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- 新增现代 C++ 教程的 Preface 章节，包括英文和中文版本 - 添加 C++ Primer 练习代码 - 新增 Learn C++ 教程的 C++ 开发简介章节 - 添加头文件解析文档 - 更新 mkdocs.yml，包含新教程的目录结构 - 修改项目设置，使用 Python 3.10环境
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# 变量和基本类型
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### 基本内置类型
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**基本算数类型**：
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| 类型 | 含义 | 最小尺寸 |
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| ------------- | -------------- | ------------------------------ |
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| `bool` | 布尔类型 | 8bits |
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| `char` | 字符 | 8bits |
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| `wchar_t` | 宽字符 | 16bits |
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| `char16_t` | Unicode字符 | 16bits |
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| `char32_t` | Unicode字符 | 32bits |
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| `short` | 短整型 | 16bits |
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| `int` | 整型 | 16bits (在32位机器中是32bits) |
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| `long` | 长整型 | 32bits |
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| `long long` | 长整型 | 64bits （是在C++11中新定义的） |
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| `float` | 单精度浮点数 | 6位有效数字 |
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| `double` | 双精度浮点数 | 10位有效数字 |
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| `long double` | 扩展精度浮点数 | 10位有效数字 |
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### 如何选择类型
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- 1.当明确知晓数值不可能是负数时，选用无符号类型；
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- 2.使用`int`执行整数运算。一般`long`的大小和`int`一样，而`short`常常显得太小。除非超过了`int`的范围，选择`long long`。
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- 3.算术表达式中不要使用`char`或`bool`。
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- 4.浮点运算选用`double`。
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### 类型转换
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- 非布尔型赋给布尔型，初始值为0则结果为false，否则为true。
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- 布尔型赋给非布尔型，初始值为false结果为0，初始值为true结果为1。
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### 字面值常量
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- 一个形如`42`的值被称作**字面值常量**（literal）。
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- 整型和浮点型字面值。
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- 字符和字符串字面值。
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- 使用空格连接，继承自C。
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- 字符字面值：单引号， `'a'`
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- 字符串字面值：双引号， `"Hello World""`
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- 分多行书写字符串。
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```
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std:cout<<"wow, a really, really long string"
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"literal that spans two lines" <<std::endl;
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```
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- 转义序列。`\n`、`\t`等。
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- 布尔字面值。`true`，`false`。
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- 指针字面值。`nullptr`
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> 字符串型实际上时常量字符构成的数组，结尾处以`'\0'`结束，所以字符串类型实际上长度比内容多1。
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## 变量
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**变量**提供一个**具名**的、可供程序操作的存储空间。 `C++`中**变量**和**对象**一般可以互换使用。
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### 变量定义（define）
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- **定义形式**：类型说明符（type specifier） + 一个或多个变量名组成的列表。如`int sum = 0, value, units_sold = 0;`
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- **初始化**（initialize）：对象在创建时获得了一个特定的值。
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- **初始化不是赋值！**：
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- 初始化 = 创建变量 + 赋予初始值
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- 赋值 = 擦除对象的当前值 + 用新值代替
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- **列表初始化**：使用花括号`{}`，如`int units_sold{0};`
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- 默认初始化：定义时没有指定初始值会被默认初始化；**在函数体内部的内置类型变量将不会被初始化**。
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- 建议初始化每一个内置类型的变量。
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### 变量的**声明**（declaration） vs **定义**（define）
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- 为了支持分离式编译，`C++`将声明和定义区分开。**声明**使得名字为程序所知。**定义**负责创建与名字关联的实体。
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- **extern**：只是说明变量定义在其他地方。
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- 只声明而不定义： 在变量名前添加关键字 `extern`，如`extern int i;`。但如果包含了初始值，就变成了定义：`extern double pi = 3.14;`
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- 变量只能被定义一次，但是可以多次声明。定义只出现在一个文件中，其他文件使用该变量时需要对其声明。
