代码思维导图

# 《代码思维导图》

## 一、编程基础

### 1.1 数据类型

#### 1.1.1 基本数据类型

*   **整型 (Integer):**
    *   有符号整型 (Signed Integers): `int`, `short`, `long`, `long long` (C/C++)
    *   无符号整型 (Unsigned Integers): `unsigned int`, `unsigned short`, `unsigned long`, `unsigned long long` (C/C++)
*   **浮点型 (Floating-point):**
    *   单精度浮点型 (Single-precision): `float`
    *   双精度浮点型 (Double-precision): `double`
    *   扩展精度浮点型 (Extended-precision): `long double` (C/C++)
*   **字符型 (Character):** `char`
    *   ASCII
    *   Unicode (UTF-8, UTF-16, UTF-32)
*   **布尔型 (Boolean):** `bool`
    *   `true`
    *   `false`

#### 1.1.2 复合数据类型

*   **数组 (Array):**
    *   固定大小
    *   相同类型元素的集合
    *   多维数组
*   **字符串 (String):**
    *   字符数组
    *   动态字符串 (例: `std::string` in C++, `String` in Java)
*   **结构体/类 (Struct/Class):**
    *   不同类型数据的组合
    *   成员变量
    *   成员函数 (类)
*   **枚举 (Enum):**
    *   一组命名的整数常量
*   **联合体 (Union):**
    *   多个变量共享同一块内存空间

### 1.2 运算符

#### 1.2.1 算术运算符

*   `+` (加)
*   `-` (减)
*   `*` (乘)
*   `/` (除)
*   `%` (取模/余数)
*   `++` (自增)
*   `--` (自减)

#### 1.2.2 关系运算符

*   `==` (等于)
*   `!=` (不等于)
*   `>` (大于)
*   `<` (小于)
*   `>=` (大于等于)
*   `<=` (小于等于)

#### 1.2.3 逻辑运算符

*   `&&` (逻辑与)
*   `||` (逻辑或)
*   `!` (逻辑非)

#### 1.2.4 位运算符

*   `&` (按位与)
*   `|` (按位或)
*   `^` (按位异或)
*   `~` (按位取反)
*   `<<` (左移)
*   `>>` (右移)

#### 1.2.5 赋值运算符

*   `=` (赋值)
*   `+=`, `-=`, `*=`, `/=`, `%=`, `&=`, `|=`, `^=`, `<<=`, `>>=` (复合赋值)

#### 1.2.6 其他运算符

*   `sizeof` (获取大小)
*   `? :` (三元运算符)
*   `.` (成员访问)
*   `->` (指针成员访问)
*   `[]` (数组下标)
*   `()` (函数调用)

### 1.3 控制结构

#### 1.3.1 顺序结构

*   代码按照书写顺序依次执行

#### 1.3.2 选择结构

*   `if` 语句
*   `if-else` 语句
*   `if-else if-else` 语句
*   `switch` 语句

#### 1.3.3 循环结构

*   `for` 循环
*   `while` 循环
*   `do-while` 循环
*   `break` 语句 (跳出循环)
*   `continue` 语句 (跳过本次循环)

### 1.4 函数

*   函数定义
*   函数调用
*   函数参数
    *   形参 (Formal parameters)
    *   实参 (Actual parameters)
    *   按值传递 (Pass by value)
    *   按引用传递 (Pass by reference)
    *   按指针传递 (Pass by pointer)
*   返回值
*   递归函数
*   函数重载 (Function Overloading)

### 1.5 指针 (C/C++)

*   指针变量
*   指针运算
*   指针与数组
*   指针与函数
*   动态内存分配 (`malloc`, `calloc`, `realloc`, `free` in C; `new`, `delete` in C++)

## 二、面向对象编程 (OOP)

### 2.1 核心概念

*   **封装 (Encapsulation):**
    *   将数据和方法捆绑在一起
    *   隐藏内部实现细节
    *   提供公共接口
*   **继承 (Inheritance):**
    *   子类继承父类的属性和方法
    *   代码重用
    *   多态的基础
*   **多态 (Polymorphism):**
    *   同一操作作用于不同的对象，可以有不同的解释，产生不同的执行结果
    *   静态多态 (Static polymorphism): 函数重载，模板
    *   动态多态 (Dynamic polymorphism): 虚函数，接口

