C++对于C的加强

1 前言

相比大多数的人学习C++之前，都有一定的C语言的学习过程或者使用经验，所以很多人在使用C++时往往把C++当做C语言的加强版，甚至把C++认为是C WITH CLASS，C语言是小米加步枪，C++是飞机大炮，这么理解也没错，起码我在开始学习时是这么认为，但是我个人如果只是这样的话，或许会没办法好好的把握C++的水。

2 C语言和C++语言关系

1. C语言是在实践的过程中慢慢的逐步完善起来的，因为是面对实践所以在存在一些没有深思熟虑的设计灰色地带。也残留一些低级语言的特征。

2. C语言的目的是高效，直接操作内存来高效的执行程序。

3. 当面向过程方法论暴露越来越多的缺陷的时候，业界开始考虑在工程项目中引入面向对象的设计方法，而第一个需要解决的问题就是：高效的面向对象语言，并且能够兼容已经存在的代码。这个时候C++就腾空而出。

   下面一副图可以简单理解C和C++的关系，C语言就像豌豆射手，而C++就像第二幅图，我也不知道啥玩意。

3 C++对C的加强

3.1 namespace命名空间

所谓namespace命名空间，是指标识符的各种可见范围内。C++标准程序中所有的标识符都被定义在一个名为std的namespace中。

1. 在C++中我们的头文件不是以.h结尾，比如和<iostream.h>格式不一样，前者没有后缀，实际上，在你的编译器include文件夹里面可以看到，二者是两个文件，打开文件就会发现，里面的代码是不一样的。后缀为.h的头文件C++标准已经明确提出不支持了，早些的实现将标准库功能定义在全局空间里，声明在带.h后缀的头文件里，C++标准为了和C区别开，也为了正确使用命名空间，规定头文件不使用后缀.h。 因此有以下几个规则要注意。

   • 当使用<iostream.h>时，相当于在C中调用库函数，使用的是全局命名空间，也就是早期的c++实现；
   • 当使用的时候，该头文件没有定义全局命名空间，必须使用namespace std；这样才能正确使用cout。

2. 由于namespace的概念，使用C++标准程序库的任何标识符时，可以有三种选择：

   • 直接指定标识符。例如std::ostream而不是ostream。完整语句如下： std::cout << std::hex << 3.4 << std::endl;
   • 使用using关键字。 using std::cout; using std::endl; using std::cin; 以上程序可以写成 cout << std::hex << 3.4 << endl;
   • 最方便的就是使用using namespace std; 例如： using namespace std;这样命名空间std内定义的所有标识符都有效（曝光）。就好像它们被声明为全局变量一样。那么以上语句可以如下写: cout <<hex << 3.4 << endl;因为标准库非常的庞大，所以程序员在选择的类的名称或函数名 时就很有可能和标准库中的某个名字相同。所以为了避免这种情况所造成的名字冲突，就把标准库中的一切都被放在名字空间std中。但这又会带来了一个新问 题。无数原有的C++代码都依赖于使用了多年的伪标准库中的功能，他们都是在全局空间下的。所以就有了<iostream.h> 和等等这样的头文件，一个是为了兼容以前的C++代码，一个是为了支持新的标准。命名空间std封装的是标准程序库的名称，标准程序库为了和以前的头文件区别，一般不加.h

3.2 实用性提高

说实话，我也怎么形容接下去的加强特性，不过的确使得编程变成的很实用。玩过单片机或者ARM的同学估计都知道，定义变量要定义在程序的作用域的开始的位置，不然编译就会报错，这就是C语言的一项约束，而C++打破这个约束，换句话说C++更注重代码的实用性，所有变量都可以在需要的时候进行定义。比如下面一个代码在C编译器中就是非法，在C++编译中就可以通过。

#include "iostream"
using namespace std;

//C语言中的变量都必须在作用域开始的位置定义！！
//C++中更强调语言的“实用性”，所有的变量都可以在需要使用时再定义。
int main(void)
{
	int i = 0;
	printf("ddd");
	int k;
	system("pause");
	return 0;
}

3.3 register关键字增强

在早期的编译器中，编译是无法对变量进行优化，对于一些常用的变量，为了加快程序的运行速度可以对其声明在寄存器中来提高代码的效率。但是这样就无法对声明register的变量取地址。C语言对局部变量进行register的具体变化可以归纳为以下

• 将局部变量放入寄存器中，提高变量的提取数据，比如可以把一些常用的变量放入。
• 无法取得register声明变量的变量地址。

C++依然保存了register关键词，不过C++编译器是比较智能，会自动对变量进行优化，在优化时会先判断register变量是否需要取地址操作，需要的话就会使得优化失效。

