介绍 C++ 开发

Question

在我们编写和执行第一个 C++ 程序之前，我们需要更详细地了解一个 C++ 程序是怎么被开发出来的。看下图：

第1步：定义您要解决的问题

这是“做什么”的阶段，在这个阶段你需要找出你要解决的问题。定义你想要编写什么样的程序或许是最简单的一步，但也可能是最难的一步。但从概念上讲，它是最简单的。您只需要有一个深思熟虑的想法，你就可以进行下一步了。

这里有一些例子：

我想编写一个程序，允许我输入许多数字，然后计算平均值。
我想写一个生成2d迷宫的程序，让用户浏览它。如果用户到达目的地，用户将获胜。
我想写一个程序，读取股票价格文件并预测股票是涨还是跌。

第2步：确定如何解决问题

这是“怎么做”的阶段，你要在这个阶段决定用什么样的方式来解决第一阶段所提出的问题。这也是软件开发中最容易忽略的步骤。问题的关键在于有很多方法可以解决问题 – 但是，其中一些方法很好，其中一些方法却很烂。通常，程序员会一下子就想出一个解决方案，然后屁股一坐，就开始写代码。这种情况下通常会产出比较烂的解决方案。

通常，良好的解决方案具有以下特征：

• 它们很简单（不会过于复杂或令人困惑）。
• 它们有很好说明（特别是在提出任何假设或限制时）。
• 它们是模块化构建的，因此可以在以后重复使用或更改，且不会影响程序的其他部分。
• 它们非常稳健，可以在出现意外情况时容易修复或提供有用的错误消息。

当你脑袋一热，屁股一坐，然后立即开始写代码时，你通常思考的是“我想做这个”，因此你使用最快的实现方式来达成你想要的效果，然而这可能导致程序的健壮性非常脆弱，以后难以更改或扩展，或者存在大量Bug（技术缺陷）。

作为旁白... 术语 Bug 最早是由托马斯·爱迪生早在19世纪70年代提出！然而，该术语在20世纪40年代普及，当时工程师发现一只飞蛾卡在早期计算机的硬件中，导致短路。当时的错误报告和“飞蛾”实体现在都还在美国 Smithsonian 历史博物馆存放着。

研究表明，程序员只有20％的时间用于编写初始程序。另外 80％ 用于维护，包括调试（删除错误），针对新需求进行更改（例如，在新的操作系统版本上运行），增强功能（用于改进可用性或功能的微小更改），或者内部改进（提高可靠性或可维护性）。

因此，你有必要在开始写代码前，花更多的时间去思考解决问题的最佳方法，提出更多的假设，以及未日后的维护做好计划，这样可以一路上节约你很多的时间，记住，思考两次，编码一次！

我们会在今后的课程更多地讨论如何有效地设计问题的解决方案。

第3步：编写程序

为了编写程序，我们需要两件事：首先我们需要编程语言的知识 – 这就是这些教程的用途！其次，我们需要一个代码编辑器。可以使用您想要的任何代码编辑器编写程序，甚至用windows系统的记事本或者Unix的vi都行。但是，我们强烈建议您使用专为写代码而设计的编辑器。如果你还没有，请不要担心。我们将简要介绍如何安装代码编辑器。

专为写代码而设计的编辑器具有一些使编程更容易的功能，包括：

1）行号。当编译器给我们一个错误时，行号很有用，因为一般的编译器报错会像这样：错误代码/错误消息，第64行。如果没有显示行号的编辑器，你要找第64行可能只有一行一行慢慢数了。

2）语法高亮和着色。语法高亮和着色会更改程序各个部分的颜色，以便更容易识别程序的不同组件。这是一个包含行号和语法高亮的C++程序示例（来自译者:我还不知道怎么通过markdown显示行号…）：

#include <iostream>

int main()
{
    std::cout << "Colored text!";
    return 0;
}

我们在本教程中展示的示例将始终具有行编号和语法突出显示，好让它更容易看懂。

3）明确的字体。非编程字体通常使得难以区分数字0和字母O，或数字1，字母l（小写字母L）和字母I（大写字母i）。一个好的编程字体将区分这些符号，以确保不会意外地使用一个符号代替另一个符号。

在 C++ 中，您的程序通常称为 name.cpp，其中 name 替换为您为程序选择的名称（例如计算器，hello 等等）。.cpp 扩展则告诉您这是一个包含C++指令的 C++ 源代码文件。请注意，有些人使用扩展名 .cc 而不是 .cpp，但我们建议您使用 .cpp。

最佳实践 ：将您的代码文件命名为 name.cpp，其中 name 是您选择的名称，.cpp 是指示该文件是 C++ 源文件的扩展名。

另请注意，许多复杂的 C++ 程序都有多个 .cpp 文件。在学习初期您一般用到一个.cpp文件就够了，但你需要知道的是，一个程序很有可能会有成百上千的 .cpp 文件（来自译者：比如虚幻引擎源代码）

一旦我们编写了程序，接下来的步骤就是将它转换成我们可以运行的东西，然后看它是否有效！我们将在下一节中讨论这些（4到7）步骤。