原文首发于个人公众号: 如何系统学习C++?
送给学习 C++ 的同学一段翁凯老师讲课说的话:
学 C++ (计算机)一定要有一个非常强大的心理状态
什么呢
C++ (计算机)的所有东西都是人做出来的,别人能想出来的我也一定想得出来,在 C++(计算机)里头没有任何黑魔法,所有的东西只不过是我现在不知道而已
总有一天我会把它里面的细节搞明白的!
之前在这篇文章末尾C++ 牛逼! 挖了一个坑,就是写一个系统学习 C++ 路线。
C++ 真的是一门备受争议的语言,关于 C++ 的书籍也是浩瀚如海。
那几本 C++ 的四书五经想必大家也早已在各路学习路线中见过了。
不过没关系,今天你依然会看见它们的身影哈哈哈。
C++ 最大的缺点就是语法复杂,而且难学难精。
学习 C 语言也许一本 K&R 的《C程序设计语言》就够了,但是在 C++ 世界里,找不到这样一本书。
这是一个爱速成的年代,大多数人很难耐得住寂寞花很长时间去学习一门语言,所以《21天学通C++》的销量还蛮不错的。
但是很遗憾,别说 21 天,就是一两年也很难学通 C++ 。
学好过程,一定离不开读大量的书籍甚至标准库文档,我给大家整理了一下 C++ 必看经典书籍
微信搜索「编程指北」关注后在后台「cpp」即可获取本文提到的书籍电子版PDF以及C++书单大全:
有需要自取: C++必读书籍(含下载方式)
在这里,我也把 C++ 学习初略的分为几个层次:
如果你之前没有 C 或者其它语言的基础,我建议看看网上的 C++ 入门教程,比如菜鸟教程、C 语言中文网上面。
这个过程你需要了解并且掌握所有编程语言中共同的、最基本的那些概念:
变量、常量、类型、循环、判断、数组、字符串、对象、输入输出等
然后还有 C++ 中一些特有的东西,比如命名空间 namespace、引用、模板等。
以及如何使用一些 STL 中的类库,比如 string、vector、find 之类的东西。
然后就是辅以大量的练习。
就那种 C++ 教程的课后练习题就足够了,类似水仙花数、四则运算计算器之类的东西。
如果对这些没什么兴趣,可以试试这个网站,
https://www.codewars.com/kata/search/cpp
有点像 LeetCode 刷算法题一样,这里针对每一个语法知识点都有一系列的练习题可供选择。
而且不仅包含 C++,其它几乎所有语言都可以在这里进行练习:
应该两三周就能过完菜鸟教程这种级别的指引吧。
到这里,你对 C++ 包含了哪些知识点大概有了一个整体的印象。
并且能够写上百行左右的程序,但是还是很难写出一个优秀的类。
接下来需要进行全面和深入的学习,算是真正的入门:
- 《Accelerated C++》(美国斯坦福大学的经典教材)
- 《C++ Primer》(经常被推荐的一本书,大而全,字典书)
- 《The C++ Programming Language》(C++之父 Bjarne Stroustrup 所著)
这三本,其实各有优缺点,第一本优点是简短,仅仅两三百页,只有最为核心和主干的知识点。
而后两本则都是大而全,尤其是《The C++ Programming Language》。
这两本区别在于,一个是 C++ 大师所著,一本是 C++ 之父所著。
网上有人说 《C++Primer》是目前市面上唯一一本真正的从入门到精通的书,适合初学者,当你对C++比较熟悉之后,就可以把这本书当做字典,遇到不太清晰的点再回过头去看 《C++ Programming language》 是C++专家自学指南,顾名思义,适合有较深厚 C++ 功底的读者。
所以小北推荐的顺序是: 《Accelerated C++》->《C++ Primer》->《The C++ Programming Language》
对于这种上前页大部头我推荐的阅读方式是,以主题为划分,比如 C++ Primer 就明确的分为了:
- C++ 基础
- C++ 标准库
- 类设计者的工具
- 高级主题 并且越到后面,你越可以直接翻书的目录,跳跃着找你感兴趣或者说还不太清楚的知识点看,不用再像看第一本书一样从头翻到尾。
如果有一定的基础的话,可以看着目录,看一些自己感兴趣的章节,完全没有必要从第一页开始挨着挨着读。
入门结束你应该掌握以下内容:
- 基础语言
- 类与面向对象
- 输入输出
- 字符串处理(类库和正则表达式)
- 指针&引用
- 容器类库
- 泛型算法
看着只有几个关键字,实际上每个展开都有很多内容需要学习。
学习过程中把后面的每一个练习题都自己敲一遍,自己多思考对比一下。
多用代码去验证自己的想法,尤其是指针、引用、构造、析构这些地方。
学习 C++ 以及日常开发一定要记得这几个网站,可以随时查阅一些语法的用法和标准库:
- https://en.cppreference.com/w/
- https://cplusplus.com
- https://isocpp.org
看完 C++ Primer 这类书,写出来的代码在效率、规范上还是没那么 “C++”。 甚至会有内存方面的 Bug。 比如返回函数内局部变量的引用,经常 而非 。
由于 C++ 是一门系统级编程的语言,你需要掌握一些 OS 方面的知识才能更好的使用。
尤其是内存编译链接这一块,比如堆、栈、静态链接、动态链接等等。
推荐这两本书:
3.2.1 《深入理解计算机系统》
对于C/C++程序员,强烈推荐阅读《CSAPP》和《程序员自我修养》 当然时间不够可以不全看,对于 CSAPP 来说即便你的时间不够,这几个章节也是要坚持看一部分的:
- 第一章:计算机系统漫游:对于整个计算机系统概述,非常的精华
- 第三章:程序的机器级表示:就是C语言和汇编语言,当然对于加强对C++的理解也是非常有帮助
- 第七章:链接,你会明白什么是静态链接、动态链接、加载等等,这对于编码有实际意义的,尤其是你在大型项目中会遇到各种链接阶段的错误、符号未定义、符号冲突之类的,看完这章基本都能掌握。
- 第九章:虚拟内存,这块是将内存的,C/C++程序员必须精确的掌握自己程序的内存分配和释放。
3.2.2 《程序员自我修养:装载、链接》
时间多的话可以进一步看《程序员的自我修养-链接、装载、库》,这本书整体来说约等于把 CSAPP 的第七章彻底、完全的展开讲解了,所以充斥着大量的细节。
还有一些 C++ 里比较特殊的概念,比如 RAII 的资源管理方式、值语义与生命期、引用、右值引用等等。
这些东西似乎没有一本很系统的书籍可以帮助你掌握,只能在不同的书里吸收完善。
这一块,我也在路上。
书籍推荐::
这里给出一些在这些方面有帮助的书籍:
一言概括,就是帮助你快速习得一些 C++ 里正确的姿势。
否则你可能需要用几万行代码的经验才能慢慢悟出来。
上面 Effective C++ 不太涉及 C++11 的一些新语法,而这本 Modern C++,就是关于现代C++(++C11之后)的指南,包C++11之后的一些最佳实践和技巧,
《Effective Modern C++》是一本关于现代 C++ 的指南,它包含了一些最佳实践和技巧,帮我们利用现代 C++ 的特性来编写高效、安全、可维护的代码。
这本书严格来说不是纯讲 C++ 的。
但是里面会有一些章节,关于 C++ 多线程编程、锁、线程安全、C++ 一些工程实践经验还不错。
谷歌的 C++ 代码规范,写代码是一件专业的事,把代码写得漂亮、专业也是一项能力。
谷歌的代码规范算是 C++ 领域一个标杆了。
鹅厂很多代码规范也是基于谷歌的代码规范做了一些适应性的改进。
在学习编程之初就掌握良好的编码规范大有裨益。
上面已经介绍过了。
- 帮助你掌握一些系统级编程的知识。
- 如内存管理、堆栈、链接这类在 C、C++ 中极其重要的概念。
上面提到的这些书重点在于如何使用、用好 C++ 这一个范畴。
而进阶,我认为则是研究语言一些 case 的具体实现,深刻的思考语言设计和演进本身。 这里分为三个部分:
侯捷老师说:源码之下,了无秘密。
为了更好的使用 STL,一个方法就是阅读 STL 源码 或者掌握部分实现:
4.1.1《STL源码剖析》
这本书讲解了 STL 五大组件的底层实现。
包括内存管理、各类容器的数据结构实现、算法的实现等。
建议列为必读,可以帮助深入理解 STL 底层。
其中也有很多面试常考的知识点,如内存池、traits 技法、vector 动态扩容、set、map 等实现原理等。
4.1.2 《Effective STL》