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- 名字的**作用域**（namescope）`{}`
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- **第一次使用变量时再定义它**。
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- 嵌套的作用域
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- 同时存在全局和局部变量时，已定义局部变量的作用域中可用`::reused`显式访问全局变量reused。
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- **但是用到全局变量时，尽量不适用重名的局部变量。**
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#### 变量命名规范
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1. 需体现实际意义
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2. 变量名用小写字母
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3. 自定义类名用大写字母开头：Sales_item
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4. 标识符由多个单词组成，中间须有明确区分：student_loan或studentLoan，不要用studentloan。
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## 左值和右值
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- **左值**（l-value）**可以**出现在赋值语句的左边或者右边，比如变量；
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- **右值**（r-value）**只能**出现在赋值语句的右边，比如常量。
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## 复合类型
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### 引用
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> 一般说的引用是指的左值引用
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- **引用**：引用是一个对象的别名，引用类型引用（refer to）另外一种类型。如`int &refVal = val;`。
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- 引用必须初始化。
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- 引用和它的初始值是**绑定bind**在一起的，而**不是拷贝**。一旦定义就不能更改绑定为其他的对象
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### 指针
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> int *p; //**指向int型对象**的指针
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- 是一种 `"指向（point to）"`另外一种类型的复合类型。
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- **定义**指针类型： `int *ip1;`，**从右向左读有助于阅读**，`ip1`是指向`int`类型的指针。
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- 指针存放某个对象的**地址**。
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- 获取对象的地址： `int i=42; int *p = &i;`。 `&`是**取地址符**。
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- 指针的类型与所指向的对象类型必须一致（均为同一类型int、double等）
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- 指针的值的四种状态：
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- 1.指向一个对象；
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- 2.指向紧邻对象的下一个位置；
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- 3.空指针；
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- 4.无效指针。
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- >**对无效指针的操作均会引发错误，第二种和第三种虽为有效的，但理论上是不被允许的**
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- 指针访问对象： `cout << *p;`输出p指针所指对象的数据， `*`是**解引用符**。
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- 像 `&` 和 `*`这样的符号，既能用作表达式里的运算符，也能作为声明的一部分出现，符号的上下文决定了符号的意义。
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```cpp
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int i = 42;
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int &r = i; // & 紧随类型名出现，因此是声明的一部分，r是一个引用
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int *p; // * 紧随类型名出现，因此是声明的一部分，p是一个指针
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p = &i; // & 出现在表达式中，是一个取地址符
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*p = i; // * 出现在表达式中，是一个解引用符
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int &r2 = *p; // &是声明的一部分，*是一个解引用符
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```
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- 空指针不指向任何对象。使用`int *p=nullptr;`来使用空指针。
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- > 指针和引用的区别：引用本身并非一个对象，引用定义后就不能绑定到其他的对象了；指针并没有此限制，相当于变量一样使用。
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- > 赋值语句永远改变的是**左侧**的对象。
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- `void*`指针可以存放**任意**对象的地址。因无类型，仅操作内存空间，对所存对象无法访问。
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- 其他指针类型必须要与所指对象**严格匹配**。
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- 两个指针相减的类型是`ptrdiff_t`。
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- 建议：初始化所有指针。
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- `int* p1, p2;//*是对p1的修饰，所以p2还是int型`
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## const限定符
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- 动机：希望定义一些不能被改变值的变量。
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### 初始化和const
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- `const` 对象**必须初始化**，且**不能被改变**。
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- `const` 变量默认不能被其他文件访问，非要访问，必须在指定 `const` 定义之前加 `extern` 。要想在多个文件中使用const变量共享，定义和声明都加 `extern` 关键字即可。
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### const的引用
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- **reference to const**（对常量的引用）：指向const对象的引用，如 `const int ival=1; const int &refVal = ival;`，可以读取但不能修改`refVal`。
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- **临时量**（temporary）对象：当编译器需要一个空间来暂存表达式的求值结果时，临时创建的一个未命名的对象。
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- 对临时量的引用是非法行为。
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### 指针和const
