二維碼的世界
1 C語言
1.1 C語言是一個有結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計、具有變量作用域(variable scope)以及遞歸功能的過程式語言。
1.2 C語言傳遞參數(shù)有值傳遞(pass by value)和指針傳遞(a pointer passed by value)兩種方式。
1.3 不同的變量類型可以用結(jié)構(gòu)體(struct)組合在一起。
1.4 只有32個保留字(reserved keywords),使變量、函數(shù)命名有更多彈性。
1.5 部份的變量類型可以轉(zhuǎn)換,例如整型和字符型變量。
1.6 通過指針(pointer),C語言可以容易的對存儲器進(jìn)行低級控制。
1.7 預(yù)編譯處理(preprocessor)讓C語言的編譯更具有彈性。
示例代碼:
#include <stdio.h>
int main(void)
{
printf("hello, world!n");
return 0;
}
2 C++語言
20世紀(jì)70年代中期,Bjarne Stroustrup在劍橋大學(xué)計算機(jī)中心工作。他使用過Simula和ALGOL,接觸過C。他對Simula的類體系感受頗深,對ALGOL的結(jié)構(gòu)也很有研究,深知運行效率的意義。既要編程簡單、正確可靠,又要運行高效、可移植,是Bjarne Stroustrup的初衷。以C為背景,以Simula思想為基礎(chǔ),正好符合他的設(shè)想。1979年,Bjame Sgoustrup到了Bell實驗室,開始從事將C改良為帶類的C(C with classes)的工作。1983年該語言被正式命名為C++。
由此可見,C++是C的繼續(xù)和發(fā)展。C++功能強(qiáng)大,可以因應(yīng)開發(fā)大型應(yīng)用軟件。即可以面向?qū)ο螅部梢约嫒軨,可以面向過程。
C++是一種復(fù)雜、難以掌握的語言,不僅體現(xiàn)在其語法,更體現(xiàn)在其提供了4種編程思維模型上面,包括:procedural-based, object-based, object-oriented, generic paradigm。由此C++是既有效率,又有彈性;既可以面向?qū)ο?,又兼容面向過程。
面向過程的思路:分析解決問題所需的步驟,用函數(shù)把這些步驟依次實現(xiàn)。
面向?qū)ο蟮乃悸罚喊褬?gòu)成問題的事務(wù)分解為各個對象,建立對象的目的,不是完成一個步驟,而是描述某個事務(wù)在解決整個問題步驟中的行為。
從上述描述可以看出,其實面向?qū)ο蠛兔嫦蜻^程是兩種思考解決問題的方式,其差異主要在于思考的角度。
C++這個詞在中國大陸的程序員圈子中通常被讀做“C加加”,而西方的程序員通常讀做“C plus plus”,“CPP”。 它是一種使用非常廣泛的計算機(jī)編程語言。C++是一種靜態(tài)數(shù)據(jù)類型檢查的、支持多重編程范式的通用程序設(shè)計語言。它支持過程化程序設(shè)計、數(shù)據(jù)抽象、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計、泛型程序設(shè)計等多種程序設(shè)計風(fēng)格。
C++是最流行的編程語言之一,它的應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋了系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件、驅(qū)動程序、嵌入式軟件、高性能的服務(wù)器與客戶端應(yīng)用程序和諸如電視游戲等娛樂軟件。
2.1 簡單(Simple)
C++是一種簡單的語言,它提供了結(jié)構(gòu)化方法(將問題分解成幾個小部分),豐富的數(shù)據(jù)類型、庫函數(shù)集和類庫集等。
2.2 機(jī)器獨立或移植(Portable)
與匯編語言不同,C/C++語言程序可以在許多機(jī)器中執(zhí)行,但可能有一點點或沒有變化。但它不是平臺無關(guān)的。
2.3 中級編程語言(Mid-level)
C++也用于做低級編程。它用于開發(fā)系統(tǒng)應(yīng)用程序,如內(nèi)核,驅(qū)動程序等。它還支持高級語言的特性。這就是為什么它被稱為中級語言。
2.4 結(jié)構(gòu)化編程語言(Structured)
C++是一種結(jié)構(gòu)化編程語言,我們可以使用函數(shù)將程序分解為多個小部分。所以,它很容易理解和修改。
2.5 豐富程序庫(Rich Library)
C++提供了許多內(nèi)置函數(shù)(程序庫),一些常用的功能不用再去重頭開始編寫,有助于提高開發(fā)速度。
2.6 內(nèi)存管理(Memory Management)
它支持動態(tài)內(nèi)存分配的特性。在C++語言中,可以通過調(diào)用free()函數(shù)隨時釋放分配的內(nèi)存。
2.7 運行速度快(Fast Speed)
C++語言的編譯和執(zhí)行時間都非???。
2.8 指針功能(Pointers)
C++提供指針的功能。可以通過使用指針直接與內(nèi)存交互。我們可以使用內(nèi)存,結(jié)構(gòu),函數(shù),數(shù)組等指針。
2.9 遞歸(Recursion)
在C++中,可以調(diào)用函數(shù)內(nèi)的函數(shù)。它為每個函數(shù)提供代碼可重用性。
2.10 可擴(kuò)展(Extensible)
C++語言是可擴(kuò)展的,因為它可以比較容易地采用新的功能。
2.11 面向?qū)ο?ObjectOriented)
C++是面向?qū)ο蟮木幊?OOP)語言。OOP使開發(fā)和維護(hù)變得更容易,因為在面向過程的編程語言中,如果代碼隨著項目規(guī)模的增長而增長,就不容易管理。
