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极客时间专栏/geek/罗剑锋的C++实战笔记/课前导读/开篇词 | 把C++从“神坛”上拉下来，这次咱这么学.md

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+<audio id="audio" title="开篇词 | 把C++从“神坛”上拉下来，这次咱这么学" controls="" preload="none"><source id="mp3" src="https://static001.geekbang.org/resource/audio/f3/e9/f36845c09c2a069398d70c45f44e26e9.mp3"></audio>
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+你好，我是罗剑锋，你叫我Chrono就好。
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+去年，我在极客时间开了一个[《透视HTTP协议》](https://time.geekbang.org/column/intro/100029001)的课程，有很多同学留言，希望能再听我讲讲其他领域的知识。
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+于是，在一年之后的今天，我给你带来了这个新课程：《罗剑锋的 C++ 实战笔记》。
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+## 为什么C++这么难学？
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+如果你之前看过那个课程，就应该知道，我的工作经历比较杂，HTTP只能算是我的一个“副业”。这次要讲C++，感觉终于回到了“老本行”。毕竟写了二十多年的C++代码，经手的大大小小的 C++项目不计其数，现在终于有机会把一点一滴积累起来的这些经验整理、分享出来，内心还是有点激动的。
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+一说到C++，几乎所有人的第一反应就是“出了名的难学难用”。的确如此，因为它实在是太复杂了，有太多的特性和细节。
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+随着标准版本的演进，C++里包含的东西也越来越多。最早的C++98只有60来个关键字，到C++11变成了70多个，C++20则膨胀到了近百个。对比一下同级别的Java、Go等语言，C++真称得上是“巨无霸”。而且这还仅仅是核心语言，外面还有更庞大的标准库在等着你。
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+不断膨胀的核心语言加上庞大的标准库，让学习、使用C++的门槛无形中提高了很多，不仅C++“新手”学起来很难，就连C++“老手”也会觉得，用好它并不是一件容易的事情。
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+**Effective C++** 里有一句话，我觉得很有意思：
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+> 
+C++是一个威力十足的编程语言，如果C带给你足够绞死自己的绳索，C++就是间五金店，挤满了许多准备为你绑绳结的人。
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+这句话形象地说出了C++的难点：**它太接近底层，C语言本身已经有很多“坑”了，而C++又增加了更多的“坑”，一旦用不好，就很容易“作茧自缚”**。
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+其实，这些年来，C++标准委员会也意识到了这个难学难用的问题，也做了很多工作，尽量让C++对初学者友好，朝着易学易用的方向去努力。但C++毕竟背着“兼容C语言”这个巨大的历史包袱（说得重一点就是“原罪”），无法做出彻底的改革，在可以预见的将来，语言里的那些“坑”还将长期存在。
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+针对这个问题，我的建议是，**先从C++11标准开始学起**。这个版本的C++虽然还是很复杂，但却添加了很多方便易用的新特性，更接近“现代编程语言”，可以少遇到一些传统编程方式的“坑”。
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+市面上有不少教授现代C++的书，也都是专家、大师之作，权威性毋庸置疑。但C++实在是太庞大了，相应的书都很厚，慢慢去“啃”、去“消化”实在是吃力。
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+而且，这些毕竟是纸面上的知识，离实际的开发还有一定的距离，你难免会有这样的感慨：
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+“**道理我都懂，可用起来还是会犯怵，要是身边能有个人来指点一下该多好。**”
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+不知道你在刚毕业的时候，公司有没有为你安排过一个“入职导师”的角色，他会制定培养计划，带你熟悉环境，指导你的工作，让你尽快成长为一名合格的职场新人。
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+C++书籍就好像是学校里的老师，只能教你基本的知识。而学习C++最缺乏的就是一个“入职导师”，他能帮你跨越从课堂到现实的“鸿沟”，告诉你实际工作时会遇到哪些问题，又该怎么解决。
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+很可惜，大多数人，也包括我，当初都没有遇到这样的好导师，学C++的时候一切都要靠自己摸索。虽然说“实践出真知”，最终有所成就，但也浪费了不少大好年华。
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+所以，接到极客时间的邀请之后，我决定写这样一个能够担当“入职导师”“引路人”角色的课程，从庞大的C++里裁剪出一个精致的子集，挑选出最适合你自己的C++特性。我还会把踩过的坑、走过的弯路、收获的果实，都毫无保留地分享给你。
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+## 课程特点
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+既然要当“入职导师”，那我的目标就是一切从实际出发，只讲实实在在、脚踏实地的C++知识，而不会讲那些“高深”的理论和“玄乎”的技巧，更不会去教你那些“屠龙之术”。
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+另外，因为C++的资料已经有很多了，我也不想变成标准规范的“复读机”，机械地重复那些接口定义。所以，在这个课程里，我通常只会简单提一下功能要点，不会详细解释调用方式，**重点是谈使用时的注意事项和经验教训**，具体怎么用你完全可以去查资料。
