C和C++的区别和联系

小蓝 • 2024-12-12 11:58 • 编程

一、语言起源

C语言是由贝尔实验室的Dennis Ritchie于1972年所发明，用于研究与UNIX操作系统的应用程序设计，是一种面向过程式的计算机编程语言。

C++语言是在C语言的基础上，由贝尔实验室的Bjarne Stroustrup于1983年所发明，是一种基于对象的计算机编程语言，它的目标是提供一种具有高效性、灵活性和可扩展性的编程语言。

二、编程范式

C语言主要是面向过程型的编程，把程序当成对一系列步骤的描述，注重程序的执行过程，而不关心数据结构对于程序的影响。C语言中缺少对于数据的抽象描述，数据和操作数据的函数是分离的。

C++语言则是一种面向对象编程（OOP）语言。它具有三个重要特性：封装、继承和多态。封装是指数据和操作数据的函数是封装在一起的，继承可以扩展已存在的类，而多态允许一个方法与多个实现相对应。

三、类和结构体

C语言中是没有类这一概念的，然而C语言提供了结构体。结构体是由不同数据类型的成员组成的组合类型，可以实现类似于类的封装效果，但是C语言的结构体没有封装、继承和多态的特性。

C++语言中包括类和结构体两个类型，类实现了面向对象的编程范式，而结构体和C语言的结构体一样，只是多了一些类的特性。在C++中，可以通过继承和多态的方式与类间进行联系。

四、引入命名空间

C语言中没有命名空间的概念，因此在过程函数式编程中，如果两个程序库使用了同一函数名称，就会发生函数冲突的问题。

C++引入了命名空间（namespace）的概念，可以避免函数冲突的情况。命名空间可以理解为一个域界限，在其中的名称都是独立存在的，避免了同名函数冲突的问题。

五、编译方式

C语言中的编译方式是单一的，适合小型程序或单一功能程序。编写C程序，只需写好源代码，再使用编译器（如gcc）编译链接，最终生成可执行文件。

C++则简单的多，它采用预编译和类库技术，拥有更高的开发效率和更高的程序运行效率。

//C++的预编译方式:
#include
using namespace std;
int main(){
cout<<"Hello World!"<<endl;
return 0;
}

//C的编译方式:
#include
int main(){
printf("Hello World!\n");
return 0;
}

六、内存管理

C语言中需要通过手动分配和释放内存空间来处理内存，而C++中有new()和delete()函数帮助分配和释放内存空间， C++还提供了一些STL容器，包括vector、deque、list等，通过动态的内存管理，避免了因频繁申请和释放内存而导致的碎片问题。

//C中手动分配内存: 
#include
#include
int main(){
int *p = malloc(sizeof(int));
*p = 10;
printf("%d\n",*p);
free(p);
return 0;
}

//C++中使用new和delete:
#include
using namespace std;
int main(){
int *p = new int;
*p = 10;
cout<<*p<<endl;
delete p;
return 0;
}

七、STL库

C语言本身不支持STL（标准模板库），需要自己定义基本数据结构，这样绝大部分C语言程序繁琐且人为。而C++是支持STL的，通过标准模板库，不仅提供了基本数据结构，同时还有一系列算法和函数，可以极大地提高程序员的开发效率。

//C++中的STL:
#include
#include
#include
using namespace std;
int main(){
vector vec;
for(int i = 0;i<10;i++){
vec.push_back(i);
}
for(int i = 0;i<vec.size();i++){
cout<<vec[i]<<" ";
}
cout<<endl;
random_shuffle(vec.begin(),vec.end());//随机排序
for(int i = 0;i<vec.size();i++){
cout<<vec[i]<<" ";
}
return 0;
}

八、总结

C语言是一门面向过程的语言，C++则拥有封装、继承、多态的面向对象特性。C语言更加适用于底层程序开发，而C++则更加适合应用程序开发。C语言中缺乏数据抽象和命名空间，容易出现函数冲突、代码冗长等问题。C++则通过STL库、类库和预编译等方式促进了快速开发和更加高效的内存管理和动态调用。在实际开发中，开发者可以根据项目的需要选择使用C语言或C++，以达到最好的开发效果。

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