# Riferimento Rapido C++

*Classi, template, STL, smart pointer, essenziali del C++ moderno*

> Source: C++ Reference (cppreference.com) · MIT

## Basi

### Hello World

```
#include <iostream>
int main() {
    std::cout << "Hello, World!" << std::endl;
    return 0;
}
```

### Compilazione ed Esecuzione

```
g++ -std=c++20 -Wall -o app main.cpp
./app
clang++ -std=c++20 -o app main.cpp
```

### Variabili e Costanti

```
int x = 42;
auto y = 3.14;             // deduzione del tipo
const int MAX = 100;
constexpr int SIZE = 256;  // costante a compile-time
```

### Namespace

```
namespace math {
    double pi = 3.14159;
}
using namespace std;       // usare con parsimonia
using std::cout;           // preferire selettivo
```

## Classi

### Definizione di Classe

```
class Rectangle {
    double w_, h_;
public:
    Rectangle(double w, double h) : w_(w), h_(h) {}
    double area() const { return w_ * h_; }  };
```

### Ereditarietà

```
class Shape {
public:
    virtual double area() const = 0;   // virtuale puro
    virtual ~Shape() = default;  };
// class Circle : public Shape { ... };
```

### Specificatori di Accesso

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `public` | Accessibile da ovunque |
| `protected` | Accessibile nella classe e nelle derivate |
| `private` | Accessibile solo all'interno della classe |
| `friend` | Concede accesso a una specifica funzione o classe |

### Membri Speciali

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `Costruttore` | `MyClass(args)` — inizializza l'oggetto |
| `Distruttore` | `~MyClass()` — libera le risorse |
| `Costruttore copia` | `MyClass(const MyClass&)` |
| `Costruttore move` | `MyClass(MyClass&&)` — trasferisce proprietà |
| `Assegnazione copia` | `operator=(const MyClass&)` |
| `Assegnazione move` | `operator=(MyClass&&)` |

## Template

### Template di Funzione

```
template <typename T>
T max_val(T a, T b) {
    return (a > b) ? a : b;
}
auto result = max_val(3, 7);  // dedotto come int
```

### Template di Classe

```
template <typename T>
class Stack {
    std::vector<T> data_;
public:
    void push(const T& v) { data_.push_back(v); }  };
```

### Concept (C++20)

```
template <typename T>
concept Numeric = std::integral<T> || std::floating_point<T>;
template <Numeric T>
T add(T a, T b) { return a + b; }
```

## Contenitori STL

### Contenitori Sequenziali

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `vector<T>` | Array dinamico, accesso casuale veloce |
| `deque<T>` | Coda a doppia estremità |
| `list<T>` | Lista doppiamente concatenata |
| `array<T,N>` | Array di dimensione fissa (dimensione a compile-time) |
| `forward_list<T>` | Lista singolarmente concatenata |

### Contenitori Associativi

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `map<K,V>` | Coppie chiave-valore ordinate (albero red-black) |
| `set<T>` | Elementi unici ordinati |
| `unordered_map<K,V>` | Hash map, ricerca O(1) media |
| `unordered_set<T>` | Hash set, ricerca O(1) media |
| `multimap<K,V>` | Ordinato, permette chiavi duplicate |

### Operazioni su Vector

```
std::vector<int> v = {1, 2, 3};
v.push_back(4);
v.emplace_back(5);         // costruisce in-place
v.size();  v.empty();
v[0];  v.at(0);            // at() ha bounds check
```

## Iteratori e Algoritmi

### Uso degli Iteratori

```
std::vector<int> v = {3, 1, 4, 1, 5};
for (auto it = v.begin(); it != v.end(); ++it) {
    std::cout << *it << " ";
}
for (const auto& val : v) { }  // for range-based
```

### Algoritmi Comuni

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `sort(begin, end)` | Ordina gli elementi in ordine crescente |
| `find(begin, end, val)` | Trova la prima occorrenza del valore |
| `count(begin, end, val)` | Conta le occorrenze del valore |
| `transform(b, e, out, fn)` | Applica la funzione a ogni elemento |
| `accumulate(b, e, init)` | Riduce gli elementi (somma per default) |
| `reverse(begin, end)` | Inverte l'ordine degli elementi |
| `unique(begin, end)` | Rimuove i duplicati consecutivi |

