文件越来越多时，一个个调用 g++ 编译链接会变得很麻烦。 • 于是，发明了 make 这个程序，你只需写出不同文件之间的依赖关系，和生成各文件的规则。 • > make a.out • 敲下这个命令，就可以构建出 a.out 这个可执行文件了。 • 和直接用一个脚本写出完整的构建过程相比， make 指明依赖关系的好处： 1. 当更新了 hello.cpp 时只会重新编译 hello.o ，而不需要把 main o 重复写 g++ 命令（ %.o: %.cpp ）。 • 但坏处也很明显： 1. make 在 Unix 类系统上是通用的，但在 Windows 则不然。 2. 需要准确地指明每个项目之间的依赖关系，有头文件时特别头疼。 3. make 的语法非常简单，不像 shell 或 python 可以做很多判断等。 4. 不同的编译器有不同的 flag 规则，为 g++ 准备的参数可能对 MSVC Windows 则不然。 • 只需要写一份 CMakeLists.txt ，他就能够在调用时生成当前系统所支持的构建系统。 • 需要准确地指明每个项目之间的依赖关系，有头文件时特别头疼。 • CMake 可以自动检测源文件和头文件之间的依赖关系，导出到 Makefile 里。 • make 的语法非常简单，不像 shell 或 python 可以做很多判断等。 • CMake 具有相对高级的语法，内置的函数能够处理

本书网页版的每个章节都设有讨论区，欢迎随时分享你的疑惑与见解。 7 1. 初识算法 1.1. 算法无处不在 当我们听到“算法”这个词时，很自然地会想到数学。然而实际上，许多算法并不涉及复杂数学，而是更多 地依赖于基本逻辑，这些逻辑在我们的日常生活中处处可见。 在正式探讨算法之前，有一个有趣的事实值得分享：你已经在不知不觉中学会了许多算法，并习惯将它们应 用到日常生活中了。下面，我将举几个具体例子来证实这一点。 一方面作出妥协。例如， 链表相较于数组，在数据添加和删除操作上更加便捷，但牺牲了数据访问速度；图相较于链表，提供了更丰 富的逻辑信息，但需要占用更大的内存空间。 1.2.3. 数据结构与算法的关系 「数据结构」与「算法」高度相关且紧密结合，具体表现在： ‧ 数据结构是算法的基石。数据结构为算法提供了结构化存储的数据，以及用于操作数据的方法。 ‧ 算法是数据结构发挥的舞台。数据结构本身仅 率 可能相差很大。 Figure 1‑4. 数据结构与算法的关系 我们可以把数据结构与算法类比为拼装积木。一套积木，除了包含许多零件之外，还附有详细的组装说明书。 我们按照说明书一步步操作，就能组装出精美的积木模型。 1. 初识算法 hello‑algo.com 11 Figure 1‑5. 拼装积木 两者的详细对应关系如下表所示。 数据结构与算法 LEGO 乐高 输入数据 未拼装的积木

算法世界。 第 1 章 初识算法 hello‑algo.com 11 1.1 算法无处不在 当我们听到“算法”这个词时，很自然地会想到数学。然而实际上，许多算法并不涉及复杂数学，而是更多 地依赖基本逻辑，这些逻辑在我们的日常生活中处处可见。 在正式探讨算法之前，有一个有趣的事实值得分享：你已经在不知不觉中学会了许多算法，并习惯将它们应 用到日常生活中了。下面我将举几个具体的例子来证实这一点。 举两 个例子。 ‧ 链表相较于数组，在数据添加和删除操作上更加便捷，但牺牲了数据访问速度。 ‧ 图相较于链表，提供了更丰富的逻辑信息，但需要占用更大的内存空间。 1.2.3 数据结构与算法的关系 如图 1‑4 所示，数据结构与算法高度相关、紧密结合，具体表现在以下三个方面。 ‧ 数据结构是算法的基石。数据结构为算法提供了结构化存储的数据，以及操作数据的方法。 ‧ 算法是数据结构发挥作 很大，选择合适的数据结构是关键。 图 1‑4 数据结构与算法的关系 数据结构与算法犹如图 1‑5 所示的拼装积木。一套积木，除了包含许多零件之外，还附有详细的组装说明书。 我们按照说明书一步步操作，就能组装出精美的积木模型。 第 1 章 初识算法 hello‑algo.com 15 图 1‑5 拼装积木 两者的详细对应关系如表 1‑1 所示。 表 1‑1 将数据结构与算法类比为拼装积木

