C++ 高级教程¶

C++ 文件和流¶

文件输入输出使用 <fstream>。

#include <fstream>
#include <string>

std::ifstream in("input.txt");
std::string line;
while (std::getline(in, line)) {
    // process line
}

输出文件：

std::ofstream out("output.txt");
out << "hello\n";

C++ 异常处理¶

异常用于报告无法在当前层处理的错误。

#include <stdexcept>

int divide(int a, int b) {
    if (b == 0) {
        throw std::invalid_argument("division by zero");
    }
    return a / b;
}

捕获异常：

try {
    divide(1, 0);
} catch (const std::exception& e) {
    std::cerr << e.what() << '\n';
}

C++ 动态内存¶

手动分配：

int* p = new int(42);
delete p;

现代 C++ 优先使用 RAII、容器和智能指针：

#include <memory>

auto p = std::make_unique<int>(42);

常见风险包括内存泄漏、重复释放、释放后使用、越界访问。

C++ 命名空间¶

命名空间用于避免名称冲突。

namespace crypto {
int xor_byte(int a, int b) {
    return a ^ b;
}
}

使用：

auto x = crypto::xor_byte(1, 2);

头文件中不要使用 using namespace std;。

C++ 模板¶

模板支持泛型编程。

template <typename T>
T max_value(T a, T b) {
    return a > b ? a : b;
}

类模板：

template <typename T>
class Box {
public:
    explicit Box(T value) : value_(value) {}
private:
    T value_;
};

STL 容器和算法大量使用模板。

C++ 预处理器¶

预处理器在编译前处理宏、条件编译和头文件包含。

#include <iostream>
#define BUFFER_SIZE 1024

头文件保护：

#ifndef DEMO_H
#define DEMO_H

// declarations

#endif

现代项目也常用：

#pragma once

C++ 信号处理¶

<csignal> 提供信号处理接口。

#include <csignal>
#include <iostream>

void handler(int sig) {
    std::cout << "signal: " << sig << '\n';
}

int main() {
    std::signal(SIGINT, handler);
}

信号处理函数中能安全调用的操作有限，生产代码需谨慎。

C++ 多线程¶

<thread> 提供线程支持。

#include <thread>
#include <iostream>

void work() {
    std::cout << "work\n";
}

int main() {
    std::thread t(work);
    t.join();
}

共享数据需要同步：

#include <mutex>

std::mutex m;

常见并发工具包括 std::mutex、std::condition_variable、std::future、std::atomic。

C++ Web 编程¶

C++ 标准库不直接提供 Web 框架。常见选择：

场景	库/框架
HTTP 客户端	libcurl、Boost.Beast
HTTP 服务端	Drogon、Crow、Boost.Beast
JSON	nlohmann/json、RapidJSON
网络异步	Boost.Asio

Web 编程要重点关注输入校验、超时、并发、日志和错误处理。