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- **pointer to const**（指向常量的指针）：不能用于改变其所指对象的值, 如 `const double pi = 3.14; const double *cptr = π`。
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- **const pointer**：指针本身是常量，也就是说指针固定指向该对象，（存放在指针中的地址不变，地址所对应的那个对象值可以修改）如 `int i = 0; int *const ptr = &i;`
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### 顶层const
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- `顶层const`：指针本身是个常量。
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- `底层const`：指针指向的对象是个常量。拷贝时严格要求相同的底层const资格。
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### `constexpr`和常量表达式（▲可选）
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- 常量表达式：指值不会改变，且在编译过程中就能得到计算结果的表达式。
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- `C++11`新标准规定，允许将变量声明为`constexpr`类型以便由编译器来验证变量的值是否是一个常量的表达式。
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## 处理类型
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### 类型别名
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- 传统别名：使用**typedef**来定义类型的同义词。 `typedef double wages;`
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- 新标准别名：别名声明（alias declaration）： `using SI = Sales_item;`（C++11）
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```cpp
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// 对于复合类型（指针等）不能代回原式来进行理解
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typedef char *pstring; // pstring是char*的别名
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const pstring cstr = 0; // 指向char的常量指针
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// 如改写为const char *cstr = 0;不正确，为指向const char的指针
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// 辅助理解（可代回后加括号）
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// const pstring cstr = 0;代回后const (char *) cstr = 0;
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// const char *cstr = 0;即为(const char *) cstr = 0;
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### auto类型说明符 c++11
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- **auto**类型说明符：让编译器**自动推断类型**。
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- 一条声明语句只能有一个数据类型，所以一个auto声明多个变量时只能相同的变量类型(包括复杂类型&和*)。`auto sz = 0, pi =3.14//错误`
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- `int i = 0, &r = i; auto a = r;` 推断`a`的类型是`int`。
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- 会忽略`顶层const`。
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- `const int ci = 1; const auto f = ci;`推断类型是`int`，如果希望是顶层const需要自己加`const`
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### decltype类型指示符
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- 从表达式的类型推断出要定义的变量的类型。
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- **decltype**：选择并返回操作数的**数据类型**。
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- `decltype(f()) sum = x;` 推断`sum`的类型是函数`f`的返回类型。
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- 不会忽略`顶层const`。
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- 如果对变量加括号，编译器会将其认为是一个表达式，如int i-->(i),则decltype((i))得到结果为int&引用。
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- 赋值是会产生引用的一类典型表达式，引用的类型就是左值的类型。也就是说，如果 i 是 int，则表达式 i=x 的类型是 int&。
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- decltype((variable))(双层括号)的结果永远是引用，而decltype(variable)的结果只有当 **variable** 本身是一个引用时才是引用
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## 自定义数据结构
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### struct
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> 尽量不要把类定义和对象定义放在一起。如`struct Student{} xiaoming,xiaofang;`
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- 类可以以关键字`struct`开始，紧跟类名和类体。
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- 类数据成员：类体定义类的成员。
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- `C++11`：可以为类数据成员提供一个**类内初始值**（in-class initializer）。
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### 编写自己的头文件
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- 头文件通常包含哪些只能被定义一次的实体：类、`const`和`constexpr`变量。
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预处理器概述：
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- **预处理器**（preprocessor）：确保头文件多次包含仍能安全工作。
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- 当预处理器看到`#include`标记时，会用指定的头文件内容代替`#include`
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- **头文件保护符**（header guard）：头文件保护符依赖于预处理变量的状态：已定义和未定义。
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- `#indef`已定义时为真
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- `#inndef`未定义时为真
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- 头文件保护符的名称需要唯一，且保持全部大写。养成良好习惯，不论是否该头文件被包含，要加保护符。
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```cpp
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#ifndef SALES_DATA_H //SALES_DATA_H未定义时为真
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#define SALES_DATA_H
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strct Sale_data{
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...
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}
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#endif
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