很多初学嵌入式、做单片机开发的人都会纠结一个问题:学嵌入式,到底要不要精通 C++?只学 C 语言够不够用?必须学到什么程度才算合格?

嵌入式不需要人人都精通 C++,分场景、分岗位;低端简单岗位纯 C 够用,中高端复杂项目必须会 C++,但也不用盲目全盘精通,掌握嵌入式刚需版本就够。

很多人被劝退,是误以为要把桌面版 C++ 所有语法、所有特性全学一遍,其实完全没必要。

如果本身只会 C 语言,想搞懂要不要学 C++、学到什么程度、怎么平滑转 C++,可以看看《嵌入式 C++ 实战:从 C 语言无缝切换到现代 C++》,专门为嵌入式开发者量身打造,避开无用知识点,只学工作刚需内容。

《嵌入式 C++ 实战:从C语言无缝切换到现代 C++》这本书讲得很透彻:

嵌入式有专属裁剪版 C++,很多桌面花哨特性在资源受限的单片机、嵌入式设备里根本用不上,不用浪费时间死磕。

书中专门帮开发者划好了边界:

  • 哪些 C++ 类、面向对象、多态是嵌入式必学
  • 哪些容器、智能指针可以放心用
  • 哪些现代 C++ 特性嵌入式坚决不用
  • 只会 C 语言,怎么平滑、无缝过渡到嵌入式现代 C++

不用从零啃厚厚的 C++ 教程,直接按嵌入式刚需路线学,省时、不走弯路。

本书系统阐述了现代C++(直至C++23)在资源受限嵌入式系统开发中的应用方法与实践技巧。本书不仅深入解析了C++相较于C语言在嵌入式开发中的核心优势,还全面覆盖了从语言基础到高阶技术,再到实际工程落地的完整知识体系。

全书共18章,分为四大部分。

第1部分聚焦嵌入式开发中C++的认知普及与环境搭建,破除关于C++的常见误解,分析资源受限嵌入式系统的开发挑战,介绍嵌入式C++生态系统的工具链,分析工具与测试框架,并指导读者搭建现代化的嵌入式C++项目开发环境与仿真测试环境。

第2部分夯实C++基础核心,详解类的核心机制,命名空间,函数重载等基础特性,以及C++与C语言的互操作性,同时系统梳理各类错误处理技术与异常机制。第3部分深入C++高级概念,包括模板与元编程,强类型安全强化,lambda表达式应用及编译时计算等关键技术,助力开发者编写通用,高效,高可读性的代码。

第4部分聚焦嵌入式实际问题解决,演示硬件抽象层(HAL)实现,C库协作方法,讲解序列器优化,设计模式应用,有限状态机设计等实用方案,并介绍嵌入式开发常用库与框架及跨平台开发技巧。

本书适合长期使用C语言,希望转型现代C++的嵌入式开发者阅读,也适合从事低功耗设备,医疗设备,汽车电子,自动驾驶等领域的软硬件开发工程师,系统设计工程师及技术爱好者阅读。无论读者是否具备深厚的C++基础,都能通过本书掌握嵌入式C++开发的核心能力,开发出更可靠,灵活,易维护且高效的嵌入式系统。

本书各章内容:

第1章,“破除关于C++的常见误解”:探讨关于C++的普遍误解并系统澄清,同时让读者了解C++的发展历程及零开销原则。

第2章,“资源受限嵌入式系统的挑战”:分析资源受限嵌入式系统面临的设计难题,重点介绍性能分析技术和内存管理方法,同时说明如何规避异常、RTTI(运行时类型信息)等可能引发问题的语言特性。