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+讲C++必然要写代码，不过课程示例里的代码都很短，也不复杂，对C++水平的要求很低，不需要你有太多的经验（1～5年都可以），保证让你一眼就能看明白。虽然代码可以说是“玩具”，但里面蕴含的知识却绝不是“玩具”，这就需要你看懂之后去细心领会了。
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+总之，我想尽量降低这门课的学习门槛，把C++从“神坛”上拉下来，让它平易近人一些，希望能够让你看到C++也有亲切的一面。
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+在这里请允许我适当引用并修改《设计模式》一书里的部分文字，来描述一下这门课的特点：
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+> 
+……并不要求使用独特的语言特性，也不采用那些足以使你的朋友或者老板大吃一惊的神奇的编程技巧。
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+> 
+……有经验的C++程序员的确能够做出良好的设计，写出优秀的代码，而新手则面对众多选择无从下手，需要花费较长时间领会良好的C++代码是怎么回事。有经验的C++程序员显然知道一些新手所不知道的东西，这又是什么呢？
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+> 
+……课程里不会提出任何前所未见的新算法或者新程序设计技术，既没有给出一种严格的系统设计方法，也没有提出一套新的设计理论——它只是将现有的一些经验加以文档化。
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+> 
+……一旦你理解了C++，并且有了一种“Aha！”（而不是“Huh？”）的应用经验和体验后，你将用一种非同寻常的方式思考C++编程。
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+## 课程设计
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+按照这个思路，我把我最有切身感受、最有实际意义的经验，全部浓缩在了这个课程里。学会了这些“武艺”，你一定能够用C++开发出优雅、高效的程序。
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+整个课程分为五个模块，**注重语言和库的“开发落地”，基本不讲语法细节和内部实现原理，而是用实例促使你更多地应用“现代C++”自然、直观的思维方式**。
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+C++与C是一脉相通的，很多时候，C++不过是C的高级解法。所以，即使你的主力工作语言是C，也可以过来看看，了解一下新思路、新工具。
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+我先给你大概介绍一下这些模块吧。
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+在“**概论**”模块，我会从程序的**生命周期**和**编程范式**这两个独特的角度来审视它，帮你看清楚C++复杂的本质，透彻理解C++程序的运行机制和面向对象编程思想。
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+在“**语言特性**”模块，我精选出了C++中的**自动类型推导**、**智能指针**、**Lambda表达式**等几个重要特性，帮你掌握惯用法，消灭代码里的隐患，用这些特性写出清晰、易读、安全的代码。
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+标准库是C++里占比非常大的一部分，重要性不亚于语言本身。所以在“**标准库**”模块，我会介绍其中最核心的四个部分：**字符串、容器、算法和并发**，让你用好这个最基本的库，学会泛型编程，提高程序的运行效率。
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+不过，标准库也不可能涵盖所有的开发领域，所以在“**技能进阶**”模块里，我会介绍C++标准之外的一些第三方工具，带你一起去实现序列化、网络通信和性能分析等功能，解决实际开发中遇到的常见问题。
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+之后是“**总结**”模块，我会结合C++讲讲设计模式，并给出一个完整可用的C++服务端程序例子（这里会与《透视HTTP协议》这门课有个小小的联动）。这样“理论结合实际”，把前面的所有知识点都串联起来，让你看看在项目中C++是具体怎么思考、设计、落地的。你实际动手研究一下代码，再试着改改，就能够把C++的这些特性融会贯通了。
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+除此之外，我还特别设计了一个“**轻松话题**”单元，和你聊些C++之外的东西，以避免因为课程安排得太紧凑，没有“喘息”的机会，让你学起来很累。这些话题涵盖的范围比较广，包括经典的学习资料、提高工作效率的工具等，让你在掌握核心硬技能的同时向外拓展知识面，“会工作，更要会生活”。
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+<img src="https://static001.geekbang.org/resource/image/1f/98/1f9de23ff1146623a643428cf9cba098.jpg" alt="">
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+## 学前勉言
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+在开课之前，我还想和你分享几句编程格言。这三条格言已经陪伴了我很久，一直指导着我的编程实践。
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+> 
+任何人都能写出机器能看懂的代码，但只有优秀的程序员才能写出人能看懂的代码。
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+> 
+有两种写程序的方式：一种是把代码写得非常复杂，以至于“看不出明显的错误”；另一种是把代码写得非常简单，以至于“明显看不出错误”。
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+> 
+“把正确的代码改快速”，要比“把快速的代码改正确”，容易得太多。
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+C++庞大、复杂是无法改变的事实，所以我们要把这三条格言铭记在心，对它保持一颗“敬畏”的心，在学习语言特性的同时，千万不要滥用特性，谦虚谨慎，戒骄戒躁。
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+我很喜欢15年前乔布斯在斯坦福大学演讲中的一句话，觉得非常适合C++。所以，最后我想把它送给你，我们共勉，希望在接下来的这段时间里，我们一起：
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+Stay Hungry, Stay Foolish.