3.4 变量检测增加

在C语言中，重复定义多个同名的全局变量是合法，而在C++中是不允许有这种二义性的做法。如下的代码在C语言就可以通过编译，而在C++中是不可以的，因为 在C语言中多个同名的全局变量都会链接到全局数据区的同一个地址空间上。

int g_var;
int g_var = 1;

3.5 struct变量增强

• C语言中struct定义了一组变量的集合，C编译并不认为你定义的struct是一种新的类型。需要配合typedef使用。
• C++中的struct是一个新类型的定义声明，可以直接使用。

其中这种设计本身就暗含类的思维在内部

struct Student
{
  char name[100];
  int age;
};

int main(int argc, char *argv[])
{
  Student s1 = {"wang", 1};
  Student s2 = {"wang2", 2};  
  return 0;
}

3.6 C++中所有的变量和函数都必须有类型

• C++中所有的变量和函数都必须有类型，C语言的默认类型在C++中是不合法的。

/*
C++中所有的变量和函数都必须有类型
C语言中的默认类型在C++中是不合法的
函数f的返回值是什么类型，参数又是什么类型？
函数g可以接受多少个参数？
*/
//更换成.cpp试试
f(i)
{
	printf("i = %d
", i);
}
g()
{
	return 5;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
	f(10);
	printf("g() = %d
", g(1, 2, 3, 4, 5));
	getchar();	
	return 0;
}

大家可能看不出差异

​ 在C语言中

​ int f( )；表示返回值为int，接受任意参数的函数

​ int f(void)；表示返回值为int的无参函数

​ 在C++中

​ int f( );和int f(void)具有相同的意义，都表示返回值为int的无参函数

C++更加强调类型，任意的程序元素都必须显示指明类型

在上面总结都是在语法层面上的差异，但是除了语法上的差异，C++还对C语言进行功能上的增强。

3.7 新增Bool类型的关键字

• C++中的布尔类型，C++在C语言的基本类型系统之上增加了bool，C++中的bool可取的值只有true和false，理论上bool只占用一个字节,如果多个bool变量定义在一起，可能会各占一个bit，这取决于编译器的实现。
• true代表真值，编译器内部用1来表示,false代表非真值，编译器内部用0来表示
• bool类型只有true（非0）和false（0）两个值
• C++编译器会在赋值时将非0值转换为true，0值转换为false

3.8 三目运算符功能增强

在说这个差异前，先阅读一个代码，这个代码在C编译下是无法运行，因为在C中三目运算是无法作为左值。

• C语言返回变量的值 C++语言是返回变量本身，C语言中的三目运算符返回的是变量值，不能作为左值使用

  C++中的三目运算符可直接返回变量本身，因此可以出现在程序的任何地方。

int main()
{
	int a = 10;
	int b = 20;

	//返回一个最小数 并且给最小数赋值成3
	//三目运算符是一个表达式 ，表达式不可能做左值
	(a < b ? a : b )= 30;

	printf("a = %d, b = %d
", a, b); 
	system("pause");
	return 0;
}

3.9 C和C++对const处理

int main()
{
	const int a;
    int const b;
	const int *c;
	int * const d;
	const int * const e ;
	return 0;
}

Int func1(const )
初级理解：const是定义常量 ==》const意味着只读

对于这个const关键词的理解如下：

• const int a; int const b;第一个和第二个意思是一样，代表这个变量是不能修改的常量。
• const int *c;第三个表示指向常量的指针，这个指针指向的内存数据是不能修改，但是指针本身可以修改。
• int * const d;第四个常指针（指针变量不能被修改，但是它所指向内存空间可以被修改）
• const int * const e ;最后一个就是指向的内容和指向本身都不能修改。

但是在C编译器中，这个const看是不能改变，但是其实它是一个冒牌货，不信你看下面的代码

int main()
{
	const int a = 10;
	int *p = (int*)&a; 
	printf("a===>%d
", a);
	*p = 11;
	printf("a===>%d
", a);

	printf("Hello......
");
	return 0;
}

这个代码是可以通过修改被const修饰的a值的 。在于C语言对内存的保护机制不强，要对const声明的变量进行完美的保护，这个就必须在内存上做手脚，这样在编译和运行时候就会降低C语言的效率，这对重视效率而言C显然不好。

C++编译器对const常量的处理 当碰见常量声明时，在符号表中放入常量 =è问题：那有如何解释取地址 编译过程中若发现使用常量则直接以符号表中的值替换 编译过程中若发现对const使用了extern或者&操作符，则给对应的常量分配存储空间（兼容C） ？联想： int &a = 1(err) & const int &a = 10(ok)?

结论：

1. C语言中的const变量
2. C语言中const变量是只读变量，有自己的存储空间
3. C++中的const常量，可能分配存储空间,也可能不分配存储空间，当const常量为全局，并且需要在其它文件中使用，当使用&操作符取const常量的地址