### Range (C++20)

```
namespace rv = std::views;
auto evens = v | rv::filter([](int n){ return n % 2 == 0; })
               | rv::transform([](int n){ return n * n; });
```

## Smart Pointer

### unique_ptr

```
auto p = std::make_unique<int>(42);
std::cout << *p << std::endl;
// eliminato automaticamente uscendo dallo scope
// non può essere copiato, solo spostato
```

### shared_ptr

```
auto sp = std::make_shared<std::string>("hello");
auto sp2 = sp;               // reference count: 2
std::cout << sp.use_count(); // 2
```

### Confronto

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `unique_ptr<T>` | Proprietà esclusiva, overhead zero |
| `shared_ptr<T>` | Proprietà condivisa tramite reference counting |
| `weak_ptr<T>` | Osservatore non proprietario di `shared_ptr` |
| `make_unique<T>()` | Modo preferito per creare `unique_ptr` |
| `make_shared<T>()` | Modo preferito per creare `shared_ptr` |

## Lambda

### Sintassi Lambda

```
auto add = [](int a, int b) { return a + b; };
int sum = add(3, 4);         // 7
```

### Modalità di Cattura

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `[x]` | Cattura `x` per valore (copia) |
| `[&x]` | Cattura `x` per riferimento |
| `[=]` | Cattura tutte le variabili usate per valore |
| `[&]` | Cattura tutte le variabili usate per riferimento |
| `[=, &x]` | Tutte per valore, `x` per riferimento |
| `[this]` | Cattura il puntatore all'oggetto contenitore |

### Lambda con STL

```
std::vector<int> v = {5, 2, 8, 1};
std::sort(v.begin(), v.end(),
    [](int a, int b) { return a > b; });  // decrescente
auto it = std::find_if(v.begin(), v.end(),
    [](int n) { return n > 3; });
```

## Stringhe e I/O

### std::string

```
std::string s = "hello";
s += " world";              // concatenazione
s.substr(0, 5);             // "hello"
s.find("world");            // 6 (posizione)
s.length();  s.empty();
```

### Conversioni Stringa

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `std::to_string(42)` | Numero a stringa |
| `std::stoi(s)` | Stringa a `int` |
| `std::stod(s)` | Stringa a `double` |
| `std::stol(s)` | Stringa a `long` |

### Stream I/O

```
std::cout << "output" << std::endl;
std::cin >> variable;
std::getline(std::cin, line);
```

### I/O su File

```
std::ofstream out("file.txt");
out << "hello" << std::endl;
std::ifstream in("file.txt");
std::string line;
while (std::getline(in, line)) { }
```

## Gestione Errori

### Eccezioni

```
try {
    throw std::runtime_error("something failed");
} catch (const std::exception& e) {
    std::cerr << e.what() << std::endl;
} catch (...) { /* errore sconosciuto */ }
```

### Eccezioni Standard

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `std::exception` | Classe base per tutte le eccezioni standard |
| `std::runtime_error` | Errore runtime con messaggio |
| `std::logic_error` | Errore logico (violazione precondizione) |
| `std::out_of_range` | Indice o iteratore fuori intervallo |
| `std::invalid_argument` | Argomento di funzione non valido |
| `std::bad_alloc` | Errore di allocazione memoria |

### noexcept

```
void safe_func() noexcept {
    // garantita a non lanciare
}
bool can_throw = noexcept(safe_func());  // true
```

## C++ Moderno (17/20)

### Structured Binding (C++17)

```
std::map<std::string, int> m = {{"a", 1}, {"b", 2}};
for (auto& [key, value] : m) {
    std::cout << key << ": " << value << "\n";
}
```

### std::optional (C++17)

```
std::optional<int> find(int id) {
    if (id > 0) return id * 10;
    return std::nullopt;
}
auto val = find(3);             // has_value() == true
```

### std::variant & std::any (C++17)

```
std::variant<int, std::string> v = "hello";
std::cout << std::get<std::string>(v);
std::any a = 42;
int n = std::any_cast<int>(a);
```

### Funzionalità Moderne Principali

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `auto` | Deduzione del tipo per variabili e valori di ritorno |
| `constexpr` | Valutazione a compile-time |
| `if constexpr` | Condizionale a compile-time (C++17) |
| `std::span<T>` | Vista non proprietaria su dati contigui (C++20) |
| `std::format()` | Formattazione type-safe (C++20) |
| `co_await` | Supporto coroutine (C++20) |