c++高级工程师掌握的基本知识

作为一名C++高级工程师，通常需要掌握以下知识和技能体系，涵盖语言深度、库使用、性能优化、多线程、设计模式等多个方面。下面我帮你罗列一个全面的知识清单，方便你做自我评估或者准备面试。

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1. C++语言核心

• 熟练掌握C++11/14/17/20及最新标准的特性

  • 自动类型推导（auto、decltype）
  • 智能指针（std::unique_ptr，std::shared_ptr，std::weak_ptr）
  • Lambda表达式及闭包
  • constexpr 和 consteval
  • 模板编程（函数模板、类模板、模板特化、模板元编程）
  • 右值引用、移动语义、完美转发
  • 标准库容器（vector, map, unordered_map等）
  • 异常安全机制和异常规范
  • 强类型枚举（enum class）

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2. 面向对象设计

• 设计原则（SOLID）
• 设计模式（单例、工厂、观察者、策略、模板方法等）
• 虚函数、多态、纯虚函数与接口设计
• 多继承与虚继承
• 对象生命周期管理
• RAII（资源获取即初始化）

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3. 模板与泛型编程

• 模板基础与模板特化
• SFINAE、enable_if及概念（Concepts）
• 模板元编程（递归、编译期计算）
• 可变模板参数（Variadic Templates）
• 类型萃取（Type Traits）
• CRTP（Curiously Recurring Template Pattern）

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4. 内存管理

• 动态内存分配机制
• 自定义内存池
• 智能指针原理及应用
• 内存对齐与填充
• 内存泄漏检测及工具（Valgrind，ASan）
• 避免悬挂指针、野指针
• 对象的拷贝/移动语义

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5. 多线程与并发

• 线程创建与管理（std::thread）
• 线程同步机制（互斥锁、读写锁、条件变量、信号量）
• 原子操作和无锁编程（std::atomic）
• 内存模型与内存屏障
• 线程安全设计
• 线程池设计与实现
• 并发容器和任务调度

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6. 标准库与Boost

• 熟练使用STL容器、迭代器、算法
• 字符串处理和正则表达式
• IO流与文件操作
• Boost库（智能指针、异步IO、线程等模块）

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7. 性能优化

• 代码优化（减少拷贝、避免不必要的虚函数调用）
• 编译优化选项与代码剖析
• Cache友好设计（局部性原理）
• 内联函数与模板展开
• 移动语义优化性能
• 异步与并发优化

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8. 调试与测试

• GDB、LLDB调试技巧
• 单元测试框架（Google Test，Catch2等）
• 持续集成（CI）流程
• 性能分析工具（perf, VTune, Valgrind）
• 代码静态分析（clang-tidy, cppcheck）

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9. 网络编程与系统编程

• TCP/UDP协议基础
• Socket编程
• 多路复用技术（epoll, select）
• 进程与线程间通信
• 信号处理与异常处理

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10. 跨平台开发

• CMake构建工具
• 了解Windows/Linux/Unix平台差异
• 预处理器与条件编译技巧

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11. 软件工程

• 设计文档编写能力
• 代码规范与代码审查
• 版本控制工具（Git）
• 持续集成与部署
• 需求分析与系统设计

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12. 现代C++新特性

• Concepts与约束（C++20）
• 模块化（Modules）
• 协程（Coroutines）
• 范围（Ranges）
• 三向比较运算符（<=>）

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13. 调优与底层知识

• 汇编基础
• CPU缓存、内存层次结构
• 指令流水线、分支预测
• ABI、调用约定
• 链接器和编译器工作原理

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总结

方向	主要知识点
语言核心	C++11/14/17/20，模板，泛型编程
设计	面向对象，设计模式，架构设计
并发	多线程，锁，原子操作，线程池
性能与优化	内存管理，缓存优化，移动语义
工具	调试，测试，静态分析，性能剖析
系统层面	网络，系统调用，跨平台
新特性与未来发展	Concepts，协程，模块化

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