注：在正式学习C++面向对象之前，需要确保我们已经具备面向过程的基础，故第一课先复习一部分面向过程的重要知识。

变量与类型 Variable & Type

理解数据如何在程序中表示和操作是程序设计的基础，而变量是数据的载体，同时类型又规定了数据的形态和行为。

  • 变量：内存中用于存储数据的命名实体。每个变量都有一个名称，用于在代码中引用该数据。
  • 类型：决定了变量可以存储什么数据，以及能对该数据执行什么操作。类型决定了内存大小和解释方式。
  • 常见类型举例：int整型、float/double浮点型、char字符。

    很多初学者以为变量就是数据本身，实则是错误的，实际上，变量是“带名字的盒子”，类型规定了盒子的形状和容量。理解变量与类型的分离是理解指针、引用和动态内存的前提。

作用域 Scope

程序也并不是一个混沌的空间，变量有着自己的“势力范围”。理解作用域是管理程序状态、避免命名冲突和资源泄露的关键。

  • 作用域：变量在程序中可以被访问的范围。通常由一对花括号 { } 界定。
  • 局部作用域：在函数内部或复合语句（如 for 循环内部）定义的变量，其作用域从定义处开始，到对应的 } 结束。离开作用域后变量被销毁。
  • 全局作用域：在函数外定义的变量，在整个程序文件（甚至多个文件）中都可见。

    补充：当程序执行进入 { 时，栈帧为局部变量分配空间，当执行离开 } 时，变量自动销毁，空间被回收。这种机制保证了函数调用的独立性和资源的安全管理。
    理解作用域对于理解C++对象构造/析构的时机（RAII，Resource Acquisition Is Initialization）至关重要。

循环与流程控制 Loop & Flow Control

程序的核心是逻辑，循环和条件语句则是赋予了程序“重复”和“思考”的能力，使其不再是空洞的指令序列。

  • 循环（Loop）：反复执行一段代码块。 while：在条件为真时重复执行。for：适合已知循环次数（有初始化、条件、步进三部分）。
  • 流程控制（Flow Control）：改变程序顺序执行的走向。if-else：根据条件选择分支。switch-case：多路分支选择。
    重要性： 没有这些机制，程序只能顺序执行，无法实现灵活的算法逻辑（如遍历数组、筛选条件等）

    C++中的 for 循环括号内可以声明变量（如 for (int i = 0; …)），这种变量的作用域被限制在循环内部（C99之前的标准不允许，但C++一直支持）。
    switch 的 case 块中如果忘记加 break，会发生“贯穿”（fall-through）到下一个 case，这是常见的隐蔽bug。

那源代码 (.cpp) 是如何一步步变成计算机可以执行的程序 (.exe) 的？理解这个过程是解决编译错误的根本。

  • 编译（Compile）：将人类可读的源代码（.cpp, .c）转换为机器代码（目标文件 .o 或 .obj）。编译器会检查语法、类型等错误。
  • 链接（Link）：将多个目标文件（以及标准库、第三方库）合并成一个最终的可执行文件（.exe 或可执行二进制）。链接器主要处理跨文件符号引用和重定位。
    重要性： 你写的每一个 .cpp 文件会分别编译，然后链接在一起。因此一个常见的错误：只修改了一个文件却忘了重编译，或者忘记链接某个库导致“未定义引用”（undefined reference）错误。

Class的宏观分类

在深入学习单个class的细节之前，先建立宏观分类，能让你对后续的“基于对象”与“面向对象”两个学习阶段有更清晰的认识。

C++中的类（class）根据其内部是否管理动态资源（尤其是通过指针），可以划分为两大类。这一分类决定了类的设计哲学和实现细节。

  • 不带指针的class (Class Without Pointer Member)：所有数据成员都是值类型（如 int, double, 其他不带指针的结构体）。编译器生成的默认拷贝构造、拷贝赋值、析构函数通常就足够且安全。示例：复数类 Complex、二维点类 Point。重点学习：构造函数、操作符重载。
  • 带指针的class (Class With Pointer Member)：包含指向动态分配内存（堆）的指针成员。编译器生成的默认拷贝构造、拷贝赋值会导致浅拷贝（Shallow Copy），引发内存泄漏、双重释放等问题。必须手动定义“Big Three”：拷贝构造、拷贝赋值、析构函数。示例：字符串类 String。重点学习：深拷贝、拷贝控制、资源管理(RAII)。