C++ - 速查表

這份C++程式設計速查表非常方便使用，並在短時間內提供關鍵資訊。它專為希望解決重要主題並深入瞭解C++程式設計世界的人們量身定製。這包括人們可能需要瀏覽的所有主要和次要細節，幷包含示例和程式碼片段，指導人們如何實際使用這種語言。

C++第一個程式 - Hello World

任何程式語言的基礎都是其開發過程。任何初學者都是透過學習其語法來開始學習程式語言的。因此，讓我們從編寫C++中的第一個程式開始，即Hello World -

示例

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

// main() is where program execution begins.
int main() {

   cout<<"Hello World"<<endl;

   // This is where you write your code
   return 0;
}

輸出

Hello World

C++ 註釋

C++中的註釋用於編寫對程式設計師有用的額外資訊。C支援單行註釋 // 用於指示單行註釋，而/* 用於開始多行註釋，*/ 用於結束多行註釋。

示例

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main() {
   /* This is multi-lined comment.
   The below statement will only print Hello World*/

   cout<<"Hello World"<<endl;

   // This is a single-lined comment

   return 0;
}

輸出

Hello World

C++ 輸入和輸出語句

這裡，“cin”是輸入語句，後面跟著“>>”，而“cout”是輸出語句，後面跟著“>>”。

另請參閱： C++ 基本輸入/輸出

示例

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main() {
	
   //declaration of an integer variable
   int age;
   cout << "Enter your age: "<<endl;
   cin >> age;
   cout << "Your age is: " << age << endl;
   return 0;
}

C++ 變數

變數是儲存區域，其中可以儲存不同型別的資料。c++中的變數必須在使用前宣告，並且變數的名稱必須以字母開頭，並且可以包含字母、數字和下劃線（_）。

示例

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main() {
	
   // Declaring multiple variables
   int a, b, c;
   char ch;
   string s;
   return 0;
}

C++ 關鍵字

關鍵字是特定語言的編譯器保留的特殊型別的單詞，程式設計師不能顯式使用它們。其中一些關鍵字如下 -

asm	else	new	this
auto	enum	operator	throw
bool	explicit	private	true
break	export	protected	try
case	extern	public	typedef
catch	false	register	typeid
char	float	reinterpret_cast	typename
class	for	return	union
const	friend	short	unsigned
const_cast	goto	signed	using
continue	if	sizeof	virtual
default	inline	static	void
delete	int	static_cast	volatile
do	long	struct	wchar_t
double	mutable	switch	while
dynamic_cast	namespace	template

C++ 資料型別

資料型別是在記憶體中儲存變數的可用儲存分類的型別。資料型別可以分為三個部分 -

1. 基本資料型別

基本資料型別已存在於c++語言庫中。這些無需任何修改即可使用。

1.1. Int

用於整數資料型別的關鍵字是 int。整數通常需要 4 個位元組的記憶體空間，範圍從 -2147483648 到 2147483647。

1.2. Float

浮點數資料型別用於儲存單精度浮點值或十進位制值。用於浮點數資料型別的關鍵字是 float。浮點變數通常需要 4 個位元組的記憶體空間。

1.3. Char

字元資料型別用於儲存字元。用於字元資料型別的關鍵字是 char。字元通常需要 1 個位元組的記憶體空間，範圍從 -128 到 127 或 0 到 255。

1.4. Double

雙精度浮點數資料型別用於儲存雙精度浮點值或十進位制值。用於雙精度浮點數資料型別的關鍵字是 double。

1.5. String

字串資料型別用於將多個字元一起儲存在一個變數中。

1.6. Bool

布林資料型別用於儲存布林值或邏輯值。布林變數可以儲存 true 或 false。用於布林資料型別的關鍵字是 bool。

示例

int main() {
	
   int age=12; 
   //takes only whole numbers, size is 4 Bytes

   float weight=70.4; 
   //takes decimal valued numbers, size is 4 Bytes

   char alpha='a'; 
   //takes single characters as per ASCII, size is 1 Bytes

   string s="hey siri"; 
   //takes multiple characters, size is variable

   double d=2.2222; 
   //takes more precise floating point numbers, size is 8 Bytes

   bool k=true; 
   //takes only true or false values (or 0/1)
	    
   return 0;
}

2. 派生資料型別

這些派生自基本資料型別，稱為派生資料型別。這些可以有四種類型，即 -

這些將在後面的章節中簡要討論。

3. 使用者定義資料型別

這些資料型別由使用者自己定義，可以根據使用者的意願進行自定義。這些主要有五種型別 -

3.1. 類

類和物件的概念在本文件的 OOPS 部分進行了說明。可以參考此處的示例。

示例

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

class MyClass {       
   public:             
      int myNum;        
      string myString;  
};

int main() {
   MyClass myObj;  

   myObj.myNum = 1234567; 
   myObj.myString = "Helloooo";

   cout << myObj.myNum << "\n";
   cout << myObj.myString;
   return 0;
}

輸出

1234567
Helloooo

3.2. 結構體

定義結構體的語法如下。

struct structName{
   char  varName[size];
   int varName;
};