### 2.2 类与对象

*   类的定义
*   对象的创建
*   成员变量 (Attributes)
*   成员函数 (Methods)
*   构造函数 (Constructor)
*   析构函数 (Destructor)
*   访问控制修饰符 (Access Modifiers):
    *   `public`
    *   `private`
    *   `protected`

### 2.3 继承与多态

*   单继承
*   多重继承 (Multiple Inheritance)
*   虚函数 (Virtual Function)
*   抽象类 (Abstract Class)
*   接口 (Interface)

## 三、数据结构与算法

### 3.1 数据结构

*   **线性表 (Linear List):**
    *   数组 (Array)
    *   链表 (Linked List):
        *   单链表 (Singly Linked List)
        *   双链表 (Doubly Linked List)
        *   循环链表 (Circular Linked List)
    *   栈 (Stack): LIFO (Last In First Out)
    *   队列 (Queue): FIFO (First In First Out)
*   **树 (Tree):**
    *   二叉树 (Binary Tree)
    *   二叉搜索树 (Binary Search Tree)
    *   平衡二叉树 (Balanced Binary Tree): AVL树, 红黑树
    *   堆 (Heap): 优先队列
    *   B树 (B-Tree)
*   **图 (Graph):**
    *   有向图 (Directed Graph)
    *   无向图 (Undirected Graph)
    *   邻接矩阵 (Adjacency Matrix)
    *   邻接表 (Adjacency List)
*   **哈希表 (Hash Table):**
    *   哈希函数 (Hash Function)
    *   冲突解决 (Collision Resolution): 链地址法, 开放寻址法

### 3.2 算法

*   **排序算法 (Sorting Algorithms):**
    *   冒泡排序 (Bubble Sort)
    *   选择排序 (Selection Sort)
    *   插入排序 (Insertion Sort)
    *   归并排序 (Merge Sort)
    *   快速排序 (Quick Sort)
    *   堆排序 (Heap Sort)
    *   计数排序 (Counting Sort)
    *   桶排序 (Bucket Sort)
    *   基数排序 (Radix Sort)
*   **搜索算法 (Searching Algorithms):**
    *   线性搜索 (Linear Search)
    *   二分搜索 (Binary Search)
    *   深度优先搜索 (Depth-First Search, DFS)
    *   广度优先搜索 (Breadth-First Search, BFS)
*   **图算法 (Graph Algorithms):**
    *   最短路径算法 (Shortest Path Algorithms): Dijkstra算法, Floyd-Warshall算法
    *   最小生成树算法 (Minimum Spanning Tree Algorithms): Prim算法, Kruskal算法
    *   拓扑排序 (Topological Sort)
*   **动态规划 (Dynamic Programming)**
*   **贪心算法 (Greedy Algorithm)**
*   **回溯算法 (Backtracking Algorithm)**

## 四、软件工程

### 4.1 需求分析

*   需求获取
*   需求规格说明书

### 4.2 设计

*   概要设计
*   详细设计
*   UML (Unified Modeling Language)

### 4.3 编码

*   代码规范
*   单元测试

### 4.4 测试

*   单元测试
*   集成测试
*   系统测试
*   验收测试

### 4.5 部署

*   环境配置
*   上线发布

### 4.6 维护

*   缺陷修复
*   版本更新
*   性能优化

## 五、常用工具

### 5.1 编辑器

*   VS Code
*   Sublime Text
*   Atom
*   Notepad++
*   Vim
*   Emacs

### 5.2 IDE (Integrated Development Environment)

*   Visual Studio
*   Eclipse
*   IntelliJ IDEA
*   Xcode

### 5.3 版本控制

*   Git
*   GitHub
*   GitLab
*   Bitbucket

### 5.4 调试工具

*   GDB
*   Valgrind
*   IDE自带调试器

### 5.5 构建工具

*   Make
*   CMake
*   Ant
*   Maven
*   Gradle

## 六、编程范式

### 6.1 命令式编程 (Imperative Programming)

*   侧重描述解决问题的步骤

### 6.2 声明式编程 (Declarative Programming)

*   侧重描述解决问题的目标，而不是具体步骤
*   函数式编程 (Functional Programming)
*   逻辑式编程 (Logic Programming)

