@@ -213,7 +213,190 @@ void try_call_foo(auto &t) {
213213// 从现代的 C++23 学起，先知道正常的写法“理应”是什么样。工作中用不上 C++23？我会向你介绍，如果要倒退回 C++14，古代人都是用什么“奇技淫巧”实现同样的效果。
214214// 这样你最后同样可以适应公司要求的 C++14 环境。但是从 C++23 学起，你的思维又不会被应付古代语言缺陷的“奇技淫巧”扰乱，学起来就事半功倍。
215215
216- = 开始
216+ = 开发环境与平台选择
217+
218+ TODO
219+
220+ == IDE 不是编译器！
221+
222+ TODO
223+
224+ == 编译器是？
225+
226+ 编译器是将源代码 (`.cpp`) 编译成可执行程序 (`.exe`) 的工具。
227+
228+ #fun[C++ 是*编译型语言*，源代码不能直接执行哦！刚开始学编程的小彭老师曾经把网上的 “Hello, World” 代码拷贝到 `.c` 源码文件中，然后把后缀名改成 `.exe`，发现这样根本执行不了……后来才知道需要通过一种叫做*编译器*编译 `.c` 文件，才能得到计算机可以直接执行的 `.exe` 文件。]
229+
230+ C++ 源码 `.cpp` 是写给人类看的！计算机并不认识，计算机只认识二进制的机器码。要把 C++ 源码转换为计算机可以执行的机器码。
231+
232+ == 编译器御三家
233+
234+ 最常见的编译器有：GCC、Clang、MSVC
235+
236+ #fun[俗称“御三家”。]
237+
238+ 这些编译器都支持了大部分 C++20 标准和小部分 C++23 标准，而 C++17 标准都是完全支持的。
239+
240+ #fun[有人说过：“如果你不知道一个人是用的什么编译器，那么你可以猜他用的是 GCC。”]
241+
242+ - GCC 主要只在 Linux 和 MacOS 等 Unix 类系统可用，不支持 Windows 系统。但是 GCC 有着大量好用的扩展功能，例如大名鼎鼎的 `pbds`（基于策略的数据结构），还有各种 `__attribute__`，各种 `__builtin_` 系列函数。不过随着新标准的出台，很多原本属于 GCC 的功能都成了标准的一部分，例如 `__attribute__((warn_unused))` 变成了标准的 `[[nodiscard]]`，`__builtin_clz` 变成了标准的 `std::countl_zero`，`__VA_OPT__` 名字都没变就进了 C++20 标准。
243+
244+ #fun[PBDS 又称 “平板电视”]
245+
246+ - 也有 MinGW 这样的魔改版 GCC 编译器，把 GCC 移植到了 Windows 系统上，同时也能用 GCC 的一些特性。不过 MinGW 最近已经停止更新，最新的 GCC Windows 移植版由 MinGW-w64 继续维护。
247+
248+ - Clang 是跨平台的编译器，支持大多数主流平台，包括操作系统界的御三家：Linux、MacOS、Windows。Clang 支持了很大一部分 GCC 特性和部分 MSVC 特性。其所属的 LLVM 项目更是编译器领域的中流砥柱，不仅支持 C、C++、Objective-C、Fortran 等，Rust 和 Swift 等语言也是基于 LLVM 后端编译的，不仅如此，还有很多显卡厂商的 OpenGL 驱动也是基于 LLVM 实现编译的。并且 Clang 身兼数职，不仅可以编译，还支持静态分析。许多 IDE 常见的语言服务协议 (LSP) 就是基于 Clang 的服务版————Clangd 实现的 (例如你可以按 Ctrl 点击，跳转到函数定义，这样的功能就是 IDE 通过调用 Clangd 的 LSP 接口实现）。不过 Clang 的性能优化比较激进，虽然有助于性能提升，如果你不小心犯了未定义行为，Clang 可能优化出匪夷所思的结果，如果你要实验未定义行为，Clang 是最擅长复现的。且 Clang 对一些 C++ 新标准特性支持相对较慢，没有 GCC 和 MSVC 那么上心。
249+
250+ #tip[例如 C++20 早已允许 lambda 表达式捕获 structural-binding 变量，而 Clang 至今还没有支持，尽管 Clang 已经支持了很多其他 C++20 特性。]
