- 什么是C++
- 与底层硬件紧密结合
- 对象生命周期的精准控制
- Zero-Overhead Abstrction
- C++的开发环境与相关工具
- C++的编译/链接模型
什么是C++
C++是C语言的一种扩展，更关注性能。与底层硬件紧密结合，这就是自动驾驶和机器人为什么要会C++。
C++引入了大量的特性，除了面向对象，C++还是面向过程的方式，或者是泛型编程（近年来关注开始增加）。
C++还有函数重载，异常处理，引用等等。
大端和小端是硬件的概念。
不同计算机，可能结果是完全不一样的，所以输出和底层硬件紧密结合的。但是java就不会。
如果两台机器，一台发数据是大端法，另一台接数据是小端法，这就是不合理的。java就没关系。所以c++是更关注性能。java更关注易用性。
易用性和高性能基本来说是一个balance的关系。有些语言是牺牲性能，c++就更关注性能，但是易用性就差一些，不如java和python。
c# 使用完，不用管。易用性更好，但是性能会损耗。引用一个垃圾回收机制，额外的线程去维护。
c++从构造，使用，销毁，都是程序员精确的控制的。这同样是易用性和性能的平衡问题。
左边是c++，右边是c#。
在c++，处理异常，使用try（构造的对象，如果有异常，对象就销毁了），发现异常就抛出，然后catch即可。
c#，如果有try抛出异常，那么try里面的对象，没有及时的被销毁。所以就需要通过finally进行销毁。
上面就是对生命周期的精确控制不同，导致语言书写的不同。
生命周期的精准控制，好处就是提升性能。c++避免了垃圾回收的机制的额外消耗。
虚函数的引用是在程序运行的时候，这会对程序的运行造成负面的影响。c++关注性能，如果我的类中没有虚函数，我就不需要付出额外的成本。但是c#，所有的类和对象，都是继承object的，所有的都是虚函数，和python一样。即使这个类，没有用到派生，都要付出虚函数的成本。但是c++不需要这样。
func2运行效率比较高。
c#都是在堆上构造的，很少在栈上构造，需要间接引用，付出额外的成本。
从c++角度讲，这个函数包含循环，我们是用了c++的特性，但是右边编译器，并没有付出运行期的成本。为什么？c++包含了编译，连接等等。不需要付出运行期的成本，是因为我们付出了编译器的成本。
这里用了c++20的一个特性，consteval，编译只运行了一次，我们可以容忍这一次的编译，运行期的时候，直接拿结果过来即可。
标准在不断的演进，工业界的实现，并不能跟上发展的速度。这就是理想照进现实的情况。
严肃说法：我使用了什么c++标准，什么工具进行开发。
这门课主要讨论c++17以及之前的特性。额外少量c++20的一些特性。
编译环境，我们会尝试不同的gcc和clang为主，在vs也是可以进行编译的。
我们要关注性能和标准。性能是c++是c语言继承过来，对底层更精准把控。如果写出来的性能，和java和python差不多，还不如不写。如果用c++开发，就一定要关注性能。c++的标准，也是不断的引进，进行查漏补缺。所以要遵守标准。标准，很大程度上是解决移植的问题。
集成开发，就是一个壳，便于组织。
valgrind：程序有没有内存泄漏，Linux常用的工具。
cpp reference：c++的百科全书，c++的标准，遇到问题去这里查。
Compiler exploer：写出来程序，在网站可以直接编译代码。还可以选择编译器。只能贴一个文件。只是看一段代码的工作状态。
c++ insights：将代码进行解释，比如一些新的语法，它到底做的什么，翻译成老的。
简单的加工模型，加工耗时较长，即使是少量的修改，也需要全部重新加工。
分块处理，编译比较耗费资源，c++翻译成机器码，c++源文件和机器码并不是一对一的关系。翻译就比较困难，机器需要理解源文件，机器不需要很大的输入，分成了小块，每次处理一个小块。
链接虽然输入比较多，但是由于工作内容比较简单，处理起来也不是很慢。这是一个扬长避短的模型，有助于模型的修改和升级。源文件1有错误，只修改源文件1，2-n不需要任何修改，编译源文件1，再将1和2-n进行链接。
由分块处理，衍生出的概念：
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定义/声明：在不同的源文件里，可能使用了相同的变量，比如说i，这时就要区分出变量的定义和声明，在某个地方引入了变量的定义，比如在源文件1，定义了x。在源文件2-n，可能都使用了同样的定义x，2-n只是声明我要使用这个变量x，但不是在我这里定义的。最后在链接的时候，会在源文件1里，有x的定义。
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头文件/源文件：构造一个头文件，包含了需要的所有声明，不需要一个个去声明。然后源文件2-n引用这个头文件。当编译器解析到这个源文件引用了一个头文件，它会去展开头文件，进行编译。提升代码的书写效率。源文件引用头文件，头文件最早是引用声明，但是不止包含声明，可以包含定义。
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翻译单元：翻译单元包含了一个源文件，一个源文件引用了很多头文件，把这些头文件的内容展开，放到源文件中，同时源文件忽略里面的预处理语句。一个源文件 + 直接/间接 头文件 - 预处理语句，所以编译器处理的不是源文件，而是一个翻译单元。
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一处定义原则：可执行程序设计到的所有翻译单元里，对于一个东西，只能有一处定义。
预处理：源文件转为翻译单元，将源文件的头文件进行展开，防止头文件被循环展开。
头文件被无穷层的嵌套了。
用#ifdef解决。
这个就没问题。
循环展开就被仿制了。这个解决方案有不足之处，在header1和header2，但是如果宏重名了，就无法解决了。在新的c++解决，pragma once记数一次。
编译优化也有缺点，如果不优化，可以debug，但是优化了，就不利于debug。debug编译和release编译。
开发用debug，开发完用release进行编译。