### 6.3 面向对象编程 (Object-Oriented Programming)

*   使用对象和类来组织代码

### 6.4 事件驱动编程 (Event-Driven Programming)

*   程序执行的流程由事件触发

### 6.5 并发编程 (Concurrent Programming)

*   多线程
*   多进程
*   协程
*   异步编程

《代码思维导图》

一、编程基础

1.1 数据类型

1.1.1 基本数据类型

整型 (Integer):
- 有符号整型 (Signed Integers): int, short, long, long long (C/C++)
- 无符号整型 (Unsigned Integers): unsigned int, unsigned short, unsigned long, unsigned long long (C/C++)
浮点型 (Floating-point):
- 单精度浮点型 (Single-precision): float
- 双精度浮点型 (Double-precision): double
- 扩展精度浮点型 (Extended-precision): long double (C/C++)
字符型 (Character): char
- ASCII
- Unicode (UTF-8, UTF-16, UTF-32)
布尔型 (Boolean): bool
- true
- false

1.1.2 复合数据类型

数组 (Array):
- 固定大小
- 相同类型元素的集合
- 多维数组
字符串 (String):
- 字符数组
- 动态字符串 (例: std::string in C++, String in Java)
结构体/类 (Struct/Class):
- 不同类型数据的组合
- 成员变量
- 成员函数 (类)
枚举 (Enum):
- 一组命名的整数常量
联合体 (Union):
- 多个变量共享同一块内存空间

1.2 运算符

1.2.1 算术运算符

+ (加)
- (减)
* (乘)
/ (除)
% (取模/余数)
++ (自增)
-- (自减)

1.2.2 关系运算符

== (等于)
!= (不等于)
> (大于)
< (小于)
>= (大于等于)
<= (小于等于)

1.2.3 逻辑运算符

&& (逻辑与)
|| (逻辑或)
! (逻辑非)

1.2.4 位运算符

& (按位与)
| (按位或)
^ (按位异或)
~ (按位取反)
<< (左移)
>> (右移)

1.2.5 赋值运算符

= (赋值)
+=, -=, *=, /=, %=, &=, |=, ^=, <<=, >>= (复合赋值)

1.2.6 其他运算符

sizeof (获取大小)
? : (三元运算符)
. (成员访问)
-> (指针成员访问)
[] (数组下标)
() (函数调用)

1.3 控制结构

1.3.1 顺序结构

代码按照书写顺序依次执行

1.3.2 选择结构

if 语句
if-else 语句
if-else if-else 语句
switch 语句

1.3.3 循环结构

for 循环
while 循环
do-while 循环
break 语句 (跳出循环)
continue 语句 (跳过本次循环)

1.4 函数

函数定义
函数调用
函数参数
- 形参 (Formal parameters)
- 实参 (Actual parameters)
- 按值传递 (Pass by value)
- 按引用传递 (Pass by reference)
- 按指针传递 (Pass by pointer)
返回值
递归函数
函数重载 (Function Overloading)

1.5 指针 (C/C++)

指针变量
指针运算
指针与数组
指针与函数
动态内存分配 (malloc, calloc, realloc, free in C; new, delete in C++)

二、面向对象编程 (OOP)

2.1 核心概念

封装 (Encapsulation):
- 将数据和方法捆绑在一起
- 隐藏内部实现细节
- 提供公共接口
继承 (Inheritance):
- 子类继承父类的属性和方法
- 代码重用
- 多态的基础
多态 (Polymorphism):
- 同一操作作用于不同的对象，可以有不同的解释，产生不同的执行结果
- 静态多态 (Static polymorphism): 函数重载，模板
- 动态多态 (Dynamic polymorphism): 虚函数，接口

