C++与C语言的区别

news2024/9/21 4:25:04

前言

本文主要用C语言和C++做对比来学习C++，便于个人理解。C++包含C语言，是对C语言的扩展，在C++中，支持C语言的语法使用，C++是C语言的超集

一、C++与C语言的区别

C语言简单高效，适合低级系统编程和硬件相关的开发。
C++更加灵活、强大，适合大型项目开发，尤其是需要面向对象、代码复用和复杂数据结构的应用。

1. 编程范式

C语言：C是一种过程式编程语言，主要关注函数和过程。程序是通过一系列函数调用来执行任务的。
C++：C++支持多种编程范式，最主要的是面向对象编程（OOP），同时也支持过程式编程。C++引入了类、对象、继承、多态、封装和抽象等OOP概念，使得代码可以更具模块化和可重用性。

2. 类和对象

C语言：C不支持面向对象编程，没有类和对象的概念。
C++：C++支持类和对象，允许开发者创建自定义的数据类型，进行更高级别的抽象和封装。

3. 函数重载和运算符重载

C语言：C不支持函数重载或运算符重载，函数名必须是唯一的，运算符功能是固定的。
C++：C++允许函数重载（同名函数可以有不同的参数）和运算符重载（例如，可以定义“+”来用于两个自定义对象之间的加法操作）。

4. 标准库

C语言：C的标准库较为基础，主要提供了一些与输入输出、字符串处理、数学计算等相关的函数（如stdio.h，stdlib.h等）。
C++：C++有更丰富的标准库，除了C语言的标准库外，还引入了STL（标准模板库），提供了常用的数据结构（如vector，list，map等）和算法。

5. 内存管理

C语言：C的内存管理主要通过malloc，calloc，realloc和free来进行手动内存分配和释放。
C++：C++除了可以使用C的内存管理函数外，还引入了new和delete运算符，用于动态内存分配和释放，这些运算符具有构造和析构对象的功能。

6. 构造函数和析构函数

C语言：C不支持构造函数和析构函数，结构体的初始化需要手动完成。
C++：C++中的类可以有构造函数（对象创建时自动调用）和析构函数（对象销毁时自动调用），用于对象的初始化和清理工作。

7. 命名空间（namespace）

C语言：C不支持命名空间，多个全局变量和函数可能会发生命名冲突。
C++：C++引入了命名空间，通过namespace可以将函数和变量组织在一起，避免命名冲突。

8. 模板编程

C语言：C不支持模板编程。
C++：C++引入了模板，可以编写泛型函数和类，支持代码重用和类型安全。例如，模板可以实现类型无关的函数和容器。

9. 异常处理

C语言：C没有内置的异常处理机制。错误处理通常通过返回错误码或者设置全局变量来完成。
C++：C++支持异常处理机制，通过try，throw，catch块来处理运行时错误，使得代码更加清晰和健壮。

10. 引用（reference）

C语言：C只支持指针，不支持引用。
C++：C++引入了引用类型（reference），是一种更安全且更简洁的传递对象的方式，可以避免指针的一些常见错误（如空指针或指针操作中的内存泄漏问题）。

11. 兼容性

C语言：C是C++的子集，大部分C语言代码可以直接在C++中运行。
C++：C++是C的超集，但C++的一些特性（如类、模板等）在C中不可用。

12. 代码复杂性与应用领域

C语言：C的语法较为简单直接，适用于系统级编程，如操作系统开发、嵌入式系统、驱动程序等领域。
C++：C++功能更为复杂，适用于大型软件开发、游戏开发、高性能应用、GUI应用程序等。

二、C++中的各种用法

1、const用法

在C语言中呢，我们使用const修饰值，表示这是一个不可更改常量，但是我们在C++中，const的用法和C语言中的#define用法一致，用来做宏定义
#include<stdio.h>
const int num=10;
int main(int argc, const char *argv[])
{
	int a;
	int b[num+1];
	b[num]=3;
	printf("hello c++\n");
	printf("num=%d\n",num);
	printf("b[num]=%d\n",b[num]);
	return 0;
}


/*输出：
hello c++
num=10
b[num]=3
*/
2、引用

1、引用变量

        引用：取别名，对原变量(数据)，取一个别名，使用别名就是使用原变量名

        引用只能对变量名字进行引用，引用名也表示原变量名

        注意：引用需要与原变量的类型进行匹配
引用定义：必须初始化，必须引用一个变量名，不能空着，之后都是使用引用变量，不能再取别名

引用类型 & 引用名 = 变量名; // 引用类型 需要和 变量名匹配

如：
int a;

int & t_a = a;
2、引用常量（右值引用）

        在11版本中

        右值引用：对常量的引用，给常量取个别名，别名就可以代表这个常量数据

        （使用别名就使用数据，作为变量进行使用，别名就是变量名）
#include<cstdio>

//引用
int sum(int &&a,int &&b)
{

	return a;
}
int main(int argc, const char *argv[])
{
	int a=10;
	printf("a=%d\n",a);
	//定义引用变量
	int & t_a=a;
	t_a=20;
	printf("t_a=%d\n",t_a);
	int &&b=sum(1,2);
	printf("b=%d\n",b);
	return 0;
}
3、函数默认参数

在C语言中，我们每次调用函数参数都得使用地址传递参数，但是在c++中，我们可以直接将函数的参数设置为默认值，如果在函数中不加参数，则使用默认参数，如果加入参数则使用加入的参数，这一点和python比较像，但是为了确保不会有二义性，在声明定义函数添加默认值时，需要从最后一个参数往前添加；在调用有默认值的参数时，添加实参从第一个依次往后添加；

4、内联函数

在C语言中，我们在main函数中调用函数时，要先跳转到调用的函数中，才能执行该函数，在跳转过程中会消耗时间，虽然很短，但是对于计算机来说还是很长的，因此我们就说在C++中引入了内联函数的概念，缩短程序运行的时间，使用内联函数就是在定义函数的时候在前面加入一个关键字online,来表示这是一个内联函数，当我们在主函数中调用内联函数时，不会跳转到该函数中执行，而是直接在主函数中将内联函数展开，大大缩短了程序运行时间，但是注意，如果在调用的函数中使用了循环，那么我们将这个函数设置为内联函数有些多余了，我们使用循环时，程序的运行时间和跳转的时间相比，跳转的时间可以忽略不记，使用加入内联函数没有必要。

5、函数重载

我们知道，在C语言中，不支持函数名重名，但是在C++中却支持函数名重名，但是这个重名有条件限制，否则还是无法区分函数。

在C++中，如果我们定义了多个相同的函数名，那么这些函数名的参数个数和参数类型一定是不能相同的，不然还是会出现错误。

例如：
int add(int a,int b)
{}

int add(int a,int b,int c)
{}
//函数重载
函数名相同，函数个数不一致，在调用函数的时候就不会出现错误