课程简介

本教程专注于现代C++编程，完全基于C++11及以后的标准，摒弃传统C++的过时做法，采用现代C++的最佳实践。

课程大纲

第1章：现代C++基础

• 1.1 现代C++概述与环境搭建
• 1.2 auto关键字与类型推导
• 1.3 统一初始化语法
• 1.4 nullptr与类型安全
• 1.5 范围for循环

第2章：智能指针与内存管理

• 2.1 RAII原则
• 2.2 unique_ptr：独占所有权
• 2.3 shared_ptr：共享所有权
• 2.4 weak_ptr：打破循环引用
• 2.5 make_unique和make_shared

第3章：移动语义与完美转发

• 3.1 左值与右值
• 3.2 移动构造函数与移动赋值
• 3.3 stdforward
• 3.4 完美转发
• 3.5 移动语义的性能优化

第4章：Lambda表达式与函数对象

• 4.1 Lambda表达式基础
• 4.2 捕获列表详解
• 4.3 std::function与可调用对象
• 4.4 Lambda与STL算法
• 4.5 泛型Lambda (C++14)

第5章：现代STL容器与算法 ✅

• 5.1 新增容器：array, unordered_map, unordered_set
• 5.2 容器的emplace操作
• 5.3 现代算法库
• 5.4 范围算法 (C++20预览)
• 5.5 迭代器适配器

第6章：并发编程 ✅

• 6.1 std::thread基础
• 6.2 互斥量与锁
• 6.3 条件变量
• 6.4 原子操作
• 6.5 异步编程：future与promise

第7章：模板元编程现代化 ✅

• 7.1 变参模板
• 7.2 模板别名
• 7.3 constexpr编程
• 7.4 SFINAE与enable_if
• 7.5 概念 (C++20预览)

第8章：异常安全与错误处理 ✅

• 8.1 异常安全保证
• 8.2 RAII与异常
• 8.3 noexcept规范
• 8.4 std::optional (C++17)
• 8.5 错误处理最佳实践

第9章：现代类设计 ✅

• 9.1 Rule of Zero/Three/Five
• 9.2 默认与删除函数
• 9.3 委托构造函数
• 9.4 继承构造函数
• 9.5 final与override关键字

第10章：实战项目 ✅

• 10.1 现代C++设计模式
• 10.2 性能优化技巧
• 10.3 代码组织与项目结构
• 10.4 单元测试与现代工具链
• 10.5 综合项目实战

第11章：C++17核心特性 ✅

• 11.1 结构化绑定 (Structured Bindings)
• 11.2 std::string_view
• 11.3 std::variant
• 11.4 std::optional深入
• 11.5 std::any

第12章：C++20 Concepts ✅

• 12.1 Concepts基础
• 12.2 标准库Concepts
• 12.3 自定义Concepts
• 12.4 requires表达式
• 12.5 约束模板的方式

第13章：C++20其他重要特性 ✅

• 13.1 三路比较运算符 (Spaceship Operator)
• 13.2 格式化库 (Format Library)
• 13.3 范围库 (Ranges)
• 13.4 consteval 和 constinit
• 13.5 协程 (Coroutines)
• 13.6 其他新特性

学习目标

完成本教程后，您将能够：

1. 熟练使用现代C++特性编写高效、安全的代码
2. 理解并应用RAII、移动语义等核心概念
3. 掌握现代C++的内存管理和并发编程
4. 编写符合现代C++最佳实践的生产级代码

前置要求

• 基本的编程概念理解
• 建议有一定的C或其他编程语言基础
• 不需要传统C++经验（我们将直接学习现代方式）

开发环境

• C++17或更高版本的编译器 (推荐GCC 9+, Clang 10+, MSVC 2019+)
• CMake 3.15+ (可选，也可使用Makefile)
• 推荐IDE：VS Code, CLion, Visual Studio

快速开始

方法1：使用Makefile (推荐)

# 编译所有示例
make all

# 运行所有示例
make run-all

# 运行特定章节
make run-chapter1
make run-chapter2
make run-chapter3
make run-chapter4
make run-chapter11
make run-chapter12
make run-chapter13

# 查看帮助
make help

方法2：使用构建脚本

# Linux/macOS
./build_and_run.sh

# Windows
build_and_run.bat

方法3：手动编译

# 编译单个示例
g++ -std=c++17 -Wall -Wextra -O2 chapter01/examples.cpp -o chapter01_examples

# 运行
./chapter01_examples

项目结构

cpp_learn/
├── README.md                    # 项目概述
├── LEARNING_GUIDE.md           # 详细学习指南
├── Makefile                    # 构建文件
├── CMakeLists.txt             # CMake配置
├── build_and_run.sh           # Linux/macOS构建脚本
├── build_and_run.bat          # Windows构建脚本
├── chapter01/                 # 第1章：现代C++基础
│   ├── README.md
│   └── examples.cpp
├── chapter02/                 # 第2章：智能指针与内存管理
│   ├── README.md
│   └── smart_pointers.cpp
├── chapter03/                 # 第3章：移动语义与完美转发
│   ├── README.md
│   └── move_semantics.cpp
├── chapter04/                 # 第4章：Lambda表达式与函数对象
│   ├── README.md
│   └── lambda_examples.cpp
├── chapter05/                 # 第5章：现代STL容器与算法
│   ├── README.md
│   └── stl_examples.cpp
├── chapter06/                 # 第6章：并发编程
│   ├── README.md
│   └── concurrency_examples.cpp
├── chapter07/                 # 第7章：模板元编程现代化
│   ├── README.md
│   └── template_examples.cpp
├── chapter08/                 # 第8章：异常安全与错误处理
│   └── README.md
├── chapter09/                 # 第9章：现代类设计
│   └── README.md
├── chapter10/                 # 第10章：实战项目
│   └── README.md
├── chapter11/                 # 第11章：C++17核心特性
│   ├── README.md
│   └── cpp17_features.cpp
├── chapter12/                 # 第12章：C++20 Concepts
│   ├── README.md
│   └── concepts_examples.cpp
└── chapter13/                 # 第13章：C++20其他重要特性
    ├── README.md
    └── cpp20_features.cpp

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注：本教程将持续更新，跟进C++标准的发展