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C++ 首批课程：值语义、RAII与库存汇总项目 · 完整库存记录汇总CLI至练习与自检 ​

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本轮仅全文静态复核，示例未执行；下文Windows/Linux运行记录属于此前批次，不证明本轮修订源码已经运行。

这条路径从C++自身开始，不把C课程设为强制前置。先用string、vector和资源对象表达业务，再按需要深入底层；理解值/引用、所有权和资源生存期比记住一组手动new/delete写法更早。前置仅为会保存文件、切换终端目录与运行命令。

完整库存记录汇总CLI ​

路径examples/cpp/inventory-summary。教学格式每行name,quantity，没有引号/转义，不是通用CSV。name为1–32个ASCII字母、数字、下划线或短横线且首字符为字母；quantity为0–100000的无符号十进制，不接受空白、正负号或尾随字符。单行最多256字节、10000条、1000个名称，每个名称累计最多1000000。接受LF/CRLF，空文件输出为空且成功；空行失败。

inventory.hpp
cpp
#ifndef INVENTORY_HPP
#define INVENTORY_HPP
#include <istream>
#include <map>
#include <string>
#include <stdexcept>
using Inventory = std::map<std::string, unsigned long>;
Inventory read_inventory(std::istream& input);
#endif
inventory.cpp
cpp
#include "inventory.hpp"
#include <algorithm>
#include <charconv>
#include <string_view>

static bool valid_name(std::string_view name)
{
    auto letter = [](char c) { return (c >= 'A' && c <= 'Z') || (c >= 'a' && c <= 'z'); };
    return !name.empty() && name.size() <= 32 && letter(name.front()) &&
        std::all_of(name.begin(), name.end(), [&](char c) {
            return letter(c) || (c >= '0' && c <= '9') || c == '_' || c == '-';
        });
}

Inventory read_inventory(std::istream& input)
{
    Inventory result;
    std::string line;
    std::size_t row = 0;
    while (std::getline(input, line)) {
        ++row;
        if (!line.empty() && line.back() == '\r') line.pop_back();
        auto fail = [&] { throw std::invalid_argument("row " + std::to_string(row) + ": invalid inventory record"); };
        if (line.size() > 256 || row > 10000) fail();
        const auto comma = line.find(',');
        if (comma == std::string::npos || line.find(',', comma + 1) != std::string::npos) fail();
        std::string_view name(line.data(), comma);
        std::string_view digits(line.data() + comma + 1, line.size() - comma - 1);
        unsigned long quantity = 0;
        auto [end, error] = std::from_chars(digits.data(), digits.data() + digits.size(), quantity);
        if (!valid_name(name) || digits.empty() || error != std::errc{} || end != digits.data() + digits.size() || quantity > 100000) fail();
        std::string key(name);
        if (!result.contains(key) && result.size() >= 1000) fail();
        auto& total = result[key];
        if (quantity > 1000000 - total) fail();
        total += quantity;
    }
    if (input.bad() || (input.fail() && !input.eof())) throw std::runtime_error("input read failure");
    return result;
}
main.cpp
cpp
#include "inventory.hpp"
#include <fstream>
#include <iostream>

int main(int argc, char** argv)
{
    if (argc != 2) { std::cerr << "usage: inventory-summary FILE\n"; return 2; }
    try {
        std::ifstream input(argv[1], std::ios::binary);
        if (!input) throw std::runtime_error("cannot open file");
        const auto inventory = read_inventory(input);
        for (const auto& [name, quantity] : inventory) std::cout << name << '=' << quantity << '\n';
        std::cout.flush();
        if (!std::cout) throw std::runtime_error("output failure");
        return 0;
    } catch (const std::exception& error) {
        std::cerr << "error: " << error.what() << '\n';
        return 1;
    }
}
test_inventory.cpp
cpp
#include "inventory.hpp"
#include <cassert>
#include <sstream>
#include <iostream>