3.3. 聯合體

定義聯合體的語法如下。

Union_Name{
   // Declaration of data members
}; union_variables;

3.4. 列舉

定義列舉變數的語法如下。

enum  nameOfEnum {
   varName1 = 1, varName2 = 0
};

3.5. Typedef

定義 typedef 的語法如下。

typedef typeName;

示例

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

typedef unsigned char BYTE; 

int main() { 
   BYTE b1, b2; 
   b1 = 'c'; 
   cout << " " << b1; 
   return 0; 
}

輸出

C++ 條件語句

條件語句控制程式的流程，當我們需要定義不同的情況和條件時可以使用。原語“if”、“else”、“else if”、“switch”和三元運算子在這種情況下使用。

if 語句
if-else 語句
if-else-if 語句
巢狀 if-else 語句
Switch 語句
三元運算子

1. If 語句

當且僅當給定條件為真時，if 語句才執行程式碼塊。

2. if-else 語句

如果 if 語句內的條件為真，則 if 塊內的程式碼將被執行，否則 else 塊內的程式碼將被執行。

3. if-else-if 語句

else if 語句允許您按順序檢查多個條件。

4. 巢狀 if 語句

多個 if 語句可以相互巢狀，以根據需要形成不同的情況。

5. 三元運算子

它充當條件語句，它接受條件語句並返回第一個語句或第二個語句。

6. Switch Case

在有多個條件的情況下，我們可以簡單地使用 switch case 語句來更輕鬆地處理這些條件。

示例

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
	
   //program to explain if, else if and else conditions
   int age=12; 
   if(age<12) cout<<"YES"<<endl;

   else if(age>24) cout<<"NO"<<endl;

   else cout<<"MAYBE"<<endl;


   //program to explain ternary operator
   bool x=true;
   x==1 ? cout<<"true"<<endl : cout<<"false"<<endl;


   //program to explain switch case with break and default

   switch (x & x){
      case 0 :
         cout<<"false"<<endl;
      break;

      case 1 :
         cout<<"true"<<endl;
      break;

      default:
         cout<<"invalid"<<endl;
      break;
   }
   return 0;
}

輸出

MAYBE
true
true

C++ 運算子

C++ 中的運算子可以分為 6 種類型 -

1. 算術運算子

這些運算子用於對運算元執行算術或數學運算。例如，‘+’ 用於加法，‘-’ 用於減法，‘*’ 用於乘法等。

示例

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
   int a = 8, b = 3;

   // Addition operator
   cout << "a + b = " << (a + b) << endl;
  
   // Subtraction operator
   cout << "a - b = " << (a - b) << endl;
  
   // Multiplication operator
   cout << "a * b = " << (a * b) << endl;
  
   // Division operator
   cout << "a / b = " << (a / b) << endl;
  
   // Modulo operator
   cout << "a % b = " << (a % b) << endl;

   //unary operators
   a++;
   cout<<a<<endl;

   a--;
   cout<<a<<endl;

   int k=++a + ++b;
   cout<<k<<endl;

   k=++a - --b;
   cout<<k<<endl;

   return 0;
}

輸出

a + b = 11
a - b = 5
a * b = 24
a / b = 2
a % b = 2
9
8
13
7

2. 關係運算符

這些運算子用於比較兩個運算元的值。例如，‘>’ 檢查一個運算元是否大於另一個運算元，等等。結果返回一個布林值，即 true 或 false。

示例

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
   int a = 6, b = 4;

   // Equal to operator
   cout << "a == b is " << (a == b) << endl;
  
   // Greater than operator
   cout << "a > b is " << (a > b) << endl;
  
   // Greater than or Equal to operator
   cout << "a >= b is " << (a >= b) << endl;
  
   //  Lesser than operator
   cout << "a < b is " << (a < b) << endl;
  
   // Lesser than or Equal to operator
   cout << "a <= b is " << (a <= b) << endl;
  
