淺談C和C++異同

董昌源+劉疆+王仁鶴

摘 要：The C++ Programming Language ，即為C++語言，C++語言是C語言的繼承，在C語言的基礎(chǔ)上，又對(duì)C語言的過程化程序設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化，既可以使用以抽象數(shù)據(jù)類型為特點(diǎn)的基于對(duì)象的程序設(shè)計(jì)，又可以使用以繼承和多態(tài)為特點(diǎn)的面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)。C++語言不但完美地繼承了父類的C語言，還可以進(jìn)行基于面向?qū)ο筮^程化的程序設(shè)計(jì)，因此，C++語言不僅擁有計(jì)算機(jī)高效運(yùn)行的實(shí)用性特征，而且還具有提高大規(guī)模程序的編程質(zhì)量與程序設(shè)計(jì)語言的問題描述的能力。

關(guān)鍵詞：C；C++；面向?qū)ο?/p>

在20世紀(jì)70年代中期，經(jīng)歷了第一種計(jì)算機(jī)高級(jí)語言誕生事件的Bjarne Stroustrup在使用Simula、ALGOL中，受到了Simula的類體系感、ALGOL的結(jié)構(gòu)的啟發(fā)后，想要實(shí)現(xiàn)一種編程簡單、正確可靠、運(yùn)行高效、可移植性強(qiáng)的編程軟件，于是，他以C為背景，以Simula框架的設(shè)計(jì)思路為新軟件的框架思想。1979年，Bjame Sgoustrup到了Bell實(shí)驗(yàn)室，開始將C改良為具有獨(dú)特類框架的CWC（C With Classes）。1983年，該語言的開發(fā)完畢，獲得巨大的成功。于是這個(gè)新興語言被命名為C++。

在那個(gè)時(shí)候的C++中，人們對(duì)類沒有什么具體的概念，只知道類是可以支持?jǐn)?shù)據(jù)封裝的工具，對(duì)象則是數(shù)據(jù)封裝的實(shí)現(xiàn)。而現(xiàn)在，面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)是將數(shù)據(jù)和對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行合法操作的一系列函數(shù)方法封裝在一起，這就是一個(gè)類。成員對(duì)象是被定義在這個(gè)類中的一個(gè)變量，每個(gè)類中可以包含若干私有成員、公有成員及保護(hù)成員。當(dāng)一個(gè)類被定義完畢，所有函數(shù)方法均封裝在其內(nèi)部，這個(gè)類就可以看成一個(gè)完整的實(shí)體單元使用。類內(nèi)部的工作方法被完美地隱藏起來，使用此類的用戶是看不到類是如何工作的，想要修改也沒有辦法，這就是類的封裝特點(diǎn)。

C++語言可以在現(xiàn)有的類的基礎(chǔ)上聲明新的類，新的類可以完美調(diào)用其聲明的類中的函數(shù)，他可以在父類那里繼承所有非私有的屬性和方法，作為自己的成員，成為原有類的派生類，我們將被使用的那個(gè)類稱為父類，而這個(gè)新的類就是子類，這就是繼承的思想。通過繼承可以更有效地組織程序結(jié)構(gòu)，明確類間關(guān)系，并且充分利用已有的類來完成更復(fù)雜、更深入的程序開發(fā)，這就是類的繼承特點(diǎn)。

C++語言的執(zhí)行過程中，對(duì)于多態(tài)的理解在同一操作作用于不同的對(duì)象，可以有不同的解釋，也會(huì)產(chǎn)生不同的執(zhí)行結(jié)果。在運(yùn)行時(shí)，可以通過指向基類的指針來調(diào)用實(shí)現(xiàn)派生類中的方法。編譯時(shí)的多態(tài)性是通過重載來實(shí)現(xiàn)的。對(duì)于非虛的成員來說，系統(tǒng)在編譯時(shí)，根據(jù)傳遞的參數(shù)、返回的類型等信息決定實(shí)現(xiàn)何種操作。運(yùn)行時(shí)的多態(tài)性就是指直到系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，才根據(jù)實(shí)際情況決定實(shí)現(xiàn)何種操作。

