终于有一篇文章可以把C 与 C++ 的区别说清楚了

刺骨的言语ヽ痛彻心扉 2023-01-19 13:55 120阅读 0赞

在很大程度上，C++是C的超集，这意味着一个有效的C程序也是一个有效的C++程序。C和C++的主要区别是，C++支持许多附加特性。但是，C++中有许多规则与C稍有不同。这些不同使得C程序作为C++程序编译时可能以不同的方式运行或根本不能运行。本节着重讨论这些区别。如果使用C++的编译器编译C程序，就知道这些不同之处。虽然C和C++的区别对本书的示例影响很小，但如果把C代码作为C++程序编译的话，会导致产生错误的消息。

C99标准的发布使得问题更加复杂，因为有些情况下使得C更接近C++。例如，C99标准允许在代码中的任意处进行声明，而且可以识别//注释指示符。在其他方面，C99使其与C++的差异变大。例如，新增了变长数组和关键字restrict。C11缩小了与C++的差异。例如，引进了char16\_t类型，新增了关键字\_Alignas，新增了alignas宏与C++的关键字匹配。C11仍处于起步阶段，许多编译器开发商甚至都没有完全支持C99。我们要了解C90、C99、C11之间的区别，还要了解C++11与这些标准之间的区别，以及每个标准与C标准之间的区别。这部分主要讨论C99、C11和C++之间的区别。当然，C++也正在发展，因此，C和C++的异同也在不断变化。

# 1　函数原型 #

在C++中，函数原型必不可少，但是在C中是可选的。这一区别在声明一个函数时让函数名后面的圆括号为空，就可以看出来。在C中，空圆括号说明这是前置原型，但是在C++中则说明该函数没有参数。也就是说，在C++中，int slice();和int slice(void);相同。例如，下面旧风格的代码在C中可以接受，但是在C++中会产生错误：

int slice();
    int main()
    {
        ...
        slice(20, 50);
        ...
    }
    int slice(int a, int b)
    {
        ...
    }

在C中，编译器假定用户使用旧风格声明函数。在C++中，编译器假定slice()与slice(void)相同，且未声明slice(int, int)函数。

另外，C++允许用户声明多个同名函数，只要它们的参数列表不同即可。

# 2　char常量 #

C把char常量视为int类型，而C++将其视为char类型。例如，考虑下面的语句：

char ch = 'A';

在C中，常量'A'被储存在int大小的内存块中，更精确地说，字符编码被储存为一个int类型的值。相同的数值也储存在变量ch中，但是在ch中该值只占内存的1字节。

在C++中，'A'和ch都占用1字节。它们的区别不会影响本书中的示例。但是，有些C程序利用char常量被视为int类型这一特性，用字符来表示整数值。例如，如果一个系统中的int是4字节，就可以这样编写C代码：

int x = 'ABCD'; /*对于int是4字节的系统，该语句出现在C程序中没问题，但是出现在C++程序中会出错 */

'ABCD'表示一个4字节的int类型值，其中第1个字节储存A的字符编码，第2个字节储存B的字符编码，以此类推。注意，'ABCD'和"ABCD"不同。前者只是书写int类型值的一种方式，而后者是一个字符串，它对应一个5字节内存块的地址。

考虑下面的代码：

int x = 'ABCD';
    char c = 'ABCD';
    printf("%d %d %c %c\n", x, 'ABCD', c, 'ABCD');

在我们的系统中，得到的输出如下：

1094861636 1094861636 D D

该例说明，如果把'ABCD'视为int类型，它是一个4字节的整数值。但是，如果将其视为char类型，程序只使用最后一个字节。在我们的系统中，尝试用%s转换说明打印'ABCD'会导致程序奔溃，因为'ABCD'的数值（1094861636）已超出该类型可表示的范围。

可以这样使用的原因是C提供了一种方法可单独设置int类型中的每个字节，因为每个字符都对应一个字节。但是，由于要依赖特定的字符编码，所以更好的方法是使用十六进制的整型常量，因为每两位十六进制数对应一个字节。第15章详细介绍过相关内容（C的早期版本不提供十六进制记法，这也许是多字符常量技术首先得到发展的原因）。

# 3　const限定符 #

在C中，全局的const具有外部链接，但是在C++中，具有内部链接。也就是说，下面C++的声明：

const double PI = 3.14159;

相当于下面C中的声明：

static const double PI = 3.14159;

假设这两条声明都在所有函数的外部。C++规则的意图是为了在头文件更加方便地使用const。如果const变量是内部链接，每个包含该头文件的文件都会获得一份const变量的备份。如果const变量是外部链接，就必须在一个文件中进行定义式声明，然后在其他文件中使用关键字extern进行引用式声明。

顺带一提，C++可以使用关键字extern使一个const值具有外部链接。所以两种语言都可以创建内部链接和外部链接的const变量。它们的区别在于默认使用哪种链接。

另外，在C++中，可以用const来声明普通数组的大小：

const int ARSIZE = 100;
    double loons[ARSIZE]; /* 在C++中，与double loons[100];相同 */

