C语言和C++到底有什么关系？有什么区别？

学习编程的时候有很多人在提到C语言和C++的时候会以为是一种语言，C是多种语言的底层语言，那究竟C语言和C++有什么区别？是什么关系呢？

C和C++

C++是C的超集，也可以说C是C++的子集，因为C先出现。按常理说，C++编译器能够编译任何C程序，但是C和C++还是有一些小差别。

例如C++增加了C不具有的关键字。这些关键字能作为函数和变量的标识符在C程序中使用，尽管C++包含了所有的C，但显然没有任何C++编译器能编译这样的C程序。

C程序员可以省略函数原型，而C++不可以，一个不带参数的C函数原型必须把void写出来。而C++可以使用空参数列表。

C++中new和delete是对内存分配的运算符，取代了C中的malloc和free。

标准C++中的字符串类取代了C标准C函数库头文件中的字符数组处理函数（C中没有字符串类型）。

C++中用来做控制态输入输出的iostream类库替代了标准C中的stdio函数库。

C++中的try/catch/throw异常处理机制取代了标准C中的setjmp()和longjmp()函数。

关键字和变量

C++相对与C增加了一些关键字，如下：

typename bool dynamic_cast mutable namespace
static_cast using catch explicit new
virtual operator false private template
volatile const protected this wchar_t
const_cast public throw friend true
reinterpret_cast try
bitor xor_e and_eq compl or_eq
not_eq bitand

在C++中还增加了bool型变量和wchar_t型变量：

布尔型变量是有两种逻辑状态的变量，它包含两个值：真和假。如果在表达式中使用了布尔型变量，那么将根据变量值的真假而赋予整型值1或0。要把一个整型变量转换成布尔型变量，如果整型值为0，则其布尔型值为假；反之如果整型值为非0，则其布尔型值为真。布儿型变量在运行时通常用做标志，比如进行逻辑测试以改变程序流程。

#include iostream.h
int main(){
bool flag;
flag = true;
if(flag)
cout << true << endl;
return 0;
}

C++中还包括wchar_tt数据类型，wchar_t也是字符类型，但是是那些宽度超过8位的数据类型。许多外文字符集所含的数目超过256个，char字符类型无法完全囊括。wchar_t数据类型一般为16位。

标准C++的iostream类库中包括了可以支持宽字符的类和对象。用wout替代cout即可。

#include iostream.h
int main(){
wchar_t wc;
wc = 'b';
wout << wc;
wc = 'y';
wout << wc;
wc = 'e';
wout << wc << endl;
return 0;
}

说明一下：某些编译器无法编译该程序(不支持该数据类型)。

强制类型转换

有时候，根据表达式的需要，某个数据需要被当成另外的数据类型来处理，这时，就需要强制编译器把变量或常数由声明时的类型转换成需要的类型。为此，就要使用强制类型转换说明，格式如下：

int* iptr=(int*) &table;

表达式的前缀(int*)就是传统C风格的强制类型转换说明(typecast)，又可称为强制转换说明(cast)。强制转换说明告诉编译器把表达式转换成指定的类型。有些情况下强制转换是禁用的，例如不能把一个结构类型转换成其他任何类型。数字类型和数字类型、指针和指针之间可以相互转换。当然，数字类型和指针类型也可以相互转换，但通常认为这样做是不安全而且也是没必要的。强制类型转换可以避免编译器的警告。

long int el = 123;
short i = (int) el;
float m = 34.56;
int i = (int) m;

上面两个都是C风格的强制类型转换，C++还增加了一种转换方式，比较一下上面和下面这个书写方式的不同：

long int el = 123;
short i = int (el);
float m = 34.56;
int i = int (m);

使用强制类型转换的最大好处就是：禁止编译器对你故意去做的事发出警告。但是，利用强制类型转换说明使得编译器的类型检查机制失效，这不是明智的选择。通常，是不提倡进行强制类型转换的。除非不可避免，如要调用malloc()函数时要用的void型指针转换成指定类型指针。