   // true
   cout << "a != b is " << (a != b) << endl;

   return 0;
}

輸出

a == b is 0
a > b is 1
a >= b is 1
a < b is 0
a <= b is 0
a != b is 1

3. 邏輯運算子

這些運算子用於組合兩個或多個條件或約束，或補充正在考慮的原始條件的評估。結果返回一個布林值，即 true 或 false。

示例

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
   int a = 6, b = 4;

   // Logical AND operator
   cout << "a && b is " << (a && b) << endl;
  
   // Logical OR operator
   cout << "a || b is " << (a || b) << endl;
  
   // Logical NOT operator
   cout << "!b is " << (!b) << endl;

   return 0;
}

輸出

a && b is 1
a || b is 1
!b is 0

4. 位運算子

這些運算子用於對運算元執行位級運算。運算子首先轉換為位級，然後對運算元執行計算。加法、減法、乘法等數學運算可以在位級執行，以實現更快的處理。

示例

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
   int a = 6, b = 4;

   // Binary AND operator
   cout << "a & b is " << (a & b) << endl;

   // Binary OR operator
   cout << "a | b is " << (a | b) << endl;

   // Binary XOR operator
   cout << "a ^ b is " << (a ^ b) << endl;

   // Left Shift operator
   cout << "a<<1 is " << (a << 1) << endl;

   // Right Shift operator
   cout << "a>>1 is " << (a >> 1) << endl;

   // One’s Complement operator
   cout << "~(a) is " << ~(a) << endl;

   return 0;
}

輸出

a & b is 4
a | b is 6
a ^ b is 2
a<<1 is 12
a>>1 is 3
~(a) is -7

5. 賦值運算子

這些運算子用於為變數賦值。賦值運算子的左側運算元是變數，賦值運算子的右側運算元是值。右側的值必須與左側變數的資料型別相同，否則編譯器將引發錯誤。

示例

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
   int a = 6, b = 4;

   // Assignment Operator
   cout << "a = " << a << endl;
  
   //  Add and Assignment Operator
   cout << "a += b is " << (a += b) << endl;
  
   // Subtract and Assignment Operator
   cout << "a -= b is " << (a -= b) << endl;
  
   //  Multiply and Assignment Operator
   cout << "a *= b is " << (a *= b) << endl;
  
   //  Divide and Assignment Operator
   cout << "a /= b is " << (a /= b) << endl;

   return 0;
}

輸出

a = 6
a += b is 10
a -= b is 6
a *= b is 24
a /= b is 6

C++ 迴圈

迴圈語句用於以連續的方式遍歷某些資料。迴圈廣泛用於資料結構，例如陣列、連結串列、圖、樹等等。這些是遞迴、動態規劃和圖論等高階概念的基礎。迴圈語句主要有三種類型：

1. for迴圈

for迴圈用於遍歷某個特定資料結構，在達到結束條件前執行特定次數。

示例

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
   for(int i=0;i<6;i++){
      cout<<"hello"<<endl;
   }
   return 0;
}

輸出

hello
hello
hello
hello
hello
hello

2. while迴圈

while迴圈用於執行迴圈語句，直到指定條件變為假，否則迴圈將持續執行。

示例

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main() {
   int i=0;
   while(i<6){
      cout<<"hello"<<endl;
      i++;
   }
   return 0;
}

輸出

hello
hello
hello
hello
hello
hello

3. do-while迴圈

在do-while迴圈中，迴圈會在給定條件下第一次執行，然後檢查while語句以決定是否繼續執行。

示例

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main() {
   int i=0;
   do{
      cout<<"hello"<<endl;
      i++;
   }while(i<6);

   return 0;
}

輸出

hello
hello
hello
hello
hello
hello

C++引用和指標

引用和指標用於描述使用者宣告的變數的地址和值。

1. 引用

引用用於為同一個記憶體位置和儲存在其上的值建立一個新名稱。我們可以使用變數名旁邊的地址符（&）來建立任何變數的引用。

示例

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main() {
   int i=3;
   int &k=i;

   cout<<i<<k<<endl;
   return 0;
}

輸出

2. 指標

指標是用於儲存其指向的變數地址的變數，使用*宣告指向任何變數的指標。

示例

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main() {
   int a=4;
   int *ptr=&a;

   cout<<a<<ptr<<*ptr<<endl;

   return 0;
}

輸出

40x7ffeb2bcfb0c4

C++ 陣列

一個陣列是相同資料型別的一系列元素，這些元素儲存在儲存器中連續的記憶體位置。陣列可以在宣告時指定或不指定元素的數量。

示例

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main() {    
   int arr1[]={1,2,3,4,4,3,2,1};
   int arr2[8]={0};

   for(int i=0;i<8;i++){
      cout<<arr1[i]<<arr2[i]<<endl;
   }
     
   return 0; 
}

輸出

多維陣列

陣列也可以定義為多維，所有元素的資料型別相同。

示例

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main() {    
   int arr[2][3]={{1,2,3},{4,4,3}};
    
   for(int i=0;i<2;i++){
      for(int j=0;j<3;j++){
         cout<<arr[i][j]<<endl;
      }
   }
   return 0; 
}

