C到C++的升级

目录

• 1. C与C++的关系
• 2. 变量声明与定义
  • 变量可以在使用时定义
  • 不允许定义同名全局变量
  • 标识符必须显示声明类型
• 3. struct加强为类型
• 4. 三目运算符功能升级
• 5. const功能升级
  • C语言中的const
  • C++中的const
  • const常量进入符号表
• 6. bool类型引入
• 7. register成为废设，只为兼容C

1. C与C++的关系

• C++继承了所有的C特性
• C++在C的基础上提供了更多的新的语法和特性
• C++的设计目标是运行效率与开发效率的统一，其开发效率高于C语言

2. 变量声明与定义

变量可以在使用时定义

• C++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
• C语言中的变量必须在作用域开始的位置定义

不允许定义同名全局变量

• C++不允许定义多个同名全局变量，否则编译会报错
• C语言允许重复定义多个同名全局变量，它们最终会被链接到全局数据区的同一个地址空间上

标识符必须显示声明类型

• C++中所有的标识符都必须显式声明类型
• C语言具有默认类型

面试题：int f()和int f(void)有区别吗？如果有，区别是什么？

• 在C++中，两者都表示返回值为int的无参函数
• 在C语言中，前者表示返回值为int，接受任意个数、任意类型参数的函数，后者表示返回值为int的无参函数

3. struct加强为类型

• C++中的struct用于定义一种新的类型
• C语言中的struct只是一组变量的集合，必须通过typedef重命名才可以当类型用

4. 三目运算符功能升级

C++对三目运算符进行了升级：

• 当三目运算符的可能返回都是变量时，返回的是变量的引用，既可以作为右值使用，也可以作为左值使用
• 当三目运算符的可能返回中有常量时，返回的是值，只能作为右值使用
• 在C语言中，三目运算符的返回值始终只能作为右值使用

#include <stdio.h>

int main()
{
    int a = 1;
    int b = 2;

    ((a < b) ? a : b) = 3;  //正确，返回a或b的引用，可以作为左值
    ((a < b) ? 1 : b) = 4;  //错误，返回1或b的值，不能作为左值

    printf("a = %d, b = %d
", a, b);

    return 0;
}

5. const功能升级

C语言中的const

• const用于定义只读变量
• const局部变量在栈上分配空间，通过指针可以改变它的值
• const全局变量在只读存储区分配空间，通过指针改变它的值会引起程序崩溃
• C语言中可以定义常量的只有enum

C++中的const

• 用字面值常量或其他const常量初始化的为const常量
• 用其他变量初始化的、被volatile修饰的为只读变量
• 一句话，在编译期间不能直接确定初始值的const标识符，都是只读变量

#include <stdio.h>

int main()
{
    /* 用字面值常量或其他const常量初始化的为const常量 */
    const int A = 1;
    const int B = 2;
    const int C = B;
    int array[A + B + C] = {0};

    for (int i = 0; i < (A + B + C); i++)
    {
        printf("array[%d] = %d
", i, array[i]);
    }

    /* 用其他变量初始化的为const只读变量 */
    int x = 1;
    const int rx = x;
    int *prx = (int *)&rx;
    *prx = 5;

    printf("rx = %d
", rx);

    /* 被volatile修饰的为const只读变量 */
    volatile const int y = 2;
    int *p = (int *)&y;
    *p = 6;

    printf("y = %d
", y);

    return 0;
}

const常量进入符号表

• const常量会进入符号表，编译过程中若发现使用该常量，则直接用符号表中的值替换
• 符号表是编译器在编译过程中所产生的内部数据结构

一般情况下，C++编译器不会为const常量分配内存空间，除非遇到以下两种情况：

• 对const全局常量使用extern
• 对const常量使用&操作符

C++编译器虽然可能会给const常量分配内存，但这仅仅是为了兼容C语言的特性，并不会使用该存储空间中的值，使用的仍然是符号表中的值。

#include <stdio.h>

int main()
{
    const int c = 0;
    int *p = (int *)&c;         //对const常量取地址，为const常量分配内存空间
    *p = 5;                     //改变的是为const常量分配的内存空间

    printf("c = %d
", c);      //const常量仍然使用符号表中的值
    printf("*p = %d
", *p);    //这里才使用为const常量分配的内存空间中的值

    return 0;
}

6. bool类型引入

• C++在C语言的基本类型系统之上增加了bool
• C++中bool可取的值只有true和false，在编译器内部分别用1和0来表示
• C++编译器会将非0值转换为true，将0值转换为false
• 理论上，bool只占用一个字节

#include <stdio.h>

int main()
{
    bool b = false;

    printf("sizeof(b) = %d
", sizeof(b));
    printf("b = %d
", b);

    b = 3;
    printf("b = %d
", b);

    b = -5;
    printf("b = %d
", b);

    b = 0;
    printf("b = %d
", b);

    return 0;
}

7. register成为废设，只为兼容C

• 在C语言中，register关键字请求编译器将局部变量存储于寄存器中，编译器可以忽略该请求
• C语言无法对register变量取地址，但C++可以
• C++早期编译器发现程序对register变量取地址时，会使register对变量的声明无效，因为不可能得到寄存器地址
• 在现在的C++编译器中，register的作用除了兼容C之外，完全是个形同虚设的鸡肋