251+
252+ - Apple Clang 是苹果公司自己魔改的 Clang 版本，只在 MacOS 系统上可用，支持 Objective-C 和 Swift 语言。但是版本较官方 Clang 落后一些，很多新特性都没有跟进，基本上只有专门伺候苹果的开发者会用。
253+
254+ #tip[GCC 和 Clang 也支持 Objective-C。]
255+
256+ - MSVC 是 Windows 限定的编译器，提供了很多 MSVC 特有的扩展。也有人在 Clang 上魔改出了 MSVC 兼容模式，兼顾 Clang 特性的同时，支持了 MSVC 的一些特性（例如 `__declspec`），可以编译用了 MSVC 特性的代码，即 `clang-cl`，在最新的 VS2022 IDE 中也集成了 `clang-cl`。值得注意的是，MSVC 的优化能力是比较差的，比 GCC 和 Clang 都差，例如 MSVC 几乎总是假定所有指针 aliasing，这意味着当遇到很多指针操作的循环时，几乎没法做循环矢量化。但是也使得未定义行为不容易产生 Bug，另一方面，这也导致一些只用 MSVC 的人不知道某些写法是未定义行为。
257+
258+ - Intel C++ compiler 是英特尔开发的 C++ 编译器，由于是硬件厂商开发的，特别擅长做性能优化。但由于更新较慢，基本没有更上新特性，也没什么人在用了。
259+
260+ #tip[最近他们又出了个 Intel DPC++ compiler，支持最新的并行编程领域特定语言 SyCL。]
261+
262+ == 使用编译器编译源码
263+
264+ === MSVC
265+
266+ ```cmd
267+ cl.exe /c main.cpp
268+ ```
269+
270+ 这样就可以得到可执行文件 `main.exe` 了。
271+
272+ === GCC
273+
274+ ```bash
275+ g++ -c main.cpp -o main
276+ ```
277+
278+ 这样就可以得到可执行文件 `main` 了。
279+
280+ #tip[Linux 系统的可执行文件并没有后缀名，所以没有 `.exe` 后缀。]
281+
282+ === Clang
283+
284+ Windows 上：
285+
286+ ```bash
287+ clang++.exe -c main.cpp -o main.exe
288+ ```
289+
290+ Linux / MacOS 上：
291+
292+ ```bash
293+ clang++ -c main.cpp -o main
294+ ```
295+
296+ == 编译器选项
297+
298+ 编译器选项是用来控制编译器的行为的。不同的编译器有不同的选项，语法有微妙的不同，但大致功效相同。
299+
300+ 例如当我们说“编译这个源码时，我用了 GCC 编译器，`-O3` 和 `-std=c++20` 选项”，说的就是把这些选项加到了 `g++` 的命令行参数中：
301+
302+ ```bash
303+ g++ -O3 -std=c++20 -c main.cpp -o main
304+ ```
305+
306+ 其中 Clang 和 GCC 的编译器选项有很大交集。而 MSVC 基本自成一派。
307+
308+ Clang 和 GCC 的选项都是 `-xxx` 的形式，MSVC 的选项是 `/xxx` 的形式。
309+
310+ 常见的编译器选项有：
311+
312+ === C++ 标准
313+
314+ 指定要选用的 C++ 标准。
315+
316+ Clang 和 GCC：`-std=c++98`、`-std=c++03`、`-std=c++11`、`-std=c++14`、`-std=c++17`、`-std=c++20`、`-std=c++23`
317+
318+ MSVC：`/std:c++98`、`/std:c++11`、`/std:c++14`、`/std:c++17`、`/std:c++20`、`/std:c++latest`
319+
320+ 例如要编译一个 C++20 源码文件，分别用 GCC、Clang、MSVC：
321+
322+ GCC（Linux）：
323+
324+ ```bash