輸出

C++ 函式

函式是可以呼叫的程式碼部分，前提是它們已先前定義，有助於使程式碼簡潔易讀。函式可以作為程式的一部分建立，也可以在類體中建立。由C++編譯器執行的第一個函式是main函式。

函式具有名稱、返回型別（也可以是void）、輸入變數和方法體。下面的示例展示瞭如何在C++中定義和使用函式。

C++中的函式可以分為兩種型別：

基本函式，這些函式已在C++庫中定義。基本函式的示例包括數學函式，如sin()、cos()、min()、max()等等。
使用者自定義函式，根據使用者的需求定義，可以相應地進行自定義。

示例

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
void sum1(int &a, int &b){
   b+=a;
}
int main(){
   int a=10, b=12;
   sum1(a,b);    
   cout<<b<<a<<endl;
   return 0; 
}

輸出

C++數學函式

C++作為C的超集，支援大量有用的數學函式。這些函式在標準C++中可用，以支援各種數學計算。

這些函式可以直接使用以簡化程式碼和程式，而不必關注實現細節。要使用這些函式，需要包含標頭檔案 - <math.h> 或 <cmath>。

以下示例展示了許多此類數學函式的使用，這些函式可以直接使用，而無需進行復雜的計算。

示例

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main() {
   double x = 2.3;
   cout << "Sine value of x=2.3 : " << sin(x) << endl;
   cout << "Cosine value of x=2.3 : " << cos(x) << endl;
   cout << "Tangent value of x=2.3 : " << tan(x) << endl;
 
   double y = 0.25;
   cout << "Square root value of y=0.25 : " << sqrt(y)
      << endl;
 
   int z = -10;
   cout << "Absolute value of z=-10 : " << abs(z) << endl;
   cout << "Power value: x^y = (2.3^0.25) : " << pow(x, y)
      << endl;
 
   x = 3.0;
   y = 4.0;
   cout << "Hypotenuse having other two sides as x=3.0 and"
      << " y=4.0 : " << hypot(x, y) << endl;
 
   x = 4.56;
   cout << "Floor value of x=4.56 is : " << floor(x)
      << endl;
 
   x = -4.57;
   cout << "Absolute value of x=-4.57 is : " << fabs(x)
      << endl;
 
   x = 1.0;
   cout << "Arc Cosine value of x=1.0 : " << acos(x)
      << endl;
   cout << "Arc Sine value of x=1.0 : " << asin(x) << endl;
   cout << "Arc Tangent value of x=1.0 : " << atan(x)
      << endl;
 
   y = 12.3;
   cout << "Ceiling value of y=12.3 : " << ceil(y) << endl;
 
   x = 57.3; // in radians
   cout << "Hyperbolic Cosine of x=57.3 : " << cosh(x)
      << endl;
   cout << "Hyperbolic tangent of x=57.3 : " << tanh(x)
      << endl;
 
   y = 100.0;
   // Natural base with 'e'
   cout << "Log value of y=100.0 is : " << log(y) << endl;
 
   return 0;
}

輸出

Sine value of x=2.3 : 0.745705
Cosine value of x=2.3 : -0.666276
Tangent value of x=2.3 : -1.11921
Square root value of y=0.25 : 0.5
Absolute value of z=-10 : 10
Power value: x^y = (2.3^0.25) : 1.23149
Hypotenuse having other two sides as x=3.0 and y=4.0 : 5
Floor value of x=4.56 is : 4
Absolute value of x=-4.57 is : 4.57
Arc Cosine value of x=1.0 : 0
Arc Sine value of x=1.0 : 1.5708
Arc Tangent value of x=1.0 : 0.785398
Ceiling value of y=12.3 : 13
Hyperbolic Cosine of x=57.3 : 3.83746e+24
Hyperbolic tangent of x=57.3 : 1
Log value of y=100.0 is : 4.60517