极客时间专栏/geek/罗剑锋的C++实战笔记/课前导读/课前准备 | 搭建实验环境.md

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+<audio id="audio" title="课前准备 | 搭建实验环境" controls="" preload="none"><source id="mp3" src="https://static001.geekbang.org/resource/audio/24/e9/247d3663da06a7e26bc4befd800c65e9.mp3"></audio>
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+你好，我是Chrono。
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+在开始正式的学习之前，我们需要先做一点准备工作——在自己的电脑上搭建出课程使用的实验环境。
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+我会给你推荐具体的操作系统、编译器，带你一步步搭建环境，还会给你分享我的[GitHub链接](https://github.com/chronolaw/cpp_study)，之后课程里的所有代码，你都可以在这里找到。
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+## 操作系统
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+首先说一下操作系统。
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+目前流行的操作系统有三种：Windows、macOS和Linux。
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+Windows是应用得最广泛的一个系统了，是绝对的主流，但是，作为C++开发环境来说，Windows并不能算是首选。
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+一个原因是，Windows上的标准C++开发工具Visual Studio不是免费的，尽管它提供了可自由下载的社区版，但有各种限制（你可以看下社区版和其他版本的[差异](https://visualstudio.microsoft.com/zh-hans/vs/compare/)），用来做实验还行，如果要用来开发正式的软件，就不是那么合适了。
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+另一个更重要的原因是，Windows现在已经不再是C++的“主战场”了，现在开发Windows程序，更多的是用C#、Java、TypeScript等其他语言，在Windows上写C++程序，很难有大的作为，会有种“英雄无用武之地”的感觉。
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+macOS是苹果的专用系统，比较“小众精英”，用户比较少。必须要承认，它是一个很高效易用的开发环境，但也有点“曲高和寡”，不是每个人都能有一台MacBook的。而且，macOS虽然也是UNIX，但它源自FreeBSD，内部结构、使用方式与Linux有一些差异。
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+macOS也有与Windows相同的问题，它的官方开发语言是Objective-C、Swift，几乎没有纯粹使用C++开发出的Mac应用。
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+所以，**我建议你使用Linux操作系统**，它是完全自由、免费的系统，不受任何人的控制，开发工具链非常完善，而且，目前差不多所有的商业网站的服务器（当然还有Android）上跑的都是Linux，而C++也正好能在开发后台应用服务方面大显身手，两者可谓是“绝配”。
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+## 编译器
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+选好了Linux操作系统，接下来就要选择编译器了。
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+虽然C++20马上就要发布了，但现在C++标准的实际普及情况还是相当落后的。据我多年的观察，很多企业因为各式各样的原因，还在用着老旧的操作系统和编译器，别说C++20了，连C++17都很少用到。
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+所以，从应用现状出发，我不会使用那么“超前”的标准和编译器，而是选择更贴合实际、更“接地气”的编译器，让你在工作中能够立即用得上，不用苦等操作系统、编译器的升级。
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+好了，说一下我对编译器的要求：**至少要支持C++11，支持到C++14最好，对再往上的17/20则不强求，在今后的课程中，也会尽量不涉及17/20里的特性**。
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+把这几点要求落实到Linux上的默认编译器GCC，就是4.6或者是 4.8版本，越高越好。至于具体版本GCC对C++的支持程度，可以在它的[官网](https://gcc.gnu.org/projects/cxx-status.html)上找到。
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+GCC通常是和Linux系统绑定在一起的，选编译器也就相当于选择Linux的版本。
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+Linux也是版本众多，最常见的是**RedHat系的CentOS**和**Debian系的Ubuntu**。
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+这两个被很多企业广泛采用，但CentOS通常比较“稳定”，更新较慢，像CentOS 6一直用的是GCC 4.4，CentOS 7也才是4.8，对C++标准的支持很不完善，极大地限制了C++能力的发挥。
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+所以，**我建议使用的Linux操作系统是Ubuntu，最低版本是16.04**。这个系统里的GCC版本是5.4，完美支持C++11/14。当然，你要是愿意安装更新的18.04、20.04也没有问题，它们里面的GCC版本更高，支持C++17，只不过有点“功能过剩”。
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+## 搭建环境
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+确定了操作系统和编译器以后，该去哪里找一个这样的开发环境呢？
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+你的公司里或许就有现成的Linux服务器，可以直接登录上去用，但公司服务器的环境不一定满足刚才说的那几点要求，而且还得小心，别把系统搞乱了，所以，还是弄一个自己的实验环境最保险。
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+好在如今的虚拟技术非常成熟，只要安装一个虚拟机软件，再去Ubuntu官网下载一个光盘镜像，然后按部就班地点点鼠标就行了。
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+这里我选择的是免费的VirtualBox，版本任意，Ubuntu则是[64位的桌面版](http://releases.ubuntu.com/16.04/ubuntu-16.04.6-desktop-amd64.iso)。至于它们俩具体的安装过程，网上有很多资料，而且我相信，即使没有资料，也难不倒你，所以我就不再多说了。
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+弄好VirtualBox和Ubuntu环境之后，还有一个小小的“收尾”步骤。
+
+Linux系统里通常默认只有GCC，没有G++，所以还要再执行一个apt-get命令：
+
+```
+sudo apt-get install g++
+
+```
+
+安装完成后，在命令行里敲一下“g++”命令，看一下它的版本号是否满足我们的要求：
+
+```
+g++ --version
+
+g++ (Ubuntu 5.4.0-6ubuntu1~16.04.9) 5.4.0 20160609
+Copyright (C) 2015 Free Software Foundation, Inc.