int main()
{
    std::istringstream input("book,2\r\npen,1\nbook,3\n");
    auto result = read_inventory(input);
    assert(result.at("book") == 5 && result.at("pen") == 1);
    std::istringstream empty("");
    assert(read_inventory(empty).empty());
    std::istringstream unreadable("book,1\n");
    unreadable.setstate(std::ios::failbit);
    bool read_failed = false;
    try { (void)read_inventory(unreadable); }
    catch (const std::runtime_error&) { read_failed = true; }
    assert(read_failed);
    for (const auto* text : {"book,-1\n", "book,1x\n", "book,100001\n", "bad name,1\n", "book,1,2\n", "\n"}) {
        std::istringstream bad(text);
        bool caught = false;
        try { (void)read_inventory(bad); }
        catch (const std::invalid_argument&) { caught = true; }
        assert(caught);
    }
    std::ostringstream too_many;
    for (int i = 0; i < 11; ++i) too_many << "book,100000\n";
    std::istringstream overflow(too_many.str());
    bool caught = false;
    try { (void)read_inventory(overflow); }
    catch (const std::invalid_argument&) { caught = true; }
    assert(caught);
    std::cout << "inventory tests passed\n";
}
sample.txt
text
book,2
pen,1
book,3

目录内编译zig c++ -std=c++20 -Wall -Wextra -Werror inventory.cpp main.cpp -o inventory-summary.exe，Windows执行.\inventory-summary.exe sample.txt；Linux去.exe并执行./inventory-summary sample.txt。预期按名称排序输出：

text
book=5
pen=1

测试编译inventory.cpp与test_inventory.cpp，运行test-inventory，预期inventory tests passed。不加会关闭assert的-DNDEBUG。覆盖重复聚合、空文件、非法字段和累计超限；实际CLI另验证参数、缺文件、坏行、CRLF和失败时stdout为空。先完成解析再输出，避免部分输出被下游误当成完整结果。

ifstream持有文件资源，read_inventory只借用istream，调用者拥有并负责其生存期；库函数返回map值。name的string_view仅在当前line不变时使用，并在下一次getline之前构造拥有键的string。输入逐行读取后检查长度，因此不是对任意超大单行都有固定内存上限的流式协议解析器。

诊断、退出码与边界 ​

成功0写stdout；无参数或多参数2向stderr写usage；缺文件、格式/累计超限或读失败1向stderr写error。相对输入路径基于启动目录。Windows窄字符路径转换受环境影响，本批使用普通文件名，不宣称任意路径编码均验证。

库在循环后拒绝 badbit，以及没有正常EOF的 failbit；预先失败的输入流不能当空文件成功。CLI输出后刷新并检查cout，输出失败转为退出1；已输出的前缀不能回滚。POSIX默认SIGPIPE可能直接终止进程，这里没有修改信号策略，不能把所有管道错误都承诺成退出1。

undefined reference先检查所有.cpp是否参与链接；no matching function先核对参数类型和const；unique_ptr复制报错应检查所有权是否本来需要转移，不用shared_ptr消灭所有诊断。异常处理不会修复悬空引用等未定义行为，必须先遵守生存期规则。高级内存检查、并发、模板元编程另批验证。

练习与自检 ​

  1. 用pen,0和重复book输入预测结果。2. 增加按数量降序显示，数量相同时按名称，解释为何不能只换unordered_map。3. 指出项目里拥有资源和借用资源的变量。4. 比较按值返回string与返回局部string_view的安全性。
提示与参考解法

0是合法数量，新名称仍会得到0条目；book重复累加。排序显示可把map条目复制到vector<pair<string,unsigned long>>，用sort比较数量再比较名称，不改变解析约定。ifstream拥有文件，istream&借用它；line/string/map拥有字符和节点，string_view借用当前line。按值返回string拥有结果，可使用返回值优化/移动；指向局部string的view离开函数后悬空，不能靠const修复。

依据：C++ Core Guidelines、标准C++库与资源管理FAQ、中文参考。核对2026-10-17；中文资料用于对照，关键规则以标准与实现文档核对。

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