C++語言的程序開發(fā)中為了方便測(cè)試，通過使用解釋型的執(zhí)行方式，使代碼的逐條語句依次執(zhí)行，以編譯型的啟動(dòng)運(yùn)行的方式來生成程序最終的執(zhí)行代碼。在C++語言所修飾的類中，某些對(duì)象類所代表的事物或者概念都可以是抽象的。在使用Private修飾數(shù)據(jù)或者函數(shù)的時(shí)候，只有在類中加入這個(gè)數(shù)據(jù)或函數(shù)的聲明才被允許使用。類在與外部連接時(shí)，如果使用的是Public修飾詞，則本類與其他類都可以調(diào)用。在抽象的語言中，什么是對(duì)象是一個(gè)老生常談的話題。對(duì)象在筆者看來，就是主對(duì)客觀事物的某個(gè)實(shí)體進(jìn)行描述所形成的一個(gè)實(shí)例化的代號(hào)，它可以作為一個(gè)單位，可以作為一個(gè)系統(tǒng)，這些元素共同組成了系屬性，屬性和服務(wù)方法是構(gòu)成對(duì)象的兩種要素，屬性的實(shí)質(zhì)是一個(gè)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)項(xiàng)，服務(wù)的實(shí)質(zhì)是一個(gè)操作方法序列。

程序生成是編程平臺(tái)將源碼C++代碼轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的計(jì)算機(jī)語言，并將這種語言翻譯變成可以運(yùn)行的應(yīng)用程序的過程。如果程序代碼不出現(xiàn)問題，編譯的結(jié)果也是沒有ERROR，那么通常一個(gè)debug功能鍵即可搞定這個(gè)過程。但在計(jì)算機(jī)運(yùn)行的過程中該過程實(shí)際上分成兩個(gè)步驟：

第一步：是對(duì)程序使用編譯器Compiler進(jìn)行編譯，編譯器將C++語句轉(zhuǎn)換成機(jī)器碼。

第二步：使用鏈接器Linker對(duì)程序進(jìn)行鏈接，鏈接器將編譯獲得機(jī)器碼與C++庫中的代碼進(jìn)行匹配，如果查詢到了相關(guān)的匹配語句，計(jì)算機(jī)則執(zhí)行這段程序，并輸出結(jié)果并通過機(jī)器碼返還給我們，計(jì)算機(jī)再通過解讀變成我們能看懂的東西。

關(guān)鍵字（KeyWord）是整個(gè)語言范圍內(nèi)預(yù)先保留的標(biāo)識(shí)符，又稱為“保留字”，就是已被此類語言本身使用，不能作其他用途使用的字。例如，關(guān)鍵字不能用作變量名、函數(shù)名等標(biāo)識(shí)符，在C的內(nèi)庫中由ISO標(biāo)準(zhǔn)定義的C語言關(guān)鍵字共32個(gè)。而在C++語言中，關(guān)鍵字的含義和范圍又更上一層樓，每個(gè)C++關(guān)鍵字都有特殊的含義。關(guān)鍵字通過預(yù)處理后，C++的內(nèi)庫中由ISO標(biāo)準(zhǔn)定義的C++語言的63個(gè)關(guān)鍵字在Preprocessing-token區(qū)中出來被取出來，標(biāo)記為處理記號(hào)，其余的標(biāo)識(shí)符則作為記號(hào)（Token），用于對(duì)象、函數(shù)、類型、命名空間的聲。

總的來說，C語言是結(jié)構(gòu)化和模塊化的面向過程的語言，C++語言是面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言。C++語言是C語言的超集，類似于在高中的時(shí)候?qū)W會(huì)了高中數(shù)學(xué)，那么小學(xué)、初中數(shù)學(xué)也就不成問題了。在編程思想上略有區(qū)別，C語言強(qiáng)調(diào)程序的功能以及程序是否是是基于過程和以函數(shù)為中心的，而C++語言是面向?qū)ο蟮模⒅爻绦騼?nèi)部的分層、分類，類與類之間的關(guān)系，以及使用到面向?qū)ο蟮姆绞剿伎己途幊谭椒ǎＭ蠹乙鹱⒁狻?/p>

參考文獻(xiàn)：

[1] 錢能. C++程序設(shè)計(jì)教程（第2版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005.

[2] 劉晶，裘旭光. C++語言程序設(shè)計(jì)[M].北方交通大學(xué)出版社，2003.

[3] 蘇小紅，孫志崗，陳惠鵬. C語言大學(xué)實(shí)用教程[M].北京：電子工業(yè)出版社，2013.