标准输入输出流

在C语言中，输入输出是使用语句scanf()和printf()来实现的，而C++中是使用类来实现的。

#include iostream.h
main() //C++中main()函数默认为int型，而C语言中默认为void型。
{
int a;
cout << input a number: ;
cin >> a; /*输入一个数值*/
cout << a << endl; //输出并回车换行
return 0;
}

cin,cout,endl对象，他们本身并不是C++语言的组成部分。虽然他们已经是ANSI标准C++中被定义，但是他们不是语言的内在组成部分。在C++中不提供内在的输入输出运算符，这与其他语言是不同的。输入和输出是通过C++类来实现的，cin和cout是这些类的实例，他们是在C++语言的外部实现。

在C++语言中，有了一种新的注释方法，就是‘//’，在该行//后的所有说明都被编译器认为是注释，这种注释不能换行。C++中仍然保留了传统C语言的注释风格/*……*/。

C++也可采用格式化输出的方法：

#include iostream.h
int main(){
int a;
cout << input a number: ;
cin >> a;
cout << dec << a << ' ' //输出十进制数
<< oct << a << ' ' //输出八进制数
<< hex << a << endl; //输出十六进制数
return 0;
}

从上面也可以看出，dec,oct,hex也不可作为变量的标识符在程序中出现。

函数参数问题

1、无名的函数形参

声明函数时可以包含一个或多个用不到的形式参数。这种情况多出现在用一个通用的函数指针调用多个函数的场合，其中有些函数不需要函数指针声明中的所有参数。看下面的例子：

int fun(int x,int y){
return x*2;
}

尽管这样的用法是正确的，但大多数C和C++的编译器都会给出一个警告，说参数y在程序中没有被用到。为了避免这样的警告，C++允许声明一个无名形参，以告诉编译器存在该参数，且调用者需要为其传递一个实际参数，但是函数不会用到这个参数。下面给出使用了无名参数的C++函数代码：

int fun(int x,int) //注意不同点
{
return x*2;
}

2、函数的默认参数

C++函数的原型中可以声明一个或多个带有默认值的参数。如果调用函数时，省略了相应的实际参数，那么编译器就会把默认值作为实际参数。可以这样来声明具有默认参数的C++函数原型：

#include iostream.h
void show(int = 1,float = 2.3,long = 6);
int main(){
show();
show(2);
show(4,5.6);
show(8,12.34,50L);
return 0;
}
void show(int first,float second,long third){
cout << first =<< first
<< second =<< second
<< third =<< third << endl;
}

上面例子中，第一次调用show()函数时，让编译器自动提供函数原型中指定的所有默认参数，第二次调用提供了第一个参数，而让编译器提供剩下的两个，第三次调用则提供了前面两个参数，编译器只需提供最后一个，最后一个调用则给出了所有三个参数，没有用到默认参数。

函数重载

在C++中，允许有相同的函数名，不过它们的参数类型不能完全相同，这样这些函数就可以相互区别开来。而这在C语言中是不允许的。

1、参数个数不同

#include iostream.h
void a(int,int);
void a(int);
int main(){
a(5);
a(6,7);
return 0;
}
void a(int i){
cout << i << endl; //输出5
}
void a(int i,int j){
cout << i << j << endl; //输出67
}

2.参数格式不同

#include iostream.h
void a(int,int);
void a(int,float);
int main(){
a(5,6);
a(6,7.0);
return 0;
}
void a(int i,int j){
cout << i << j <<endl; //输出56
}
void a(int i,float j){
cout << i << j << endl; //输出67.0
}

变量作用域

C++语言中，允许变量定义语句在程序中的任何地方，只要在是使用它之前就可以；而C语言中，必须要在函数开头部分。而且C++允许重复定义变量，C语言也是做不到这一点的。看下面的程序：

#include iostream.h
int a;
int main(){
cin >> a;
for(int i = 1;i <= 10; i++) //C语言中，不允许在这里定义变量
{
static int a = 0; //C语言中，同一函数块，不允许有同名变量
a += i;
cout<<::a<< <<a<<endl;
}
return 0;
}

new和delete运算符

在C++语言中，仍然支持malloc()和free()来分配和释放内存，同时增加了new和delete来管理内存。

1.为固定大小的数组分配内存

#include iostream.h
int main(){
int *birthday = new int[3];
birthday[0] = 6;
birthday[1] = 24;
birthday[2] = 1940;
cout << I was born on
<< birthday[0] << '/' << birthday[1] << '/' << birthday[2] << endl;
delete [] birthday; //注意这儿
return 0;
}

