C++——从C到C++

一、核心区别与联系

1. 编程范式

C：纯过程式语言，核心是函数和结构体，通过函数调用操作数据。
C++ ：多范式语言，支持：
- 过程式（与C兼容）
- 面向对象（类、继承、多态）
- 泛型编程（模板）
- 元编程（编译期计算）
- 函数式（lambda表达式）

2. 类型系统

C ：
- 弱类型检查（隐式转换普遍）
- 无函数重载、运算符重载
- 结构体不能包含函数
C++ ：
- 强类型检查（需显式转换）
- 支持函数重载（通过签名区分）
- 运算符重载（如operator+）
- 类可包含成员函数和静态函数

3. 内存管理

相同点 ：都使用malloc/free和new/delete（C++特有）
C++增强 ：
- RAII机制（资源获取即初始化）
- 智能指针（unique_ptr, shared_ptr）
- 析构函数自动调用
- 容器类（vector, map）管理内存

4. 标准库

C ：
- 核心库：stdio.h, stdlib.h, string.h
- 功能：基础I/O、内存管理、字符串操作
C++ ：
- C标准库子集（cstdio, cstdlib等）
- STL（标准模板库）：
  - 容器（vector, list, map）
  - 算法（sort, find）
  - 迭代器
  - 函数对象
- 新增流库（iostream替代stdio.h）

5. 编译与执行

C ：
- 单次编译：源文件 → 目标文件 → 可执行文件
C++ ：
- 支持模板实例化（编译期生成代码）
- 名称修饰（name mangling）支持函数重载
- 链接时优化（LTO）更复杂

二、具体特性对比

1. 函数相关

特性	C	C++
函数重载	不支持	支持
默认参数	不支持	支持
内联函数	通过宏实现	真正的inline关键字
函数模板	无	支持
异常处理	setjmp/longjmp	try/catch/throw

2. 面向对象特性

特性	C（模拟）	C++（原生）
封装	结构体+函数指针	class/struct/access specifiers
继承	手动模拟	直接语法支持
多态	函数指针数组	虚函数表
抽象	无直接支持	纯虚函数/抽象类

3. 标准库差异

领域	C	C++
I/O	stdio.h (printf/scanf)	iostream (cout/cin)
字符串	char[] + string.h	std::string类
容器	无	STL容器(vector,map等)
算法	需手动实现	STL算法(sort,find等)
多线程	pthread等库	std::thread(C++11起)

三、从C到C++的学习路径

1. 基础过渡阶段

C风格代码的C++写法
- 用cout/cin替代printf/scanf
- 用std::string替代C字符串
- 用vector替代动态数组
理解引用与指针的区别

cpp 复制代码

void swap(int &a, int &b) { // C++引用
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

void swap(int *a, int *b) { // C指针
    int temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}

2. 面向对象编程学习

类与对象基础

cpp 复制代码

class Rectangle {
private:
    int width, height;
public:
    Rectangle(int w, int h) : width(w), height(h) {}
    int area() { return width * height; }
};

三大特性深入
- 封装：访问控制（public/private/protected）
- 继承：单继承、多继承、虚继承
- 多态：虚函数、override、final

3. 高级特性掌握

模板编程

cpp 复制代码

template <typename T>
T max(T a, T b) {
    return a > b ? a : b;
}

现代C++特性（C++11/14/17/20）
- 智能指针
- Lambda表达式
- 移动语义
- 并发支持