+
+```
+
+## GitHub项目
+
+和之前的[《透视HTTP协议》](https://time.geekbang.org/column/intro/100029001)一样，我也在GitHub上为这个课程建立了一个项目：[cpp_study](https://github.com/chronolaw/cpp_study)，里面有很多示例代码和有用的资料链接，你可以在Linux环境里用“git clone”下载。
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+不过，说起来不怕你笑话，我写了二十来年的C++程序，但一直不怎么会写Makefile。都说写Makefile是C++程序员的“基本功”，但我在这方面的确是“缺失”了，有点惭愧啊。
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+最早，我用的是Windows+VC自带的工程文件；后来转到Linux开发，用的是Boost的构建工具b2（Boost Build v2），写的是jamfile；再后来又定制开发Nginx，用的是Nginx自成体系的Shell config。
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+你看，这么多年来我就基本没正经写过Makefile，而且也没怎么用过其他的构建工具，比如cmake、scons。
+
+所以呢，在这个GitHub项目里，我也就没有办法提供专门的Makefile，只能麻烦你在命令行上手动敲GCC的编译命令了。好在示例代码都很短很小，没有复杂的依赖关系，简简单单就能搞定，比如：
+
+```
+g++ xxx.cpp -std=c++14 -o a.out
+
+```
+
+这里需要注意的是参数“**-std=c++14**”，它告诉编译器，在处理C++代码的时候使用C++14标准，而不是11/17/20。
+
+手敲命令还是挺麻烦的，所以，我在源码文件里还用注释的形式给出了编译命令，你可以直接拷贝粘贴使用，希望能够给你带来一点点的方便。
+
+```
+// Copyright (c) 2020 by Chrono
+//
+// g++ test.cpp -std=c++11 -o a.out;./a.out
+// g++ test.cpp -std=c++14 -o a.out;./a.out
+// g++ test.cpp -std=c++14 -I../common -o a.out;./a.out
+
+```
+
+在目录“section0”里，有一个最基本的示例程序，如果你能够正确地编译并运行，就说明实验环境搭建成功了。
+
+在我的虚拟机里，这个程序的输出是（使用-std=c++14）：
+
+```
+c++ version = 201402
+gcc version = 5.4.0 20160609
+gcc major = 5
+gcc minor = 4
+gcc patch = 0
+libstdc++ = 20160609
+
+```
+
+显示使用的是C++14标准，GCC版本是5.4.0，标准库版本是20160609。
+
+当然，如果你是写Makefile的高手，欢迎你给这个项目提Pull Request，让其他同学都能用make来轻松地编译代码。
+
+## 小结
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+作为正式开课前的“热身工作”，今天我介绍了课程使用的实验环境，简单小结一下：
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+1. 我们选择的操作系统是Linux，具体是Ubuntu 16.04，也可以是更新的版本。
+1. 我们选择的编译器是GCC，最低要求是4.6或者4.8，推荐使用5.4或者更高的版本。
+1. 使用虚拟机软件搭建环境最方便，完全“自主可控”，推荐使用免费的VirtualBox。
+1. GitHub上有配套的示例代码和参考资料，可以下载后编译验证环境是否搭建成功。
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+那么，行动起来吧，下节课让我们在Linux上愉快地一起“玩耍”。
+
+<img src="https://static001.geekbang.org/resource/image/a1/42/a130365df3f983716977b2e816df7c42.jpg" alt="">