C++面向物件程式設計

C++中也存在面向物件（OOP）概念。這基本上意味著程式可以細分為類和物件。

1. 類

類是一種使用者定義的資料型別，具有兩個組成部分：變數和方法。可以使用建構函式初始化類。

2. 物件

物件是類的例項或變數。物件在儲存空間中佔用記憶體。

3. 封裝

封裝將資料和方法封裝在一個類或類別中。為此，使用類。

4. 抽象

這包括使用一定級別的安全性隱藏細節。

5. 多型

使用相同的名稱和主體建立物件的多個例項或方法稱為多型。

多型有以下型別：

1. 編譯時多型

編譯時多型可以透過以下方式實現：

2. 執行時多型

執行時多型可以透過以下方式實現：

函式過載
虛擬函式

6. 繼承

將一個類（父類）的屬性派生到另一個類（子類）稱為繼承。

C++ 檔案處理

檔案處理中的不同操作如下：

開啟檔案 - 要開啟檔案，請使用ofstream類的open()方法。
讀取檔案 - 要讀取檔案，請使用ifstream類的getline()方法。
寫入檔案 - 使用"<<"運算子在開啟的檔案中寫入資料。

示例

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main(){ 
   ofstream outputFile("file1.txt"); 

   // Open the file for writing 

   outputFile.open("file1.txt"); 
   if (outputFile.is_open()) { 

      // Write data to the file 

      outputFile << "Hello, World!" << endl; 
      outputFile << 1333113 << endl; 
      outputFile.close(); // Close the file 
   }else { 

      // Failed to open the file 
      cout << "Error"<< endl; 
      return 1; 
   } 

   // Reading from a file 

   ifstream inputFile("file1.txt"); 
   if (inputFile.is_open()) { 
      string line; 
      while (getline(inputFile, line)) { 
         // Print each line 
         cout << line << endl; 
      } 
      // Close the file 
      inputFile.close(); 
   }else { 

      // Failed to open the file 
      cout << "Error"<< endl; 
      return 1; 
   } 

   return 0; 
}

C++ 異常處理

在使用類和物件時，由於使用者編寫的程式中存在某些錯誤或機器故障（例如記憶體或執行錯誤），可能會發生各種錯誤和異常。這些錯誤可能對程式的順利執行造成致命影響，因此需要使用try和catch塊進行處理。

當發生錯誤時，C++通常會停止並生成錯誤訊息。該錯誤的專業術語是：C++會丟擲異常（丟擲錯誤）。

Try塊 - try語句允許你定義一段程式碼塊，在執行期間對其進行錯誤測試。
Throw - 當檢測到問題時，throw關鍵字會丟擲異常，這使我們能夠建立自定義錯誤。
Catch塊 - catch語句允許你定義一段程式碼塊，如果try塊中發生錯誤，則執行該程式碼塊。

Try-Catch異常處理語法

try {
   // Block of code to try
   throw exception; // Throw an exception when a problem arise
}
catch () {
   // Block of code to handle errors
}

示例

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

try {
   int bmi=30;
   if (bmi>28) {
      cout << "You are overweight.";
   } else {
      throw (bmi);
   }
}
catch (int x) {
   cout << "You are underweight.";
   cout << "Weight is: " << x;
}

C++ 預處理器

預處理器是關鍵字，用於指示編譯器在實際編譯開始之前處理指令。這些關鍵字以‘#’開頭，並且不需要在末尾使用‘;’，因為它們不是語句。

預處理器的示例包括#include、#define等等。

讓我們看看C++庫中重要的預處理器：

#include
#define

1. #include

它用於包含程式執行中使用的函式和方法所需的標頭檔案和庫。如前所述，不會顯示方法的實際實現，只會顯示最終結果。

示例

#include <math.h>
#include <iostream>

using namespace std;

//the iostream is used for input and output stream of data
//the math.h is used for including math functions like pow(x,y)

int main(void){   
   cout<<pow(2,3);
   return 0;
}

輸出

2. #define

#define預處理器指令建立符號常量。符號常量稱為宏，指令的一般形式是符號‘#’後跟define語句和需要定義的常量的定義。當此格式出現在檔案中時，該檔案中宏的所有後續出現都將在程式編譯之前替換為替換文字。

示例

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

#define A 45
//defining value of A as 45

int main(void){   
   int a= A;
   cout<<a;
   return 0;
}

輸出

C++ 名稱空間

名稱空間用於在一個程式中定義兩個同名函式。這樣，編譯器就知道在呼叫函式時使用哪個方法。使用名稱空間，你可以定義名稱定義的上下文。本質上，名稱空間定義了一個作用域。