325+ g++ -std=c++20 -c main.cpp -o main
326+ ```
327+
328+ Clang（Linux）：
329+
330+ ```bash
331+ clang++ -std=c++20 -c main.cpp -o main
332+ ```
333+
334+ MSVC（Windows）：
335+
336+ ```bash
337+ cl.exe /std:c++20 /c main.cpp
338+ ```
339+
340+ === 优化等级
341+
342+ Clang 和 GCC：`-O0`、`-O1`、`-O2`、`-O3`、`-Ofast`、`-Os`、`-Oz`、`-Og`
343+
344+ - `-O0`：不进行任何优化，编译速度最快，忠实复刻你写的代码，未定义行为不容易产生诡异的结果，一般用于开发人员内部调试阶段。
345+ - `-O1`：最基本的优化，会把一些简单的死代码（编译器检测到的不可抵达代码）删除，去掉没有用的变量，把部分变量用寄存器代替等，编译速度较快，执行速度也比 `-O0` 快。但是会丢失函数的行号信息，影响诸如 gdb 等调试，如需快速调试可以用 `-Og` 选项。
346+ - `-O2`：比 `-O1` 更强的优化，会把一些循环展开，把一些函数内联，减少函数调用，把一些简单的数组操作用更快的指令替代等，执行速度更快。
347+ - `-O3`：比 `-O2` 更激进的优化，会把一些复杂的循环用 SIMD 矢量指令优化加速，把一些复杂的数组操作用更快的指令替代等。性能提升很大，但是如果你的程序有未定义行为，可能会导致一些 Bug。如果你的代码没有未定义行为则绝不会有问题，对自己的代码质量有自信就可以放心开，编译速度也会很慢，一般用于程序最终成品发布阶段。
348+ - `-Ofast`：在 `-O3` 的基础上，进一步对浮点数的运算进行更深层次的优化，但是可能会导致一些浮点数计算结果不准确。如果你的代码不涉及到 NaN 和 Inf 的处理，那么 `-Ofast` 不会有太大的问题，一般用于科学计算领域的终极性能优化。
349+ - `-Os`：在 `-O2` 的基础上，专门优化代码大小，性能被当作次要需求，但是会禁止会导致可执行文件变大的优化。会把一些循环展开、内联等优化关闭，把一些代码用更小的指令实现，尽可能减小可执行文件的尺寸，比 `-O0`、`-O1`、`-O2` 都要小，通常用于需要节省内存的嵌入式系统开发。
350+ - `-Oz`：在 `-Os` 的基础上，进一步把代码压缩，可能把本可以一条大指令完成的任务也拆成多条小指令，为了尺寸完全性能，大幅减少了函数内联的机会，有时用于嵌入式系统开发。
351+ - `-Og`：在 `-O0` 的基础上，尽可能保留更多调试信息，不做破坏函数行号等信息的优化，建议配合产生更多调试信息的 `-g` 选项使用。但还是会做一些简单的优化，比 `-O0` 执行速度更快。但 `-Og` 的所有优化都不会涉及到未定义行为，因此非常适合调试未定义行为。但是由于插入了调试信息，最终的可执行文件会变得很大，一般在开发人员调试时使用。
352+
353+ MSVC：`/Od`、`/O1`、`/O2`、`/Ox`、`/Ob1`、`/Ob2`、`/Os`
354+
355+ - `/Od`：不进行任何优化，忠实复刻你写的代码，未定义行为不容易产生诡异的结果，一般用于调试阶段。
356+ - `/O1`：最基本的优化，会把一些简单的死代码删除，去掉没有用的变量，把变量用寄存器代替等。
357+ - `/O2`：比 `/O1` 更强的优化，会把一些循环展开，把一些函数内联，减少函数调用，还会尝试把一些循环矢量化，把一些简单的数组操作用更快的指令替代等。一般用于发布阶段。
358+ - `/Ox`：在 `/O2` 的基础上，进一步优化，但是不会导致未定义行为，一般用于发布阶段。
359+ - `/Ob1`：启用函数内联。
360+ - `/Ob2`：启用函数内联，但是会扩大内联范围，一般比 `/Ob1` 更快，但是也会导致可执行文件变大。
361+ - `/Os`：在 `/O2` 的基础上，专门优化代码大小，性能被当作次要需求，但是会禁止会导致可执行文件变大的优化。会把一些循环展开、内联等优化关闭，把一些代码用更小的指令实现，尽可能减小可执行文件的尺寸，通常用于需要节省内存的嵌入式系统开发。
362+
363+ === 调试信息
364+
