本教程提供了一个编程能力的综合学习引导，预期需要达到的《能力和技能》主要包括：
- C++语法、编程基础
- 基本语法：数据类型、循环、判断、选择、函数、指针、结构体和类
- 输入与输出：stdout打印输出，调试打印等
- 文件读写：文本文件，二进制存储
- Git, Markdown
- 使用Git管理代码、文档
- 能够使用Markdown记录知识、技巧、心得等
- 数据结构、算法
- 链表、二叉树、红黑树、图的遍历
- 查找，排序
- 动态规划、贪心算法、分治与递归
- Linux
- 安装Linux
- 常用命令
- IDE
- Debug能力
- 学会debug
- 单元测试
- 第三方库
- 综合练习，小项目（小游戏，模拟仿真程序）
- 高级技巧（CMake，库编写）
- 使用CMake编写项目编译脚本等
- 如何把常用的程序组织成库（静态库，动态库）
- 代码规范
- 设计模式
- 编程思维，分析问题、分解问题、解决问题能力
大部分的飞行器控制、计算机视觉、机器学习算法的底层代码通过C++来实现，另外经典的算法教程通过C/C++来讲授，因此需要把C++学好。但是C++非常博大精深，很难一上来就全部学会，因此需要采用 循环迭代 的学习方法，即通过多次from the shallower to the deeper的学习过程实现高效率的学习。比较高级、复杂的语言特性不用一上来就去学，可以等基本语法、常用数据结构学的比较扎实之后再着手高级的语法、技巧等。或者等基本语法、用法学完之后，在做练习题目的时候琢磨高级语法特性、技巧，体会为什么要设计这些高级用法，这样的学习有的放矢，效率更高。
主要的学习阶段和步骤分为如下的8个阶段，可以同时进行两个或以上的内容学习和练习，从而提高整体的学习效率。
1.1 Stage 1: C++基础
需要在2周-3周完成：
- 找一本C++的书 （教材就可以，或者如下的资料），将其中的基本内容快速过一遍（大约4-8天）
- 在C++基本用法的同时开始编程练习，例如书每一部分的练习题，或者参考《编程练习题》
- 将其中的练习题做一遍（大约2周，给自己限定一个时间，必须快速完成）
- 在学习过程考虑，如何更有效的编程，如何提高debug能力
- 资料（可以使用在线的教程，或者自己找比较合适的）：
- 《C++ 教程》 （推荐这个教程） ，通过这个教程快速学会C++的语法等。
- 如果对自己有更高的要求，可以学习《C++ Primer》 （可以有一定基础之后学习）。不过最好还是用上面普通的教程先把基础知识学好之后，把Stage4的小项目做完之后，再学习C++ Primer更有效率。
1.2 Stage 2: 算法
需要在3周-6周完成：
- 推荐《 Hello 算法 》 或者 《数据结构与算法入门》，先把各种数据结构和基本的几种算法思维学会。如果对自己有更高的要求，可以学习《算法导论》
- 根据自己的基础，把重要的内容学一下，并尝试将算法练习题自己实现一下 （大约3-6周）
- 实现过程需要思考，算法的本质是什么，如何将算法转化成循环、判断
- 如何实现算法，如何测试代码，如何构建测试数据
- 可以参考一些教程，加快学习速度，例如：
- 《 Hello 算法 》 - 动画图解、一键运行的数据结构与算法教程 (推荐)
- 《数据结构与算法入门》，学习基础的数据结构和算法知识，能够编写简单的算法题目。
- 在学习完上面的算法与数据结构之后，如果想学的更深入，可以学习麻省理工学院公开课：算法导论 ， 你是如何坚持读完《算法导论》这本书，如果对自己要求更高，可以通过学习算法导论掌握更深的算法分析能力。
1.3 Stage 3: 在线编程练习
需要在3周-6周完成：
- 在基础知识学习到一定程度之后，需要找一些算法练习题目来继续提高自己的能力
- 如果自己想不到很好的练习题目，可以通过做 《leetcode在线网站》 的练习题，来练习
- 需要完成50-200道题目的练习，各种类型的题目都需要做一些
- 可以根据自己的能力，选择如下的练习来完成
需要在2周-4周完成：
- 可以思考一下，如何将所学的编程知识去解决一些实际问题
- 通过这个综合练习，运用所学的知识解决一个或者多个实际问题，从而锻炼系统性解决问题的能力，并提高思维水平
- 如果自己想不到太好的例子，可以参考所列的：《综合练习例子程序》
1.5 Stage 5: 高级技巧
需要在2周-4周完成：
- 如何把自己代码写的更规范：命名、格式、函数、类等。
- 参考《编码规范》，将自己写过的代码按照规范进行格式、写法的调整
- 琢磨如何将前面所写的代码进行重构，如何提高代码的复用能力
- 思考程序哪里写的不好，不容易理解，如何才能更好理解
- 程序是否结构不清晰，如何分割成更好的函数、类
- 思考那些函数、类是可以复用的，可以写成头文件
- 如何利用CMake，PICMake将所有的代码组织起来，一次将自己编写的代码自动编译出来
- 更进一步学习IDE的使用
- 研究、学习如何将常用的函数、类组织到一个代码库，后续直接使用
- 分析哪些函数、类可以复用，将可以复用的写成库
- 如何让代码更清晰易懂，在什么地方用什么设计模式？
- 掌握多种编程工具的用法
- 在用的过程多琢磨技巧，并不断总结
1.6 Stage6：计算机基础知识
如果没有学过操作系统、计算机原理、嵌入式系统、编译原理、计算机网络等课程，可以快速学习这方面的知识，学过这方面的知识会提升大家对开发大型、面向实用系统的开发能力。主要包括内容包括
1.7 Stage 7: 高级项目
需要在2周-4周完成，为更好的提高自己的能力建议完成：
- 在学习基本工具的基础上，通过完成一个更复杂一点的项目，将编程语言、数据结构、工具、Debug、设计模式等多种技能进行综合练习，巩固所学的知识和技能。
1.8 Stage 8: 高级技能
需要在2周-4周完成，为更好的提高自己的能力建议完成：
- 主要学习C++ 11， C++14， C++20等最新功能、函数。
- 目前主流的高端项目使用了大量的高级C++技巧，因此为了能编写复杂软件系统，建议好好学习一下高级C++
- AI编程将起到越来越重要的作用，因此有必要好好琢磨并学习AI编程的思路、技巧等
如果你能坚持到这个阶段，说明你编程功力很强了！可以自由遨游于机器的世界，充分发挥你的能力去创造奇迹！
在上述内容学习完成之后，可以进行机器学习、计算机视觉方面的学习与研究，具体的资料可以参考：
- 机器学习教程与作业
- 《一步一步学SLAM》
- 《一步一步学ROS》
- 飞行器智能感知与控制实验室-研究课题
- 编程代码参考、技巧集合 （内部资料）
- 可以在这个代码、技巧集合中找到某项功能的示例，从而加快自己代码的编写
其他主要的程序库有：