算法世界。 第 1 章 初识算法 hello‑algo.com 11 1.1 算法无处不在 当我们听到“算法”这个词时，很自然地会想到数学。然而实际上，许多算法并不涉及复杂数学，而是更多 地依赖基本逻辑，这些逻辑在我们的日常生活中处处可见。 在正式探讨算法之前，有一个有趣的事实值得分享：你已经在不知不觉中学会了许多算法，并习惯将它们应 用到日常生活中了。下面我将举几个具体的例子来证实这一点。 举两 个例子。 ‧ 链表相较于数组，在数据添加和删除操作上更加便捷，但牺牲了数据访问速度。 ‧ 图相较于链表，提供了更丰富的逻辑信息，但需要占用更大的内存空间。 1.2.3 数据结构与算法的关系 如图 1‑4 所示，数据结构与算法高度相关、紧密结合，具体表现在以下三个方面。 ‧ 数据结构是算法的基石。数据结构为算法提供了结构化存储的数据，以及操作数据的方法。 ‧ 算法是数据结构发挥作 很大，选择合适的数据结构是关键。 图 1‑4 数据结构与算法的关系 数据结构与算法犹如图 1‑5 所示的拼装积木。一套积木，除了包含许多零件之外，还附有详细的组装说明书。 我们按照说明书一步步操作，就能组装出精美的积木模型。 第 1 章 初识算法 hello‑algo.com 15 图 1‑5 拼装积木 两者的详细对应关系如表 1‑1 所示。 表 1‑1 将数据结构与算法类比为拼装积木

算法世界。 第 1 章 初识算法 hello‑algo.com 10 1.1 算法无处不在 当我们听到“算法”这个词时，很自然地会想到数学。然而实际上，许多算法并不涉及复杂数学，而是更多 地依赖于基本逻辑，这些逻辑在我们的日常生活中处处可见。 在正式探讨算法之前，有一个有趣的事实值得分享：你已经在不知不觉中学会了许多算法，并习惯将它们应 用到日常生活中了。下面，我将举几个具体例子来证实这一点。 举 两个例子。 ‧ 链表相较于数组，在数据添加和删除操作上更加便捷，但牺牲了数据访问速度。 ‧ 图相较于链表，提供了更丰富的逻辑信息，但需要占用更大的内存空间。 1.2.3 数据结构与算法的关系 如图 1‑4 所示，数据结构与算法高度相关、紧密结合，具体表现以下三个方面。 ‧ 数据结构是算法的基石。数据结构为算法提供了结构化存储的数据，以及用于操作数据的方法。 ‧ 算法是数据结构发挥 但最终执行效率可能相 差很大。 图 1‑4 数据结构与算法的关系 数据结构与算法犹如图 1‑5 所示的拼装积木。一套积木，除了包含许多零件之外，还附有详细的组装说明书。 我们按照说明书一步步操作，就能组装出精美的积木模型。 第 1 章 初识算法 hello‑algo.com 14 图 1‑5 拼装积木 两者的详细对应关系如表 1‑1 所示。 表 1‑1 将数据结构与算法类比为积木 数据结构与算法

。 第 1 章 初识算法 www.hello‑algo.com 11 1.1 算法无处不在 当我们听到“算法”这个词时，很自然地会想到数学。然而实际上，许多算法并不涉及复杂数学，而是更多 地依赖基本逻辑，这些逻辑在我们的日常生活中处处可见。 在正式探讨算法之前，有一个有趣的事实值得分享：你已经在不知不觉中学会了许多算法，并习惯将它们应 用到日常生活中了。下面我将举几个具体的例子来证实这一点。 间下完成。 ‧ 各步骤都有确定的含义，在相同的输入和运行条件下，输出始终相同。 1.2.2 数据结构定义 数据结构（data structure）是组织和存储数据的方式，涵盖数据内容、数据之间关系和数据操作方法，它具 有以下设计目标。 第 1 章 初识算法 www.hello‑algo.com 14 ‧ 空间占用尽量少，以节省计算机内存。 ‧ 数据操作尽可能快速，涵盖数据访问、添加、删除、更新等。 举两 个例子。 ‧ 链表相较于数组，在数据添加和删除操作上更加便捷，但牺牲了数据访问速度。 ‧ 图相较于链表，提供了更丰富的逻辑信息，但需要占用更大的内存空间。 1.2.3 数据结构与算法的关系 如图 1‑4 所示，数据结构与算法高度相关、紧密结合，具体表现在以下三个方面。 ‧ 数据结构是算法的基石。数据结构为算法提供了结构化存储的数据，以及操作数据的方法。 ‧ 算法为数据结构注入生

新特性，都可以用。甚至可以把任何一个 C++ 项目的文件后缀名全部改成 .cu ，都能编 译出来。 • 这是 CUDA 的一大好处， CUDA 和 C++ 的关 系就像 C++ 和 C 的关系一样，大部分都兼容 ，因此能很方便地重用 C++ 现有的任何代码库 ，引用 C++ 头文件等。 • host 代码和 device 代码写在同一个文件内，这 是 OpenCL 做不到的。 编写一段在 • 总的板块数量： gridDim • 线程 (thread) ：并行的最小单位 • 板块 (block) ：包含若干个线程 • 网格 (grid) ：指整个任务，包含若干个板块 • 从属关系：线程＜板块＜网格 • 调用语法： <<>> 区分板块和线程有点麻烦？“扁平化”他们！ • 你可能觉得纳闷，既然已经有线程可以并行了 ，为什么还要引入板块的概念？稍后会说明区 • 比如 n 为 65535 ，那么最后 127 个元 素是没有赋值的。 解决边角料难题 • 解决方法就是：采用向上取整的除法。 • 可是 C 语言好像没有向上整除的除法这 个运算符？没关系，用这个式子即可： • (n + nthreads - 1) / nthreads • 例如： (7 + 3) / 4 = 2 ， (8 + 3 / 4) = 2 。 • 由于向上取整，这样会多出来一些线程，

