C语言与C++在基础语法上的区别

Lear2025-10-26 16:34

汇总表：

特性 C语言 C++
编程范式 过程式编程 多范式（过程式、面向对象、泛型）
头文件 #include <stdio.h> #include <iostream>
输入输出 printf/scanf，需格式符 cin/cout，流操作，类型安全
函数重载 不支持 支持
变量声明 作用域开头（C89前） 任意位置（使用前即可）
内存管理 malloc/free new/delete，自动调用构造/析构
引用类型 不支持 支持，变量别名
结构体 仅数据成员 可包含成员函数，类似class
类与对象 不支持 支持，核心特性
常量定义 const为只读变量 const可为真正常量
布尔类型 无内置（C99前） 内置bool类型

💻 编程范式

  • C语言（过程式）：程序围绕函数构建，数据和对数据的操作是分离的。

    c 复制代码 
    #include <stdio.h>

// 数据（结构体）和操作（函数）分离
struct Point {
    int x;
    int y;
};

// 操作数据的函数
void printPoint(struct Point p) {
    printf("Point: (%d, %d)\n", p.x, p.y);
}

int main() {
    struct Point p1 = {1, 2};
    printPoint(p1); // 调用函数处理数据
    return 0;
}

  • C++（多范式，以面向对象为例）：程序围绕对象构建，对象将数据（成员变量）和操作（成员函数）封装在一起。

    c 复制代码 
    #include <iostream>
using namespace std;

// 类将数据和对数据的操作封装在一起
class Point {
private: // 数据成员通常设为私有，实现封装
    int x;
    int y;
public:
    Point(int a, int b) : x(a), y(b) {} // 构造函数
    void print() { // 成员函数，操作自身数据
        cout << "Point: (" << x << ", " << y << ")" << endl;
    }
};

int main() {
    Point p1(1, 2); // 创建对象
    p1.print(); // 对象调用自己的方法
    return 0;
}

📁 头文件与命名空间

  • C语言 ：头文件带.h后缀，没有命名空间。

    c 复制代码 
    #include <stdio.h> // C标准头文件
#include <math.h>

int main() {
    double root = sqrt(2.0); // 直接使用函数
    printf("%f\n", root);
    return 0;
}

  • C++ ：标准头文件通常无.h后缀，使用std命名空间。

    c 复制代码 
    #include <iostream> // C++标准头文件
#include <cmath>    // C++版本的C数学库，如cstdio, cstdlib

int main() {
    // 使用`std::`前缀，或使用`using namespace std;`
    std::cout << std::sqrt(2.0) << std::endl;
    return 0;
}

⌨️ 输入输出处理

  • C语言 ：使用printf和scanf，需格式控制符。

    c 复制代码 
    #include <stdio.h>

int main() {
    int a;
    double d;
    printf("请输入一个整数和一个浮点数: ");
    scanf("%d %lf", &a, &d); // 需格式符和取址符&
    printf("a=%d, d=%.2f\n", a, d); // 需格式符
    return 0;
}

  • C++ ：使用cin和cout流，类型自动识别。

    c 复制代码 
    #include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int a;
    double d;
    cout << "请输入一个整数和一个浮点数: ";
    cin >> a >> d; // 无需格式符，自动识别类型
    cout << "a=" << a << ", d=" << d << endl; // 无需格式符
    return 0;
}

🔧 函数特性：重载与默认参数

  • C语言：不支持函数重载，不支持默认参数。

    c 复制代码 
    #include <stdio.h>

// 以下两个函数不能同时存在，编译错误
// int add(int a, int b) { return a + b; }
// double add(double a, double b) { return a + b; }

// 需用不同函数名
int add_int(int a, int b) { return a + b; }
double add_double(double a, double b) { return a + b; }

int main() {
    printf("%d\n", add_int(1, 2));
    printf("%.2f\n", add_double(1.5, 2.5));
    return 0;
}

  • C++：支持函数重载和默认参数。

    c 复制代码 
    #include <iostream>
using namespace std;

// 函数重载：根据参数列表区分
int add(int a, int b) { return a + b; }
double add(double a, double b) { return a + b; }

// 默认参数
void greet(string name = "Guest") {
    cout << "Hello, " << name << "!" << endl;
}

int main() {
    cout << add(1, 2) << endl;       // 调用int add
    cout << add(1.5, 2.5) << endl;   // 调用double add
    greet("Alice"); // 输出: Hello, Alice!
    greet();        // 输出: Hello, Guest! 使用默认参数
    return 0;
}

💾 内存管理

  • C语言 ：使用malloc和free，需手动计算大小和类型转换。

    c 复制代码 
    #include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int *arr = (int*)malloc(5 * sizeof(int)); // 需计算大小和强制转换
    if (arr == NULL) {
        // 错误处理
        return -1;
    }
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        arr[i] = i;
    }
    free(arr); // 释放内存
    return 0;
}

