C++核心技术：从基础到进阶

第一部分：C++基础核心​

1.1 基础语法与控制结构​

1.变量与类型​

• 基本类型（int, float, bool等）与类型转换（显式static_cast vs 隐式转换）
• 复合类型：数组、结构体、枚举（enum class强类型枚举）

2.控制流​

• if-else、switch-case（注意fall-through问题）
• 循环：for、while、do-while与范围for（C++11）

 1.2 函数与指针​

• 函数基础​

1. 参数传递（值传递、引用传递&、指针传递*）
2. 返回值与return语句

• 指针与引用​

1. • 指针算术、nullptr（C++11替代NULL）
   • 引用本质（别名机制）、右值引用基础（&&初步）

1.3 面向对象编程（OOP）​​

• ​类与对象​
  • 成员变量与方法、访问控制（public/private/protected）
  • 构造函数、析构函数与拷贝控制（拷贝构造、拷贝赋值）
• ​多态与继承​
  • 虚函数与动态绑定（virtual关键字）
  • 继承体系中的构造/析构顺序

​第二部分：现代C++核心特性（C++11/14/17）​​

​2.1 类型推导与自动资源管理​

• ​**auto与decltype**​
  • auto的类型推导规则（忽略顶层const、引用折叠规则）
  • decltype(auto)（C++14）保留完整类型信息
• ​智能指针​
  • std::unique_ptr（独占所有权）、std::shared_ptr（引用计数）
  • 循环引用问题与std::weak_ptr解决方案

​2.2 移动语义与右值引用​

• ​移动构造与移动赋值​
  • 资源所有权转移的实现原理（指针交换+源对象置空）
  • std::move的本质（类型转换，非移动操作本身）
• ​完美转发​
  • std::forward与引用折叠规则（T& &&折叠为T&）

​2.3 Lambda表达式与函数式编程​

• ​Lambda语法​
  • [capture] (params) -> return_type { body }的捕获列表（值捕获[=]、引用捕获[&]）
  • 泛型Lambda（C++14的auto参数）
• ​**std::function与可调用对象**​
  • 函数指针、函数对象（仿函数）、Lambda的统一封装

​第三部分：内存模型与底层控制​

​3.1 对象生命周期与内存布局​

• ​构造/析构顺序​
  • 全局对象、局部静态对象、线程局部存储（TLS）的初始化时机
  • 继承体系中的构造/析构顺序（基类→派生类）
• ​内存对齐​
  • alignas指定对齐值、alignof查询对齐要求
  • 结构体填充（Padding）与内存优化

​3.2 自定义内存管理​

• ​**重载new/delete**​
  • 全局重载与类特定重载的区别
  • 内存池实现原理（固定块分配器示例）
• ​​ placement new​
  • 在已分配内存上构造对象（new (ptr) Type）

​第四部分：并发与并行编程基础​

​4.1 线程与同步原语​

• ​**std::thread基础**​
  • 线程创建、join()与detach()
  • 线程局部存储（thread_local关键字）
• ​互斥锁与条件变量​
  • std::mutex、std::lock_guard（RAII锁管理）
  • std::condition_variable（生产者-消费者模型示例）

​4.2 原子操作​

• ​**std::atomic基础**​
  • 原子类型（atomic、atomic_flag）
  • load()、store()、exchange()等操作

​第五部分：性能优化基础​

​5.1 编译期优化​

• ​**constexpr函数**​
  • 在编译期计算常量表达式（C++11到C++20的演进）
• ​内联与编译器优化​
  • inline关键字的作用与编译器行为
  • 常见优化技术（循环展开、函数内联）

​5.2 缓存友好设计​

• ​数据局部性原则​
  • 时间局部性与空间局部性
  • 结构体成员排列顺序优化（高频访问字段靠前）

​第六部分：进阶主题（后续可扩展）​​

​**6.1 模板元编程与concepts**​

• ​**SFINAE与std::enable_if**​
  • 编译期类型筛选技术
• ​**C++20 concepts**​
  • 约束模板参数的直观语法

​6.2 协程与异步编程​

• ​协程基础概念​
  • co_await、co_yield、co_return的语义
  • Promise类型与协程状态机

​6.3 现代C++工具链​

• ​模块化编程（C++20）​​
  • 替代头文件的模块接口（module与import）
• ​静态分析工具​
  • Clang-Tidy、Cppcheck的典型用法