365+ Clang 和 GCC：`-g`、`-g0`、`-g1`、`-g2`、`-g3`
366+
367+ MSVC：`/Z7`、`/Zi`
368+
369+ === 头文件搜索路径
370+
371+ === 指定要链接的库
372+
373+ === 库文件搜索路径
374+
375+ === 定义宏
376+
377+ Clang 和 GCC：`-Dmacro=value`
378+
379+ MSVC：`/Dmacro=value`
380+
381+ 例如：
382+
383+ === 警告开关
384+
385+ == 标准库御三家
386+
387+ - libstdc++ 是 GCC 官方的 C++ 标准库实现，由于 GCC 是 Linux 系统的主流编译器，所以 libstdc++ 也是 Linux 上最常用的标准库。你可以在这里看到他的源码：https://github.com/gcc-mirror/gcc/tree/master/libstdc%2B%2B-v3
388+
389+ - libc++ 是 Clang 官方编写的 C++ 标准库实现，由于 Clang 是 MacOS 系统的主流编译器，所以 libc++ 也是 MacOS 上最常用的标准库。libc++ 也是 C++ 标准库中最早实现 C++11 标准的。项目的开源地址是：https://github.com/llvm/llvm-project/tree/main/libcxx
390+
391+ - MSVC STL 是 MSVC 官方的 C++ 标准库实现，由于 MSVC 是 Windows 系统的主流编译器，所以 MSVC STL 也是 Windows 上最常用的标准库。MSVC STL 也是 C++ 标准库中最晚实现 C++11 标准的，但是现在他已经完全支持 C++20，并且也完全开源了：https://github.com/microsoft/STL
392+
393+ 值得注意的是，标准库和编译器并不是绑定的，例如 Clang 可以用 libstdc++ 或 MSVC STL，GCC 也可以被配置使用 libc++。
394+
395+ 在 Linux 系统中，Clang 默认用的就是 libstdc++。需要为 Clang 指定 `-stdlib=libc++` 选项，才能使用。
396+
397+ #fun[牛头人笑话：“如果你不知道一个人是用的什么标准库，那么你可以猜他用的是 libstdc++。即使他的编译器是 Clang，他用的大概率依然是 libstdc++。”]
398+
399+ = 你好，世界
217400
218401== 什么是函数
219402
@@ -258,7 +441,7 @@ int main()
258441
259442#fun[因此，`main` 可以被看作是#quote[宇宙大爆炸]。]
260443
261- == main 函数返回值
444+ == main 函数的返回值
262445
263446```cpp
264447int main()
@@ -279,7 +462,7 @@ main 函数总是返回一个整数 (`int` 类型)，用这个整数向操作系
279462 操作系统：我调用了你这个程序的 main 函数，我好奇程序是否正确执行了？让我们约定好：如果你运转正常的话，就返回0表示成功哦！如果有错误的话，就返回一个错误代码，比如返回1表示无权限，2表示找不到文件……之类的。当然，错误代码都是不为0的。
280463]
281464
282- == 黑色的窗口 ？
465+ == 这个黑色的窗口是 ？
283466
284467TODO: 介绍控制台
285468
@@ -354,7 +537,11 @@ int main()
354537 在我们以后的案例代码中，都会像这样注释说明，充当*就地讲解员*的效果。去除这些注释并不影响程序的正常运行，添加文字注释只是小彭老师为了提醒你每一行的代码作用。
355538]
356539
357- = 函数
540+ = 变量与类型
541+
542+ TODO
543+
544+ = 自定义函数
358545
359546函数可以没有返回值，只需要返回类型写 `void` 即可，这样的函数调用的目的只是为了他的副作用（如修改全局变量，输出文本到控制台，修改引用参数等）。
360547
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