  • C++ ：使用new和delete，自动计算大小、类型安全，并调用构造/析构函数。

    c 复制代码 
    #include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int *arr = new int[5]; // 自动计算大小，无需转换
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        arr[i] = i;
    }
    delete[] arr; // 释放数组内存

    // 对于对象，new/delete会调用构造和析构函数
    // MyClass *obj = new MyClass();
    // delete obj;
    return 0;
}

🔗 引用类型

  • C语言：只有指针，没有引用。

    c 复制代码 
    #include <stdio.h>

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

int main() {
    int x = 10, y = 20;
    swap(&x, &y); // 传递地址
    printf("x=%d, y=%d\n", x, y);
    return 0;
}

  • C++：支持引用，作为变量的别名，更安全易用。

    c 复制代码 
    #include <iostream>
using namespace std;

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

int main() {
    int x = 10, y = 20;
    int &ref = x; // ref是x的引用（别名）
    ref = 100;    // 修改ref等同于修改x
    cout << "x=" << x << endl; // 输出100

    swap(x, y); // 传递变量本身，语法更简洁
    cout << "x=" << x << ", y=" << y << endl;
    return 0;
}

🧱 结构体与类

  • C语言结构体：仅包含数据成员。

    c 复制代码 
    #include <stdio.h>

struct Point {
    int x;
    int y;
};
// 操作Point的函数需单独存在
void printPoint(struct Point p) {
    printf("(%d, %d)\n", p.x, p.y);
}

int main() {
    struct Point p1 = {10, 20};
    printPoint(p1);
    return 0;
}

  • C++结构体/类 ：可包含数据成员和成员函数。struct默认公有继承，class默认私有继承。

    c 复制代码 
    #include <iostream>
using namespace std;

struct Point { // 在C++中，struct可包含函数
    int x;
    int y;
    void print() { // 成员函数
        cout << "(" << x << ", " << y << ")" << endl;
    }
};

class Rectangle { // class默认成员为private
    int width, height;
public:
    Rectangle(int w, int h) : width(w), height(h) {}
    int area() { return width * height; }
};

int main() {
    Point p1 = {10, 20};
    p1.print(); // 结构体对象调用自己的方法

    Rectangle rect(3, 4);
    cout << rect.area() << endl;
    return 0;
}

⚙️ 变量声明位置

  • C89前：变量必须在作用域开头声明。

    c 复制代码 
    void func() {
    int a = 10; // 必须在开头
    // ... 其他代码
    int b = 20; // C89前错误
}

  • C++：变量可在使用前的任意位置声明。

    c 复制代码 
    void func() {
    for (int i = 0; i < 10; i++) { // i在for循环内声明
        // ...
    }
    int b = 20; // 随时声明
}

⚙️ const常量

  • C语言 ：const变量可视为"只读变量"，不能用作数组大小（除非VLA）。

    c 复制代码 
    const int size = 10;
// int arr[size]; // 在C中可能报错（除非C99的VLA）

  • C++ ：const变量是真正的编译期常量，可定义数组大小。

    c 复制代码 
    const int size = 10;
int arr[size]; // C++中合法

⚙️ 布尔类型

  • C语言 ：无内置bool（C99前需用int，C99后需#include <stdbool.h>）。

    c 复制代码 
    #include <stdbool.h> // C99后
int isReady = 0; // 传统C用法，0假，非0真
bool flag = true; // C99后

  • C++ ：内置bool类型。

    c 复制代码 
    bool isReady = false;
bool isDone = true;

⚙️ 异常处理

  • C语言 ：通过返回值或setjmp/longjmp处理错误。

    c 复制代码 
    #include <stdio.h>
#include <setjmp.h>
jmp_buf env;

int riskyFunc() {
    if (error) {
        longjmp(env, 1); // 跳转
    }
    return 0;
}

  • C++ ：支持try/catch/throw。

    c 复制代码 
    #include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    try {
        if (error) throw runtime_error("An error occurred");
    } catch (const exception& e) {
        cerr << e.what() << endl;
    }
    return 0;
}

💡 如何选择C语言或C++

  • 选择C语言 ：当项目对性能和控制力有极致追求 ，或者运行在资源极度受限的环境中时，C语言是更优选择。例如开发操作系统内核、嵌入式系统固件、硬件驱动等。
  • 选择C++ ：当需要构建大型、复杂的应用程序 ，并且对代码的可维护性、可扩展性要求较高时，C++的优势更为明显。例如游戏引擎、图形界面程序、高频交易系统、大型基础软件库等。C++的面向对象特性和丰富的标准库能有效支持大规模软件开发。
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