　相关的C++主题：托管C++、C#和微软的.NET　448

29.10　总结　448

29.11　问与答　449

29.12　作业　450

29.12.1　测验　450

29.12.2　练习　450

附录A　二进制和十六进制　451

A.1　其他进制　451

A.2　不同进制之间的转换　452

A.2.1　二进制　452

A.2.2　为什么使用二进制　453

A.2.3　位、字节和半字节　453

A.2.4　什么是KB　453

A.2.5　二进制数　454

A.3　十六进制　454

附录B　C++关键字　457

附录C　运算符优先级　458

附录D　答案　459

21天学通C++（第6版） 精彩文摘

第一部分　基础知识

第1章　绪论

欢迎使用本书!通过阅读本章，您将迈出成为高级c++程序员的第一步。

在本章中，您将学习：

为何c++是软件开发的标准

开发c++程序的步骤

输入、编译和链接第一个C++程序

1．1 C++简史

自第一代电子计算机诞生后，计算机语言经历了翻天覆地的变化。起初，程序员们使用最原始的计算机指令，即机器语言，这些指令是由0和1组成的字符串。很快，人们就发明了汇编语言，将机器指令映射为人们可以阅读和易于处理的助记符，如ADD和MOV。

然而，随着编写的软件应用程序执行的任务日益复杂（如计算弹道），程序员意识到需要一种能够执行相对复杂的数学指令的语言，这些数学指令可转换为众多的汇编代码（机器语言指令）。FORTRAN应运而生，它是编程领域中第一种针对数值和科学计算进行了优化的高级编程语言，支持子程序、函数和循环等。随后出现了更高级的语言，如BAsic和cOBOL，它们让程序员能够使用类似于单词或句子的源代码（如Let I＝100）进行编程。

c语言对B语言做了革命性改进，而B语言是BcPL（Basic combined Programming Language）语言的改进版本。虽然发明c语言旨在帮助程序员使用当时新出现的硬件功能，但它得以流行应主要归功于其可移植性和速度。c语言是一种过程化语音，但随着计算机语言进入面向对象时代，Bjarnestroustmp于1981年发明了C++。它是发展最快、使用最广泛的编程语言之一。除新增了诸如运算符重载和内联函数等功能外，C++还实现了诸如继承（支持多继承）、封装、抽象和多态等面向对象概念。c++还实现并不断改进了模板（泛型类或函数）概念，而诸如Java和C++等较新的语言直到最近才支持这种概念。