定義名稱空間很容易。你只需編寫namespace後跟方法內部的程式碼即可。可以透過在函式名前提及名稱空間以及中間的'::'符號來在程式內部使用此函式。

示例1

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

// first name space
namespace first_space {
   void func() {
      cout << "Inside first_space" << endl;
   }
}

// second name space
namespace second_space {
   void func() {
      cout << "Inside second_space" << endl;
   }
}

int main () {
   // Calls function from first name space.
   first_space::func();
   
   // Calls function from second name space.
   second_space::func(); 

   return 0;
}

輸出

Inside first_space
Inside second_space

using關鍵字可以以指令的形式使用，指示後續程式碼遵循提到的名稱空間。類似地，'std'關鍵字用於說明所有程式碼都將遵循標準名稱空間。

要了解有關名稱空間的更多資訊，請參閱本文 - C++中的名稱空間

示例2

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

// first name space
namespace first_space {
   void func() {
      cout << "Inside first_space" << endl;
   }
}

// second name space
namespace second_space {
   void func() {
      cout << "Inside second_space" << endl;
   }
}

using namespace first_space;
int main () {
   // Calls function from first name space.
   func();

   return 0;
}

輸出

Inside first_space

C++ 模板

模板是建立泛型類或函式的藍圖或公式。庫容器（如迭代器和演算法）是使用模板概念開發的。

C++中提供兩種型別的模板：

類模板
函式模板

1. 類模板

類模板可用於定義不同的資料結構，如連結串列、棧、佇列、優先佇列、樹等等。類模板可以按以下方式定義：

語法

template <class type> class class-name {
   .
   .
   .
}

示例

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

template <typename T> class Array {
   T* pointer;
   int size;

   public:
      Array(T a[], int s);
      void show();
};

template <typename T> Array<T>::Array(T a[], int s){
   pointer = new T[s];
   size = s;
   for (int i = 0; i < size; i++)
      pointer[i] = a[i];
}

template <typename T> void Array<T>::show(){
   for (int i = 0; i < size; i++)
      cout << *(pointer + i)<<endl;
   cout << endl;
}

int main(){   
   int size=7;
   int a[size] = { 12, 21, 45, 34, 19, 55, 66 };
   Array<int> a1(a, 7);
   a1.show();
   return 0;
}

輸出

2. 函式模板

這些可用於使用模板庫建立泛型函式，這些庫具有內建功能。函式模板的一些示例包括max()、min()、sin()、floor()等等。

示例

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

template <typename T> T minof3(T x, T y, T z){
   if(x<y && x<z) return x;
   if(y<x && y<z) return y;
   if(z<x && z<y) return z;
   // else return "Not applicable !!!";
}

int main(){
   // Call minof3 for int
   cout << minof3<int>(32,58,97) << endl;
   // call minof3 for double
   cout << minof3<double>(13.0,12.0, 17.0) << endl;
   // call minof3 for char
   cout << minof3<char>('g', 'e', 't') << endl;
   // call minof3 for string
   cout << minof3<string>("apple", "ball", "cat")<<endl;

   return 0;
}

輸出

32
12
e
apple

C++ 動態記憶體

C++中的記憶體分為兩部分：

棧記憶體 - 在函式內部宣告的所有變數都將佔用來自棧的記憶體。
堆記憶體 - 這是程式的未用記憶體，可以在程式執行時動態分配記憶體。

在編寫程式時，有時可能會出現事先不知道所需記憶體的情況，因此在執行時需要從堆記憶體中獲取額外的空間。這就是動態記憶體分配，可以使用'new'關鍵字實現。利用完此空間後，可以使用'delete'關鍵字釋放資料。

來自C的malloc()函式仍然存在於C++中，但建議避免使用malloc()函式。new優於malloc()的主要優點在於，new不僅分配記憶體，還構造物件，這是C++的主要目的。

示例

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main () {
   int  *ptr  = NULL; // Pointer initialized with null
   ptr  = new int;   // Request memory for the variable
 
   *ptr = 31;     // Store value at allocated address
   cout << "Value of pointer : " << *ptr << endl;

   delete ptr;         // free up the memory.