作者Scott Meyers,这本书主要关注STL的最佳实践,包括如何选择合适的容器和算法、如何使用迭代器、如何避免常见的STL陷阱等等。这本书适合有一定STL基础的程序员。
4.2.1 《深度探索C++对象模型》
这本书其实就是围绕一个点:C++ 里的对象是在内存中是如何组织的。
最重要的是作者并非是直接给出结论,而是带着读者一起思考,如果作为语言设计者,该如何去设计与实现,是一步步引导出结论的。
掌握了C++的对象组织,其实其它语言的对象也就是大同小异了,如 Java、Python,你能很快的 Get 到面向对象其实都是差不多的实现方式。
这是每个章节内容:
- 关于对象
- 构造函数语意学
- Data语意学
- Function语意学
- 构造、解构、拷贝语意学
- 执行期语意学
我第一次看见这本书就被深深的吸引了,当时在学校,每天看八九个小时,花了大概一周刷完了。
看完这本书感觉自己对于 C++ 的底层实现机制有了更深的理解。
比如多重继承、菱形继承、虚函数底层的实现机制等等。
当然了,也有人会认为对象如何在底层实现属于 C++ 编译器实现细节,而非语言标准,不应该以实现细节倒推标准。
诚然如此,掌握实现细节还是会对你理解 C++ 有促进作用。
这里重点是思考 C++ 语言很多语法的设计和演进方向,可以看看 C++ 之父 Bjarne Stroustrup's FAQ、《C++设计与演化》。
设计与演化这本书重点在于通过 C++ 之父去窥见 C++ 的前世今生。
看完这本书的意义,功利一点来说,或许对于提高 C++ 编程能力没有太多帮助的,不像 Effective 是立竿见影的效果。
但是,对于加深对 C++ 的理解很有帮助。
想要更好的使用 C++ 构建好的、高效的系统,对语言本身的深入理解是先决条件。
另一方面,书中提到了很多语言设计的思想、哲学,这些,相信在学习其他编程语言的时候也是有帮助的。
这篇文章中对于书籍,我的一个原则就是能省则省,因为 C++ 相关的优秀书籍实在太多了,我只想挑出每个阶段最有用的的书。
书不在多,贵在精。
看书也是一样的,我推荐书不一定都需要去看完,深入细致的阅读完一本技术书比走马观花似的阅读 N 本更有效。
当然了,后面我也会推出一份分门别类整理后的 C++ 书单供大家索引。
对于初学者来说看书也许确实很难 get 到那个点,就像我大一看 C 语言的教材里说文件分为文本流文件和二进制流文件,当时我愣是理解不了。
很多对于会的人是常识的东西,对于初学者就是无法理解、很难的概念。
那也许通过别人讲授、视频的方式会更容易入门一点,这里推荐浙大翁凯的 C++ 视频。
翁凯老师无论是 C、C++、Java 的视频都讲得非常深入浅出,只能说水平越是高的人讲的课越容易明白。
这是网易云课堂地址: https://study.163.com/course/introduction/271005.htm
另外还要推荐侯捷老师的一些列课程:
我当时看见这些标题:《内存管理》、《C++11》、《STL源码分析》......
简直如获至宝一样,一个寒假就把这些视频全看完了,对于 C++ 和内存管理方面理解提高了很多。
真的非常感谢 B 站、感谢这些讲师和分享者,甚至要感谢互联网时代! 他们让知识的传播变得更加的便捷,降低了后来者的学习门槛,当然啦也变相加重了内卷化hahah(逃
不过最近B站上侯捷老师的视频好像都不在了,我网盘里有一份,分享给大家学习。
侯捷老师的视频课程可以在这获取学习: 侯捷C++视频全系列下载
最近还看了一个国外 C++ 游戏引擎开发工程师录制的一套偏向 talk 类型的教程,比较通俗易懂和深入浅出, 推荐一下:
https://www.bilibili.com/video/BV1Ay4y1i7Z6
最后有两个网站希望大家学习 C++ 过程中多去逛逛:
C++ Reference. https://en.cppreference.com
Core Guidelines. https://isocpp.github.io/CppCoreGuidelines/CppCoreGuidelines
给大家整理了一下 C++ 必看经典书籍
有需要自取: C++必读书籍(含下载方式)
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