在删除数组时，delete运算符后要有一对方括号。

2.为动态数组分配内存

#include iostream.h
#include stdlib.h
int main(){
int size;
cin >> size;
int *array = new int[size];
for(int i = 0;i < size;i++)
array = rand();
for(i = 0;i < size;i++)
cout << 'n' << array;
delete [] array;
return 0;
}

引用型变量

在C++中，引用是一个经常使用的概念。引用型变量是其他变量的一个别名，我们可以认为他们只是名字不相同，其他都是相同的。

1.引用是一个别名

C++中的引用是其他变量的别名。声明一个引用型变量，需要给他一个初始化值，在变量的生存周期内，该值不会改变。& 运算符定义了一个引用型变量：

int a;
int& b=a;

先声明一个名为a的变量，它还有一个别名b。我们可以认为是一个人，有一个真名，一个外号，以后不管是喊他a还是b，都是叫他这个人。同样，作为变量，以后对这两个标识符操作都会产生相同的效果。

#include iostream.h
int main(){
int a = 123;
int& b = a;
cout << a << ','<< b << endl; //输出123,123
a++;
cout << a << ','<< b << endl; //输出124,124
b++;
cout << a<< ',' << b << endl; //输出125,125
return 0;
}

2.引用的初始化

和指针不同，引用变量的值不可改变。引用作为真实对象的别名，必须进行初始化，除非满足下列条件之一：

(1) 引用变量被声明为外部的，它可以在任何地方初始化

(2) 引用变量作为类的成员，在构造函数里对它进行初始化

(3) 引用变量作为函数声明的形参，在函数调用时，用调用者的实参来进行初始化

3.作为函数形参的引用

引用常常被用作函数的形参。以引用代替拷贝作为形参的优点：

引用避免了传递大型数据结构带来的额外开销

引用无须象指针那样需要使用*和->等运算符

#include iostream.h
void func1(s p);
void func2(s& p);
struct s{
int n;
char text[10];
};
int main(){
static s str = {123,China};
func1(str);
func2(str);
return 0;
}
void func1(s p){
cout << p.n << endl;
cout << p.text << endl;
}
void func2(s& p){
cout << p.n << endl;
cout << p.text << endl;
}

从表面上看，这两个函数没有明显区别，不过他们所花的时间却有很大差异，func2()函数所用的时间开销会比func2()函数少很多。它们还有一个差别，如果程序递归func1()，随着递归的深入，会因为栈的耗尽而崩溃，但func2()没有这样的担忧。

4.以引用方式调用

当函数把引用作为参数传递给另一个函数时，被调用函数将直接对参数在调用者中的拷贝进行操作，而不是产生一个局部的拷贝(传递变量本身是这样的)。这就称为以引用方式调用。把参数的值传递到被调用函数内部的拷贝中则称为以传值方式调用。

#include iostream.h
void display(const Date&,const char*);
void swapper(Date&,Date&);
struct Date{
int month,day,year;
};
int main(){
static Date now={2,23,90};
static Date then={9,10,60};
display(now,Now: );
display(then,Then: );
swapper(now,then);
display(now,Now: );
display(then,Then: );
return 0;
}
void swapper(Date& dt1,Date& dt2){
Date save;
save=dt1;
dt1=dt2;
dt2=save;
}
void display(const Date& dt,const char *s){
cout << s;
cout << dt.month << '/' << dt.day << '/'<< dt.year << endl;
}

5.以引用作为返回值

#include iostream.h
struct Date{
int month,day,year;
};
Date birthdays[]={
{12,12,60};
{10,25,85};
{5,20,73};
};
const Date& getdate(int n){
return birthdays[n-1];
}
int main(){
int dt=1;
while(dt!=0){
cout<<Enter date # (1-3,0 to quit)<<endl;
cin>>dt;
if(dt>0 && dt<4){
const Date& bd = getdate(dt);
cout << bd.month << '/' << bd.day << '/'<< bd.year << endl;
}
}
return 0;
}