C++语言学习（一）—— 认识C++语言

一、C++语言

二、C与C++语言的区别

2.1 预处理器

2.2 标准库

一、C++语言

C++语言是一种高级编程语言，由Bjarne Stroustrup在20世纪80年代初设计和开发。它是C语言的扩展，增加了面向对象编程（OOP）的特性。

以下是C++语言的一些特点：

面向对象编程（OOP）：C++提供了类、对象、继承、多态等OOP的概念和特性，使得代码更易于组织、理解和维护。
高效性：C++语言的编译和执行速度很快，它能够直接访问硬件和操作系统资源，提供了高度的控制能力。
泛型编程：C++支持泛型编程，通过使用模板（Template）可以编写可复用的代码，提高开发效率。
强大的标准库：C++标准库提供了丰富的函数和类，包括容器、算法、输入输出等，使得开发人员可以更轻松地实现各种功能。
兼容性：C++是C语言的扩展，与C语言兼容，可以直接使用C语言的代码和库。
可移植性：C++语言可以在不同的操作系统和硬件平台上运行，具有很高的可移植性。
扩展性：C++语言可以通过添加自定义的类和函数，扩展其功能，满足不同的需求。

总的来说，C++是一种通用的、高性能的编程语言，广泛应用于各种领域，包括游戏开发、嵌入式系统、图形界面等。

二、C与C++语言的区别

2.1 预处理器

1. C预处理器中的宏定义不支持函数样式的宏，而C++预处理器中可以使用函数样式的宏。例如，下面的代码在C中是不合法的，但在C++中是合法的：

#define MAX(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b))

2. C预处理器中的字符串化运算符#将参数转换为字符串，但C++预处理器中的字符串化运算符不会转换预定义的宏参数。例如，在C中可以使用以下代码：

#define PRINT(x) printf(#x " = %d\n", x)

但在C++中，上述代码是不合法的。

3. C预处理器中的条件编译指令#if和#elif不支持C++中的const表达式。在C中，条件表达式必须使用宏定义，而在C++中可以使用const变量或枚举常量。例如，在C中，以下代码是合法的：

#define DEBUG_ENABLED
#if DEBUG_ENABLED == 1
    // ...
#endif

但在C++中，以下代码是合法的：

const int DEBUG_ENABLED = 1;
#if DEBUG_ENABLED
    // ...
#endif

4. 在C++中，可以使用#include_next指令来包含下一个文件，但在C中不支持该指令。

这些是C和C++预处理器之间一些明显的细节区别，根据具体的编译器和版本，可能会有其他一些细微的区别。

以下是C与C++的预处理器细节的区别表格：

需要注意的是，虽然C++的预处理器与C预处理器有一些细节上的差异，但它们的大部分功能和用法是相似的。

2.2 标准库

C标准库：C标准库是C语言的标准库，它提供了一些基本的功能，如输入输出、字符处理、字符串处理、数学函数等。C标准库的函数的命名规则是以"stdio.h"、"stdlib.h"等头文件为主的，函数名往往比较简单，如printf、scanf等。
C++标准库：C++标准库是C++语言的标准库，它不仅包含了C标准库的功能，还提供了更多的功能。C++标准库的函数的命名规则是以"iostream"、"fstream"等头文件为主的，函数名往往比较复杂，如cout、cin等。C++标准库还提供了一些面向对象的功能，如容器、迭代器、算法等。
C++标准库中的容器和算法：C++标准库提供了丰富的容器和算法，如vector、list、set、map等容器，以及sort、search等算法。这些容器和算法可以方便地操作数据，提高编程效率。
C++标准库的命名空间：C++标准库中的函数和类都定义在了std命名空间中，所以使用时需要加上std::前缀。例如，使用cout和cin时要写成std::cout和std::cin。

下面是C和C++语言标准库的一些区别：

2.3 类型

C语言和C++之间的类型区别如下：

需要注意的是，C++继承了C语言的基本类型，同时还引入了许多新的类型，如bool、long long、reference等。

2.4 函数重载

C语言不支持函数重载，而C++语言支持函数重载。

函数重载是指在同一个作用域中，可以定义多个同名函数，但这些函数具有不同的参数列表。在调用函数时，编译器会根据函数参数的个数、类型或顺序来选择合适的函数进行调用。

在C语言中，如果需要实现类似函数重载的功能，可以使用不同的函数名或不同的参数类型来区分不同的函数。

在C++语言中，函数重载可以实现为函数名相同但参数列表不同的函数。编译器会根据调用时提供的参数来确定调用哪个函数。函数参数的个数、类型或顺序都可以用来进行函数重载。

以下是一个简单的C++函数重载表格例子：

在上面的表格中，我们定义了名为"add"的函数，并对其进行了重载。根据函数的参数类型和返回类型的不同，我们定义了几个不同版本的"add"函数。、

2.5 内存管理

C语言与C++在内存管理方面有一些细节上的区别。以下是一些主要的区别：

2.6 输入输出函数

2.7 关键字

以下是C语言和C++关键字的区别和含义的表格：

三、C++的基本结构

C++的基本结构由以下几部分组成：

注释：可以使用双斜杠（//）进行单行注释，或者使用斜杠加星号（/* ... */）进行多行注释。
预处理指令：以井号（#）开头的指令，用来在编译前对代码进行处理，如#include用于包含头文件。
命名空间：用于避免命名冲突，可以使用关键字namespace来定义命名空间。
函数：用于封装一段可执行的代码块，包括函数头和函数体。可以使用关键字void表示无返回值，或者使用其他数据类型表示有返回值的函数。
变量：用于存储数据的占位符，需要先声明后使用。可以使用不同的数据类型来定义变量，如int表示整型，float表示浮点型，char表示字符型等。
表达式：由运算符和操作数组成的代码，用于进行各种数学和逻辑运算。例如，a + b表示加法运算，a > b表示比较大小。
控制结构：用于控制程序的执行流程，包括条件语句（if-else、switch），循环语句（for、while、do-while）和跳转语句（break、continue、return）等。
类和对象：用于面向对象编程，将数据和相关操作封装在一起。类定义了对象的属性和方法，对象是类的一个实例。
数组：用于存储多个相同类型的数据，可以通过索引访问和修改数组元素。
指针：用于存储变量的地址，可以通过指针来间接访问和修改变量的值。

下面是C++的一个基本结构的典型代码示例：

#include <iostream>

// 声明函数
void greet();

int main() {
    // 调用函数
    greet();
    
    // 输出文本
    std::cout << "Hello, World!" << std::endl;
    
    // 返回0表示成功
    return 0;
}

// 定义函数
void greet() {
    std::cout << "Welcome!" << std::endl;
}

这个代码示例包含了C++程序的一些基本结构：

头文件引用：#include <iostream> 引用了 iostream 头文件，允许使用输入输出相关的功能。
函数声明：void greet(); 声明了一个名为 greet 的函数，返回类型为 void，即不返回任何值。
主函数：int main() 是程序的入口点，返回类型为 int，表示程序的执行状态。在这个示例中，主函数调用了 greet 函数，并输出了一条文本信息。
输出文本：std::cout << "Hello, World!" << std::endl; 使用 std::cout 对象输出了一条文本信息到标准输出流。
返回值：return 0; 表示程序执行成功，并返回了状态码0。

请注意这只是一个基本的代码示例，C++的语法和结构非常丰富，这里只展示了其中的一小部分。在实际的程序中，可能会包含更多的函数和逻辑。

慕卿扬