在学习 Qt 开发之前，掌握 C++ 的基础知识是至关重要的。Qt 是一个使用 C++ 编写的框架，因此理解 C++ 的面向对象编程（OOP）概念、C++11/14/17 标准特性以及 STL（标准模板库）中的常用容器，将为你在 Qt 开发中打下坚实的基础。本文将详细介绍这些内容，并结合示例代码进行说明。

一、面向对象编程（OOP）概念

面向对象编程是 C++ 的核心特性之一，主要包括以下四个基本概念：类与对象、继承、封装和多态。

1. 类与对象

• 类：是对象的蓝图或模板，定义了对象的属性和行为。
• 对象：是类的实例，通过类的构造函数创建。

示例：定义一个简单的 Car 类

#include <iostream>
#include <string>

class Car {
public:
    // 属性
    std::string brand;
    int year;

    // 构造函数
    Car(std::string b, int y) : brand(b), year(y) {}

    // 方法
    void displayInfo() {
        std::cout << "Brand: " << brand << ", Year: " << year << std::endl;
    }
};

int main() {
    Car myCar("Toyota", 2020);  // 创建对象
    myCar.displayInfo();         // 调用方法

    return 0;
}

2. 继承

继承是创建新类的机制，新类（子类）可以继承父类的属性和方法。通过继承，可以实现代码重用和扩展。

示例：定义一个继承自 Car 的 ElectricCar 类

class ElectricCar : public Car {
public:
    int batteryCapacity;

    ElectricCar(std::string b, int y, int capacity)
        : Car(b, y), batteryCapacity(capacity) {}

    void displayInfo() {
        Car::displayInfo();  // 调用父类的方法
        std::cout << "Battery Capacity: " << batteryCapacity << " kWh" << std::endl;
    }
};

int main() {
    ElectricCar myTesla("Tesla", 2021, 75);
    myTesla.displayInfo();

    return 0;
}

3. 封装

封装是将数据和操作数据的方法组合在一起，并限制对某些数据的直接访问。通过使用访问修饰符（public、protected、private），可以控制数据的可见性。

示例：使用封装来保护属性

class BankAccount {
private:
    double balance;  // 私有属性

public:
    BankAccount(double initialBalance) : balance(initialBalance) {}

    void deposit(double amount) {
        if (amount > 0) {
            balance += amount;
        }
    }

    double getBalance() const {
        return balance;
    }
};

int main() {
    BankAccount account(1000);
    account.deposit(500);
    std::cout << "Balance: " << account.getBalance() << std::endl;

    return 0;
}

4. 多态

多态是指同一操作作用于不同对象时，可以表现出不同的行为。多态主要通过虚函数实现。

示例：使用虚函数实现多态

class Shape {
public:
    virtual void draw() = 0;  // 纯虚函数
};

class Circle : public Shape {
public:
    void draw() override {
        std::cout << "Drawing a Circle" << std::endl;
    }
};

class Square : public Shape {
public:
    void draw() override {
        std::cout << "Drawing a Square" << std::endl;
    }
};

void render(Shape *shape) {
    shape->draw();  // 调用多态方法
}

int main() {
    Circle circle;
    Square square;
  
    render(&circle);
    render(&square);

    return 0;
}

二、C++11/14/17 标准特性

C++11 及其后续版本引入了许多新特性，使得编程更加高效和安全。

1. 智能指针

智能指针是自动管理动态分配内存的类，包括 std::unique_ptr 和 std::shared_ptr。

示例：使用 std::unique_ptr

#include <iostream>
#include <memory>

class Resource {
public:
    Resource() { std::cout << "Resource acquired!" << std::endl; }
    ~Resource() { std::cout << "Resource released!" << std::endl; }
};

int main() {
    std::unique_ptr<Resource> resPtr(new Resource());  // 创建智能指针
    // Resource 会在 resPtr 超出作用域时自动释放
    return 0;
}

2. Lambda 表达式

Lambda 表达式提供了简洁的方式来定义匿名函数，可以用于 STL 算法中。

示例：使用 Lambda 表达式

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

int main() {
    std::vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};

    std::for_each(numbers.begin(), numbers.end(), [](int n) {
        std::cout << n * 2 << " ";  // 输出每个元素的两倍
    });

    return 0;
}

3. 多线程（std::thread）

C++11 引入了 std::thread 以支持多线程编程。

示例：创建和使用线程

#include <iostream>
#include <thread>

void printMessage() {
    std::cout << "Hello from thread!" << std::endl;
}

int main() {
    std::thread t(printMessage);  // 创建线程
    t.join();  // 等待线程完成

    return 0;
}

三、STL 与常用容器

STL 是 C++ 标准模板库，提供了一系列算法和数据结构。以下是常用的容器：

1. vector

std::vector 是动态数组，可以自动调整大小。

示例：使用 std::vector

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
    vec.push_back(6);  // 添加元素

    for (int n : vec) {
        std::cout << n << " ";  // 输出元素
    }
    return 0;
}

2. map

std::map 是键值对的集合，按照键的顺序自动排序。

示例：使用 std::map

#include <iostream>
#include <map>

int main() {
    std::map<std::string, int> ageMap;
    ageMap["Alice"] = 30;
    ageMap["Bob"] = 25;

    for (const auto& pair : ageMap) {
        std::cout << pair.first << ": " << pair.second << std::endl;  // 输出键值对
    }
    return 0;
}

3. set

std::set 是不重复元素的集合，自动排序。

示例：使用 std::set

#include <iostream>
#include <set>

int main() {
    std::set<int> numSet = {1, 2, 2, 3, 4};  // 重复元素会被忽略

    for (int n : numSet) {
        std::cout << n << " ";  // 输出唯一元素
    }
    return 0;
}

总结

通过本文，我们详细探讨了 C++ 基础知识，包括面向对象编程的核心概念、C++11/14/17 标准特性以及 STL 中的常用容器。掌握这些知识，不仅能够帮助你更好地理解 Qt 的工作原理，也能够提升你在 C++ 编程中的能力和效率。希望这些示例代码能为你的学习提供实用的参考！