2.12 基于編譯器(Compiler based)
簡單講,編譯器就是將“一種語言(通常為高級語言)”翻譯為“另一種語言(通常為低級語言)”的程序。一個現(xiàn)代編譯器的主要工作流程:源代碼 (source code) → 預(yù)處理器 (preprocessor) → 編譯器 (compiler) → 目標(biāo)代碼 (object code) → 鏈接器(Linker) → 可執(zhí)行程序 (executables)。
示例代碼:
#include <iostream>
int main()
{
std::cout << "Hello, world!n";
}
3 C和C++的聯(lián)系與區(qū)別
C語言是面向過程的編程,它最重要的特點是函數(shù),通過main函數(shù)來調(diào)用各個子函數(shù)。程序運行的順序都是程序員事先決定好的。
C++是面向?qū)ο蟮木幊蹋惍a(chǎn)它的主要特點,在程序執(zhí)行過程中,先由主main函數(shù)進(jìn)入,定義一些類,根據(jù)需要執(zhí)行類的成員函數(shù),過程的概念被淡化了(實際上過程還是有的,就是主函數(shù)的哪些語句),以類驅(qū)動程序運行,類就是對象,所以我們稱之為面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計。面向?qū)ο笤诜治龊徒鉀Q問題的時候,將涉及到的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的操作封裝在類中,通過類可以創(chuàng)建對象,以事件或消息來驅(qū)動對象執(zhí)行處理。
C語言和C++的最大區(qū)別在于它們解決問題的思想方法不一樣。C語言主要用于嵌入式領(lǐng)域,驅(qū)動開發(fā)等與硬件直接打交道的領(lǐng)域, C++可以用于應(yīng)用層開發(fā),用戶界面開發(fā)等于操作系統(tǒng)打交道的領(lǐng)域。
4 C++對C的“增強(qiáng)”
4.1 類型檢查更為嚴(yán)格。
4.2 增加了面向?qū)ο蟮臋C(jī)制。
4.3 增加了泛型編程的機(jī)制(Template)。
4.4 增加了異常處理。
4.5 增加了運算符重載。
4.6 增加了標(biāo)準(zhǔn)模板庫(STL)。
4.7 增加了命名空間,避免全局命名沖突。
C++既繼承了C強(qiáng)大的底層操作特性,又被賦予了教科書式的面向?qū)ο髾C(jī)制。它特性繁多,有其他面向?qū)ο笳Z言鮮見的多繼承,有耐人尋味的對值傳遞與引用傳遞以及const關(guān)鍵字,等等。C++就像是一把瑞士軍刀,或者像是一個工具箱,它為你提供盡可能多的工具,多到讓不熟悉它的人無所適從,讓懂得如何使用它的人如魚得水。C++的種種特性使得它非常適合用來編寫底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),算法,庫等,是系統(tǒng)軟件開發(fā)以及數(shù)學(xué)模型構(gòu)建等的強(qiáng)大武器庫,被譽為工業(yè)級編程語言。
C的大部分代碼在C++上都能應(yīng)用,而C++的代碼在C上不能應(yīng)用。(記住是大部分,不是所有)。
5 C++與C不兼容之處
上面說了C的大部分代碼在C++上都能run的溜溜的,但是也有少數(shù)C代碼會在C++中失效,或者在C++中有不同的行為。例如:隱式轉(zhuǎn)換。
5.1 最常見的差異之一是,C允許從void*隱式轉(zhuǎn)換到其它的指針類型,但C++不允許。下列是有效的C代碼:
//從void*類型隱式轉(zhuǎn)換為int*類型
int *i=malloc(sizeof(int)*5);
但要使其在C和C++兩者皆能運作,就需要使用顯式轉(zhuǎn)換:
int *i=(int*)malloc(sizeof(int)*5);
5.2 在C中,多次聲明一個全局變量雖然不可取,但不算錯。在C++中,多次聲明同一個全局變量會引發(fā)錯誤。
5.3 另一個常見的可移植問題是,C++定義了新關(guān)鍵字,例如如new,class,它們在C程序中可以作為識別字(例:變量名)的。
在C標(biāo)準(zhǔn)(C99)中去除了一些不兼容之處,也支持了一些C++的特性,如//注解,以及在代碼中混合聲明。不過C99也納入幾個和C++沖突的新特性(如:可變長度數(shù)組、原生復(fù)數(shù)類型和復(fù)合逐字常數(shù))。
5.4 若要混用C和C++的代碼,則所有在C++中調(diào)用的C代碼,必須放在 extern "C" { /* C代碼 */ } 內(nèi)。
6 從C 到 C++ 的一些建議
6.1 慎用宏
6.1.1 用const替換#define宏替換
#define PAI 3.14 //慎用
const double PAI = 3.14 // 推薦
6.1.2 枚舉讓元素更有關(guān)聯(lián)性
#define ERROR 0
#define SUCCESS 1
// 推薦以下寫法
enum STATE{ERROR,SUCCESS}
6.1.3 用內(nèi)聯(lián)函數(shù)代替帶參數(shù)的宏
#define max(a,b)((a)>(b)?(a):(b))
// 推薦以下寫法
inline int max(int a,int b){
return a > b ? a:b;
}
6.2 變量隨用隨聲明同時初始化
6.3 盡量使用 new/delete 取代 malloc/free
6.4 少用 void*,指針計算、聯(lián)合體和強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換
6.5 少用 c 風(fēng)格的 char*,多用 string 表示字符串