当然，也可以在C99中使用相同的声明，不过这样的声明会创建一个变长数组。

在C++中，可以使用const值来初始化其他const变量，但是在C中不能这样做：

const double RATE = 0.06;            // C++和C都可以
    const double STEP = 24.5;            // C++和C都可以
    const double LEVEL = RATE * STEP;    // C++可以，C不可以

# 4　结构和联合 #

声明一个有标记的结构或联合后，就可以在C++中使用这个标记作为类型名：

struct duo
    {
        int a;
        int b;
    };
    struct duo m; /* C和C++都可以 */
    duo n; /* C不可以，C++可以*/

结果是结构名会与变量名冲突。例如，下面的程序可作为C程序编译，但是作为C++程序编译时会失败。因为C++把printf()语句中的duo解释成结构类型而不是外部变量：

#include <stdio.h>
    float duo = 100.3;
    int main(void)
    {
        struct duo { int a; int b;};
        struct duo y = { 2, 4};
        printf ("%f\n", duo); /* 在C中没问题，但是在C++不行 */
        return 0;
    }

在C和C++中，都可以在一个结构的内部声明另一个结构：

struct box
    {
        struct point {int x; int y; } upperleft;
        struct point lowerright;
    };

在C中，随后可以使用任意使用这些结构，但是在C++中使用嵌套结构时要使用一个特殊的符号：

struct box ad;          /* C和 C++都可以 */
    struct point dot;       /* C可以，C++不行 */
    box::point dot;         /* C不行，C++可以 */

# 5　枚举 #

C++使用枚举比C严格。特别是，只能把enum常量赋给enum变量，然后把变量与其他值作比较。不经过显式强制类型转换，不能把int类型值赋给enum变量，而且也不能递增一个enum变量。下面的代码说明了这些问题：

enum sample {sage, thyme, salt, pepper};
    enum sample season;
    season = sage;              /* C和C++都可以 */
    season = 2;                 /* 在C中会发出警告，在C++中是一个错误 */
    season = (enum sample) 3;   /* C和C++都可以*/
    season++;                   /* C可以，在C++中是一个错误 */

另外，在C++中，不使用关键字enum也可以声明枚举变量：

enum sample {sage, thyme, salt, pepper};
    sample season;    /* C++可以，在C中不可以 */

与结构和联合的情况类似，如果一个变量和enum类型的同名会导致名称冲突。

# 6　指向void的指针 #

C++可以把任意类型的指针赋给指向void的指针，这点与C相同。但是不同的是，只有使用显式强制类型转换才能把指向void的指针赋给其他类型的指针。下面的代码说明了这一点：

int ar[5] = {4, 5, 6,7, 8};
    int * pi;
    void * pv;
    pv = ar;            /* C和C++都可以 */
    pi = pv;            /* C可以，C++不可以 */
    pi = (int * ) pv;   /* C和C++都可以 */

C++与C的另一个区别是，C++可以把派生类对象的地址赋给基类指针，但是在C中没有这里涉及的特性。

# 7　布尔类型 #

在C++中，布尔类型是bool，而且ture和false都是关键字。在C中，布尔类型是\_Bool，但是要包含stdbool.h头文件才可以使用bool、true和false。

# 8　可选拼写 #

在C++中，可以用or来代替||，还有一些其他的可选拼写，它们都是关键字。在C99和C11中，这些可选拼写都被定义为宏，要包含iso646.h才能使用它们。

# 9　宽字符支持 #

在C++中，wchar\_t是内置类型，而且wchar\_t是关键字。在C99和C11中，wchar\_t类型被定义在多个头文件中（stddef.h、stdlib.h、wchar.h、wctype.h）。与此类似，char16\_t和char32\_t都是C++11的关键字，但是在C11中它们都定义在uchar.h头文件中。

C++通过iostream头文件提供宽字符I/O支持（wchar\_t、char16\_t和char32\_t），而C99通过wchar.h头文件提供一种完全不同的I/O支持包。

# 10　复数类型 #

C++在complex头文件中提供一个复数类来支持复数类型。C有内置的复数类型，并通过complex.h头文件来支持。这两种方法区别很大，不兼容。C更关心数值计算社区提出的需求。

# 11　内联函数 #

C99支持了C++的内联函数特性。但是，C99的实现更加灵活。在C++中，内联函数默认是内部链接。在C++中，如果一个内联函数多次出现在多个文件中，该函数的定义必须相同，而且要使用相同的语言记号。例如，不允许在一个文件的定义中使用int类型形参，而在另一个文件的定义中使用int32\_t类型形参。即使用typedef把int32\_t定义为int也不能这样做。但是在C中可以这样做。另外，在第15章中介绍过，C允许混合使用内联定义和外部定义，而C++不允许。

# 12　C++11中没有的C99/C11特性 #

虽然在过去C或多或少可以看作是C++的子集，但是C99标准增加了一些C++没有的新特性。下面列出了一些只有C99/C11中才有的特性：

*  指定初始化器；
 *  复合初始化器（Compound initializer）；
 *  受限指针（*Restricted pointer*）（即，restric指针）；
 *  变长数组；
 *  伸缩型数组成员；
 *  带可变数量参数的宏。

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