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c++[编辑]


C++是一种使用非常广泛的电脑程序设计语言。它是一种静态数据类型检查的,支持多范型的通用程序设计语言。C++支持过程化程序设计、数据抽象化、面向对象程序设计、泛型程序设计、基于原则设计等多种程序设计风格。

贝尔实验室的比雅尼·斯特劳斯特鲁普博士在20世纪80年代发明并实现了C++。起初,这种语言被称作“C with Classes”(“包含类的C语言”),作为C语言的增强版出现。随后,C++不断增加新特性。虚函数(virtual function)、操作符重载(operator overloading)、多重继承(multiple inheritance)、模板(template)、异常处理(exception)、RTTI(Runtime type information)、命名空间(namespace)逐渐纳入标准。1998年,国际标准组织(ISO)颁布了C++程序设计语言的第一个国际标准ISO/IEC 14882:1998,目前最新标准为 ISO/IEC 14882:2014。根据《C++编程思想》(Thinking in C++)一书所评述的,C++与C的效率往往相差在±5%之间。

发展历史

C++语言发展大概可以分为三个阶段:第一阶段从80年代到1995年。这一阶段C++语言基本上是传统类型上的面向对象语言,并且凭借着接近C语言的效率,在工业界使用的开发语言中占据了相当大份额;第二阶段从1995年到2000年,这一阶段由于标准模板库(STL)和后来的Boost等程序库的出现,泛型程序设计在C++中占据了越来越多的比重性。当然,同时由于Java、C#等语言的出现和硬件价格的大规模下降,C++受到了一定的冲击;第三阶段从2000年至今,由于以Loki、MPL等程序库为代表的产生式编程和模板元编程的出现,C++出现了发展历史上又一个新的高峰,这些新技术的出现以及和原有技术的融合,使C++已经成为当今主流程序设计语言中最复杂的一员。

比雅尼·斯特劳斯特鲁普(Stroustrup)工作起于1979年的C with Classes。这个构思起源于Stroustrup做博士论文时的一些程序撰写经验。他发现Simula具备很利于大型软件开发的特点,但Simula的运行速度太慢,无法对现实需求发挥功效;BCPL虽快得多,但它过于低级的特性,使其不适于大型软件的开发。当Stroustrup开始在贝尔实验室工作时,他有分析UNIX核心关于分散式计算的问题。回想起他的博士论文经验,Stroustrup开始为C语言增强一些类似Simula的特点。之所以选择C,是因为它适于各种用途、快速和可移植性。除了C和Simula之外,同时也从其它语言中取得灵感,如ALGOL 68、Ada、CLU以及ML。刚开始时,类、派生类、存储类型检查、内联和默认参数特性,都是通过Cfront引入C语言之中。1985年10月出现了第一个商业化发布。

1983年,C with Classes改命名为C++。加入了新的特性,其中包括虚函数、函数名和运算符重载、参考、常数、用户可控制的自由空间存储区控制、改良的类型检查,以及新的双斜线(//)单行注解风格。1985年,发布第一版《C++程序设计语言》,提供一个重点的语言参考,至此还不是官方标准。1989年,发布了Release 2.0。引入了多重继承、抽象类、静态成员函数、常数成员函数,以及成员保护。1990年,出版了The Annotated C++ Reference Manual。这本书后来成为标准化的基础。稍后还引入了模板、异常处理、命名空间、新的强制类型转换,以及布尔类型。

随着C++语言的演变,也逐渐演化出相应的标准程序库。最先加进C++标准库的是流I/O程序库,其用以取代传统的C函数,如printf和scanf。随后所引入的程序库中最重要的便是标准模板库,简称STL。

多年后,一个联合的ANSI-ISO委员会于1998年对C++标准化(ISO/IEC 14882:1998)。在官方发布1998标准的若干年后,委员会处理缺陷报告,并于2003年发布一个C++标准的修正版本。2005年,一份名为Library Technical Report 1(简称TR1)的技术报告发布。虽然还不是官方标准的一部分,不过它所提供的几个扩展可望成为下一版C++标准的一部分。几乎所有目前仍在维护的C++编译器皆已支持TR1。

目前最新的C++标准是2014年8月18日发布的ISO/IEC 14882:2014[1],又称C++14或C++1y。

虽然C++免专利,但标准文件本身并不是免费的,尽管标准文档不是免费的,但是很容易从网络中取得,最简单的就是C++标准文档之前的最后一次草稿版本,它与标准的差别几乎只在于排版上。