具有了『匿名函数』的『闭包』特性，而这一特性几乎在现代的编程语言（诸如 Python/Swift/. . . ）中已经司空见惯，右值引用的出现解决了 C++ 长期以来被人诟病的临时对象效率问题等等。 C++17 则是近三年依赖 C++ 社区一致推进的方向，也指出了 现代 C++ 编程的一个重要发展方 向。尽管它的出现并不如 C++11 的分量之重，但它包含了大量小而美的语言与特性（例如结构化绑定）， 这些特性的出现再一次修正了我们在 这些特性的出现再一次修正了我们在 C++ 中的编程范式。 现代 C++ 还为自身的标准库增加了非常多的工具和方法，诸如在语言自身标准的层面上制定了 std::thread，从而支持了并发编程，在不同平台上不再依赖于系统底层的 API，实现了语言层面的跨 平台支持；std::regex 提供了完整的正则表达式支持等等。C++98 已经被实践证明了是一种非常成功 的『范型』，而现代 C++ 的出现，则进一步推动这种范型，让 中的缩进是制表符而不是空格符，如果你直接复制这段代码到你的编辑器中， 制表符可能会被自动替换掉，请自行确保在 Makefile 中的缩进是由制表符完成的。 如果你还不知道 Makefile 的使用也没有关系，本教程中不会构建过于复杂的代码，简单的 在命令行中使用 clang++ -std=c++2a 也可以阅读本书。 如果你是首次接触现代 C++，那么你很可能还看不懂上面的那一小段代码，即： [out

Vec3IGrid ， IntGrid ， PointsDataGrid • 我们并不知道他们之间的继承关系，可能有也可能没有。但是在 Zeno 中，我们必须有。 • 他们还有一些成员函数，这些函数可能是虚函数，也可能不是。 • 如何在不知道 OpenVDB 每个类具体继承关系的情况下，实现我们想要的继承关系，从而 实现封装和代码重用？简单，只需用一种被小彭老师称为类型擦除 (type-erasure) 类型擦除：还是以猫和狗为例 • 就这样，小彭老师根本不用修改 Cat 和 Dog 的定义 ，就能随意地把 speak 封装为多态的虚函数。只要语 义上一样，也就是函数名字一样，就可以用这个办法 随意转换任意依赖于操作为虚函数。 • 实际上 std::any 也是一个类型擦除的容器…… • 这里我们的 Animal 擦除了 speak 这个成员函数， 而 std::any 实际上是擦除了拷贝构造函数和解构函数 main 之前执行的不是 printf 而是别的比较复杂的表达式呢？ • 可以用逗号表达式的特性，总是会返回后一个 值，例如 (x, y) 始终会返回 y ，哪怕 x 是 void 也没关系。因此只需要这样写就行： • static int helper = ( 任意表达式 , 0); 顺便一提： lambda 的妙用 • 小彭老师小技巧： • []{ xxx; yyy; return

加了，则每次 cmake --build 时自动检测目录是否更新，如果目录有新文件了， CMake 会自动帮你重新运行 cmake -B build 更新 myvar 变量。 六、头文件和源文件的一一对应关系 • 通常每个头文件都有一个对应的源文件，两个文件名字应当相同 （方便我们理解，也方便 IDE 跳转），只有后缀名不一样。 • 如果是一个类，则文件名应和类名相同，方便查找 （ Animal 关键 字。 八、每新增一个功能模块，需要创建两个文件 • 添加一个新功能模块 Carer 时，同时添加同名的源文件和头文 件。 • 头文件中的声明和源文件中的实现一一对应。 九、一个模块依赖其他模块，则应导入他的头文件 • 如果新模块（ Carer ）中用到了其他模块（ Animal ）的类或函数，则需要 在新模块（ Carer ）的头文件和源文件中都导入其他模块（ Animal ）的头 注意不论是项目自己的头文件还是外部的系统的头文件，请全部统一采用 < 项目名 / 模块名 .h> 的格式。不要用 “模块名 .h” 这种相对路径的格式，避 免模块名和系统已有头文件名冲突。 十、依赖其他模块但不解引用，则可以只前向声明不导入头文件 • 如果模块 Carer 的头文件 Carer.h 虽然引用了其他模块中的 Animal 类，但 是他里面并没有解引用 Animal ，只有源文件