第3章,“嵌入式C++生态系统”:介绍嵌入式领域C++开发可以使用的工具,包括工具链、静态分析器、性能分析工具和测试框架。

第4章,“搭建C++嵌入式项目开发环境”:逐步指导读者搭建现代化的C++嵌入式项目开发环境,包括使用模拟器在虚拟环境中测试代码。

第5章,“类—C++应用的构建块”:帮助读者理解C++中的类,涵盖存储期、初始化、继承和动态多态等内容。

第6章,“类外核心特性—C++进阶基础基石”:讲解命名空间、函数重载等C++基础特性,探讨与C语言的互操作性,并介绍标准库容器和算法。

第7章,“强化固件—实用的C++错误处理方法”:梳理C++中的各类错误处理技术(包括错误码、断言、全局处理器等),同时解释异常的底层机制和工作原理。

第8章,“使用模板构建通用、可复用的代码”:深入讲解模板和concept(概念),并介绍模板元编程和编译时多态。

第9章,“使用强类型提升类型安全”:探讨C++中的隐式和显式类型转换,引入强类型概念,并通过嵌入式库的实际示例展示如何提升类型安全。

第10章,“使用lambda编写高可读性代码”:介绍lambda表达式,并展示如何结合命令设计模式借助它实现一个高表现力的中断管理器。

第11章,“编译时计算”:探索C++的编译时计算能力,并演示如何利用该能力构建一个在编译时生成查找表的信号发生器库。

第12章,“编写C++硬件抽象层(HAL)”:演示如何用C++实现硬件抽象层,并借助模板元编程确保类型安全。

第13章,“使用C语言库”:介绍如何在C++项目中高效使用C语言库,并通过文件系统C库的示例展示RAII(资源获取即初始化)原则的应用。

第14章,“用序列器增强超级循环”:展示如何借助序列器改进基于简单超级循环的设计方案,同时介绍嵌入式模板库(ETL)及其编译时已知固定大小的容器类模板。

第15章,“实用模式—构建温度发布器”:引导读者学习观察者设计模式,并演示如何将其应用于恒温器、暖通空调(HVAC)控制器等系统。

第16章,“设计可扩展的有限状态机”:介绍有限状态机的多种实现方式,从基础的枚举-开关(enum-switch)方式入手,引入状态设计模式,最后介绍Boost SML库。

第17章,“库与框架”:重点介绍对受限系统固件开发有用的C++标准模板库(STL)组件,同时介绍Pigweed库和编译时初始化与构建(CIB)。

第18章,“跨平台开发”:探讨良好的软件设计对实现嵌入式软件可移植性和可测试性的重要性。

给嵌入式学习者最实用建议

入门阶段:先把 C 语言学扎实,不用急着碰 C++;

进阶阶段:往 Linux、高端智能硬件发展,一定要补嵌入式 C++;

不用追求 “全网精通 C++”,只学嵌入式工作能用的那部分就足够职场竞争力。

延伸阅读

给嵌入式学习者整理了一套循序渐进的经典书单,按学习阶段匹配成长路径:

C 语言入门打基础:《C Primer Plus 第6版 中文版》

《C Primer Plus(第6版)中文版》是一本经过仔细测试、精心设计的完整C语言教程,它涵盖了C语言编程中的核心内容。《C Primer Plus(第6版)中文版》作为计算机科学的经典著作,讲解了包含结构化代码和自顶向下设计在内的程序设计原则。

与以前的版本一样,作者的目标仍旧是为读者提供一本入门型、条理清晰、见解深刻的C语言教程。作者把基础的编程概念与C语言的细节很好地融合在一起,并通过大量短小精悍的示例同时演示一两个概念,通过学以致用的方式鼓励读者掌握新的主题。

每章末尾的复习题和编程练习题进一步强化了*重要的信息,有助于读者理解和消化那些难以理解的概念。本书采用了友好、易于使用的编排方式,不仅适合打算认真学习C语言编程的学生阅读,也适合那些精通其他编程语言,但希望更好地掌握C语言这门核心语言的开发人员阅读。

《C Primer Plus(第6版)中文版》在之前版本的基础之上进行了全新升级,它涵盖了C语言*新的进展以及C11标准的详细内容。本书还提供了大量深度与广度齐备的教学技术和工具,来提高你的学习。

平稳入门 C++ 过渡:《C++ Primer Plus 第6版 中文版》

《C++ Primer Plus(第6版)中文版》分18章,分别介绍了C++程序的运行方式、基本数据类型、复合数据类型、循环和关系表达式、分支语句和逻辑运算符、函数重载和函数模板、内存模型和名称空间、类的设计和使用、多态、虚函数、动态内存分配、继承、代码重用、友元、异常处理技术、string类和标准模板库、输入/输出、C++11新增功能等内容。

《C++ Primer Plus(第6版)中文版》针对C++初学者,从C语言基础知识开始介绍,然后在此基础上详细阐述C++新增的特性,因此不要求读者有C语言方面的背景知识。《C++ Primer Plus(第6版)中文版》可作为高等院校教授C++课程的教材,也可供初学者自学C++时使用。

高阶权威备查、按需精进:《C++程序设计语言(第4版)(上、下册)》

本书全面介绍C++11标准,涵盖了C++的发展历程、设计理念、学习方法及新特性等内容。第1篇(第1~5章)包括C++的背景知识、C++语言及其标准库的简要介绍;第2篇(第6~15章)介绍C++的内置类型、基本特性及如何用它们构造程序;第3篇(第16~29章)介绍C++的抽象机制及如何用这些机制编写面向对象程序和泛型程序;第4篇(第30~44章)概述标准库并讨论一些兼容性问题。本书从基本原理、规范等方面充分讲解C++的语言特性和标准库组件,并给出丰富的例子,为专业程序员提供全面的C++知识体系。

本书可作为高等院校编程语言和C++相关课程的教材,也适合C++程序设计人员阅读。

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