   return 0;
}

輸出

Value of pointer : 31

類似地，在實現陣列和類時也可以動態分配記憶體。有關動態記憶體分配的更多資訊，請參閱有關動態記憶體分配的文章。

C++ 訊號處理

訊號處理是在程式執行期間控制傳遞的中斷訊號的過程。存在各種中斷，這些中斷可能會過早終止程式併產生不同的響應。例如，在Linux/Unix命令列介面（CLI）中，'CTRL+C'命令會生成結束程式中斷。類似地，C++程式語言中也存在許多中斷。這些中斷在<csignal>庫中定義。

序號	訊號和描述
1	SIGABRT 程式異常終止，例如呼叫abort。
2	SIGFPE 算術運算錯誤，例如除以零或導致溢位的運算。
3	SIGILL 檢測到非法指令。
4	SIGINT 收到互動式注意訊號。
5	SIGSEGV 儲存器訪問無效。
6	SIGTERM 傳送到程式的終止請求。

1. signal()函式

signal函式由<csignal>庫提供，用於立即捕獲不需要的或錯誤的中斷。以下是signal()函式的使用方法，它接受兩個輸入，第一個是訊號編號，第二個是訊號處理函式。

示例

#include <csignal> 
#include <iostream>
using namespace std; 

void handler_func(int signal_num){ 
   cout << endl<<"You have interrupted: (" << signal_num 
      << "). \n"; 

   //using exit to terminate 
   exit(signal_num); 
} 

int main(){ 
   //initialize signal 
   signal(SIGABRT, handler_func); 

   while (true) {
      cout << "You can't stop me !!!" << endl;
      this_thread::sleep_for(chrono::seconds(1));
      //this is used for delay 
   }
   return 0; 

   //press ctrl+c to interrupt the program execution!!!
}

2. raise() 函式

signal 函式由 <csignal> 庫提供，用於生成帶有其編號的中斷。以下是 raise() 函式的使用方法，它接收一個輸入，即訊號編號。

示例

#include <csignal> 
#include <iostream>

using namespace std; 

void signal_handler(int signum){ 
   cout << "You generated this interrupt: (" << signum << ").\n"; 

   // terminate program
   exit(signum); 
} 

int main(){ 
   int i = 0; 
   signal(SIGABRT, signal_handler); 

   while (++i) { 
      cout << "You can't stop me !!!" << endl; 
      if (i == 10) 
         raise(SIGABRT); 
   } 
   return 0; 
}

C++ 多執行緒

多執行緒是作業系統在處理器上進行多工處理的概念的一部分。多工處理通常細分為兩部分——基於程序和基於執行緒。

在基於程序的多工處理中，兩個或多個程序或程式在執行時併發執行在處理器上，並且完全依賴於處理器的能力來處理任務。

在基於執行緒的多工處理中，每個程式被劃分為多個執行緒，可以將其視為在處理器上併發執行並一起生成響應的較小的子程式。因此，多個執行緒組合在一起形成一個程式。這被稱為多執行緒。

在 C++ 中，在 C++ 11 釋出之前，沒有內建的多執行緒支援。C++ 使用 POSIX 執行緒，或 Pthreads，它們在許多類 Unix POSIX 系統上可用。可以在 pthreads 上執行以下操作：

建立執行緒
終止執行緒
向執行緒傳遞引數
連線和分離執行緒

建立執行緒

可以使用 <pthread.h> 庫中的 pthread_create 例程建立執行緒。這些可以在程式中的任何位置建立。

語法

#include <pthread.h>
pthread_create (thread, attr, start_routine, arg);

序號	引數 & 描述
1	thread 子程式返回的新執行緒的不透明唯一識別符號。
2	attr 一個不透明的屬性物件，可用於設定執行緒屬性。您可以指定一個執行緒屬性物件，或使用 NULL 表示預設值。
3	start_routine 執行緒建立後將執行的 C++ 例程。
4	arg 可以傳遞給 start_routine 的單個引數。它必須作為 void 型別的指標強制轉換進行引用傳遞。如果不需要傳遞引數，可以使用 NULL。

終止執行緒

pthread_exit() 用於線上程完成執行並且不再需要在程式中時終止執行緒。這有助於清除最初分配給執行緒的空間。

語法

#include <pthread.h>
pthread_exit (status);

示例

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <pthread.h>

using namespace std;

#define NUM_THREADS 5

void *PrintHello(void *threadid) {
   long tid;
   tid = (long)threadid;
   cout << "Hello World! Thread ID, " << tid << endl;
   pthread_exit(NULL);
}

int main () {
   pthread_t threads[NUM_THREADS];
   int rc;
   int i;

   for( i = 0; i < NUM_THREADS; i++ ) {
      cout << "main() : creating thread, " << i << endl;
      rc = pthread_create(&threads[i], NULL, PrintHello, (void *)i);

      if (rc) {
         cout << "Error:unable to create thread," << rc << endl;
         exit(-1);
      }
   }
   pthread_exit(NULL);
}