2.2 类与对象

类的定义
对象的创建
成员变量 (Attributes)
成员函数 (Methods)
构造函数 (Constructor)
析构函数 (Destructor)
访问控制修饰符 (Access Modifiers):
- public
- private
- protected

2.3 继承与多态

单继承
多重继承 (Multiple Inheritance)
虚函数 (Virtual Function)
抽象类 (Abstract Class)
接口 (Interface)

三、数据结构与算法

3.1 数据结构

线性表 (Linear List):
- 数组 (Array)
- 链表 (Linked List):
  - 单链表 (Singly Linked List)
  - 双链表 (Doubly Linked List)
  - 循环链表 (Circular Linked List)
- 栈 (Stack): LIFO (Last In First Out)
- 队列 (Queue): FIFO (First In First Out)
树 (Tree):
- 二叉树 (Binary Tree)
- 二叉搜索树 (Binary Search Tree)
- 平衡二叉树 (Balanced Binary Tree): AVL树, 红黑树
- 堆 (Heap): 优先队列
- B树 (B-Tree)
图 (Graph):
- 有向图 (Directed Graph)
- 无向图 (Undirected Graph)
- 邻接矩阵 (Adjacency Matrix)
- 邻接表 (Adjacency List)
哈希表 (Hash Table):
- 哈希函数 (Hash Function)
- 冲突解决 (Collision Resolution): 链地址法, 开放寻址法

3.2 算法

排序算法 (Sorting Algorithms):
- 冒泡排序 (Bubble Sort)
- 选择排序 (Selection Sort)
- 插入排序 (Insertion Sort)
- 归并排序 (Merge Sort)
- 快速排序 (Quick Sort)
- 堆排序 (Heap Sort)
- 计数排序 (Counting Sort)
- 桶排序 (Bucket Sort)
- 基数排序 (Radix Sort)
搜索算法 (Searching Algorithms):
- 线性搜索 (Linear Search)
- 二分搜索 (Binary Search)
- 深度优先搜索 (Depth-First Search, DFS)
- 广度优先搜索 (Breadth-First Search, BFS)
图算法 (Graph Algorithms):
- 最短路径算法 (Shortest Path Algorithms): Dijkstra算法, Floyd-Warshall算法
- 最小生成树算法 (Minimum Spanning Tree Algorithms): Prim算法, Kruskal算法
- 拓扑排序 (Topological Sort)
动态规划 (Dynamic Programming)
贪心算法 (Greedy Algorithm)
回溯算法 (Backtracking Algorithm)

四、软件工程

4.1 需求分析

需求获取
需求规格说明书

4.2 设计

概要设计
详细设计
UML (Unified Modeling Language)

4.3 编码

代码规范
单元测试

4.4 测试

单元测试
集成测试
系统测试
验收测试

4.5 部署

环境配置
上线发布

4.6 维护

缺陷修复
版本更新
性能优化

五、常用工具

5.1 编辑器

VS Code
Sublime Text
Atom
Notepad++
Vim
Emacs

5.2 IDE (Integrated Development Environment)

Visual Studio
Eclipse
IntelliJ IDEA
Xcode

5.3 版本控制

Git
GitHub
GitLab
Bitbucket

5.4 调试工具

GDB
Valgrind
IDE自带调试器

5.5 构建工具

Make
CMake
Ant
Maven
Gradle

六、编程范式

6.1 命令式编程 (Imperative Programming)

侧重描述解决问题的步骤

6.2 声明式编程 (Declarative Programming)

侧重描述解决问题的目标，而不是具体步骤
函数式编程 (Functional Programming)
逻辑式编程 (Logic Programming)

6.3 面向对象编程 (Object-Oriented Programming)

使用对象和类来组织代码

6.4 事件驱动编程 (Event-Driven Programming)

程序执行的流程由事件触发

6.5 并发编程 (Concurrent Programming)

多线程
多进程
协程
异步编程

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