C++名字的由来

C++这个名字是Rick Mascitti于1983年中所建议的,并于1983年12月首次使用。更早以前,尚在研究阶段的发展中语言曾被称为“new C”,之后是“C with Classes”。在计算机科学中,C++仍被称为C语言的上层结构。它最后得名于C语言中的“++”操作符(其对变量的值进行递增)。而且在共同的命名约定中,使用“+”以表示增强的程序。Stroustrup说:“这个名字象征著源自于C语言变化的自然演进”。C+是一个和C/C++无关的早期编程语言。

Rick Mascitti在1992年被非正式地问起名字的由来,他表示这是在半开玩笑中说出的。他从没想过C++会成为这门语言的正式名字。

有一个关于C++名字的笑话是,当你使用后缀++时,附加只发生在运算之后(因此,它应该是++C,而不是C++,这个笑话是说时下某些程序员还在以使用C的方式使用C++,这通常被一些权威著作认为是不正确的)。

 

设计原则

在《C++语言的设计和演化》(1994)中,Bjarne Stroustrup描述了他在设计C++时,所使用的一些原则。知道这些原则有助于理解C++为何会是现在这个样子。以下总结了一些原则,详尽的内容可参阅《C++语言的设计和演化》:

C++设计成直接的和广泛的支持多种程序设计风格(过程化程序设计、数据抽象化、面向对象程序设计、泛型程序设计)。
C++设计成给程序设计者更多的选择,即使可能导致程序设计者选择错误。
C++设计成尽可能与C兼容,借此提供一个从C到C++的平滑过渡。
C++避免平台限定或没有普遍用途的特性。
C++不使用会带来额外开销的特性。
C++设计成无需复杂的程序设计环境。

C++中的特色

和C语言相比,C++引入了更多的特性,包括:陈述性声明,类似函数的强制转型,new/delete操作符,布林类型,参考类型,默认参数,函数重载,命名空间,类(包括所有和类相关的特性,如继承、成员函数、虚函数、抽象类和构造函数),操作符重载,模板,::操作符,异常处理和运行时期识别。

和普遍认为的相反,C++不是第一个正式引入const关键字的语言。80年代早期,Bjarne Stroustrup和Dennis Retchie讨论之后提供了在C语言中readonly/writeonly的实现机制,并在带类的C中取得了一定经验。关键字const正式引入C语言是在ANSI C89。这早于第一个C++国际标准近十年,但此时const已被C++实现普遍采用。

C++在某些案例中(见下“与C不兼容之处”),进行比C还要多的类型检查。

以“//”起始作为注解起源自C的前身BCPL,而后被重新引入到C++。

C++的一些特性,C不久之后也采用了,包括在for循环的括号中声明,C++风格的注解(使用//符号,和inline,虽然C99定义的inline关键字与C++的定义不兼容。不过,C99也引入了不存在于C++的特性,如:可变参数宏,和以数组作为参数的较佳处理;某些C++编译器可能实作若干特性,以作为扩展,但其余部分并不符合现存的C++特性)

一个常见的混淆其实只是一个微妙的术语问题:由于它的演化来自C,在C++中的术语对象和C语言一样是意味着存储器区域,而不是类的实例,在其它绝大多数的面向对象语言也是如此。举例来说,在C和C++中,语句int i;定义一个int类型的对象,这就是变量的值i将在赋值时,所存入的存储器区域。

C++的Hello World程序

下面这个程序显示“Hello, world!”然后结束运行:

# include <iostream>

int main()
{
std::cout << "Hello, world!" << std::endl;

return 0;
}
这里也可以使用using指令减少重复的std:::

# include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
cout << "Hello, world!" << endl;

return 0;
}
你可以用“\n”代替以上代码里的“endl”,不过必须用在句子的后端。请不要把斜线(/)和反斜线(\)混淆。

std::cout << "Hello, world!\n";
根据ISO C++的规定,全局main函数必须返回int。 以下的形式是必须被实现支持的:

int main()
{
// ...
}
以及

int main(int argc, char * argv[])
{
// ...
}
尽管如此,但在一些编译器(例如Visual C++)上,

// 永远不要这么写,除非放弃兼容性
void main()
{
// ...
}
也被支持。

 

参考资料: http://zh.wikipedia.org/wiki/C%2B%2B ^ ISO/IEC 14882:2011. ISO. [3 September 2014]. ^ ISO/IEC 14882:2011. ^ ISO/IEC 14882:2011. ^ ISO/IEC TR 19768:2007. ^ ISO/IEC TR 18015:2006.
扩展阅读: 《C++编程语言》(The C++ Programming Language) 比较Java和C++ C++托管扩展 C++/CLI Boost C++ Libraries
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创建者: 陈泓伊

最近更新:2014/10/14 13:32:05

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