輸出

main() : creating thread, 0
main() : creating thread, 1
Hello World! Thread ID, 0
main() : creating thread, 2
Hello World! Thread ID, 1
main() : creating thread, 3
Hello World! Thread ID, 2
main() : creating thread, 4
Hello World! Thread ID, 3
Hello World! Thread ID, 4

連線和分離執行緒

以下例程用於在程式中連線和分離執行緒：

語法

pthread_join (threadid, status) 
pthread_detach (threadid)

示例

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>

using namespace std;

#define NUM_THREADS 5

void *wait(void *t) {
   int i;
   long tid;

   tid = (long)t;

   sleep(1);
   cout << "Sleeping in thread " << endl;
   cout << "Thread with id : " << tid << "  ...exiting " << endl;
   pthread_exit(NULL);
}

int main () {
   int rc;
   int i;
   pthread_t threads[NUM_THREADS];
   pthread_attr_t attr;
   void *status;

   // Initialize and set thread joinable
   pthread_attr_init(&attr);
   pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_JOINABLE);

   for( i = 0; i < NUM_THREADS; i++ ) {
      cout << "main() : creating thread, " << i << endl;
      rc = pthread_create(&threads[i], &attr, wait, (void *)i );
      if (rc) {
         cout << "Error:unable to create thread," << rc << endl;
         exit(-1);
      }
   }

   // free attribute and wait for the other threads
   pthread_attr_destroy(&attr);
   for( i = 0; i < NUM_THREADS; i++ ) {
      rc = pthread_join(threads[i], &status);
      if (rc) {
         cout << "Error:unable to join," << rc << endl;
         exit(-1);
      }
      cout << "Main: completed thread id :" << i ;
      cout << "  exiting with status :" << status << endl;
   }

   cout << "Main: program exiting." << endl;
   pthread_exit(NULL);
}

輸出

main() : creating thread, 0
main() : creating thread, 1
main() : creating thread, 2
main() : creating thread, 3
main() : creating thread, 4
Sleeping in thread 
Thread with id : 0  ...exiting 
Sleeping in thread 
Thread with id : 2  ...exiting 
Sleeping in thread 
Thread with id : 1  ...exiting 
Main: completed thread id :0  exiting with status :0
Sleeping in thread Main: completed thread id :1  exiting with status :0
Main: completed thread id :2  exiting with status :0

Thread with id : 4  ...exiting 
Sleeping in thread 
Thread with id : 3  ...exiting 
Main: completed thread id :3  exiting with status :0
Main: completed thread id :4  exiting with status :0
Main: program exiting.

向執行緒傳遞引數

以下程式演示瞭如何使用多執行緒線上程中傳遞引數和語句。

示例

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <pthread.h>

using namespace std;

#define NUM_THREADS 5

struct thread_data {
   int  thread_id;
   char *message;
};

void *PrintHello(void *threadarg) {
   struct thread_data *my_data;
   my_data = (struct thread_data *) threadarg;

   cout << "Thread ID : " << my_data->thread_id ;
   cout << " Message : " << my_data->message << endl;

   pthread_exit(NULL);
}

int main () {
   pthread_t threads[NUM_THREADS];
   struct thread_data td[NUM_THREADS];
   int rc;
   int i;

   for( i = 0; i < NUM_THREADS; i++ ) {
      cout <<"main() : creating thread, " << i << endl;
      td[i].thread_id = i;
      td[i].message = "This is message";
      rc = pthread_create(&threads[i], NULL, PrintHello, (void *)&td[i]);

      if (rc) {
         cout << "Error:unable to create thread," << rc << endl;
         exit(-1);
      }
   }
   pthread_exit(NULL);
}

輸出

main() : creating thread, 0
main() : creating thread, 1
main() : creating thread, 2
Thread ID : 0 Message : This is message
Thread ID : 1 Message : This is message
main() : creating thread, 3
Thread ID : 2 Message : This is message
main() : creating thread, 4
Thread ID : 3 Message : This is message
Thread ID : 4 Message : This is message

自誕生以來，C++ 程式設計世界發生了很多變化，瞭解正在引入的新語法變得越來越重要。本文總結了 C++ 中最流行的語法，旨在為程式設計之旅初學者奠定所有基礎。對於更有經驗的開發者，本文將概述 C++ 世界中正在發生的事情。

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