C和C++的区别和联系（扩展知识）

2017/3/17 复习整理：C/C++区别与联系；

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关于C和C++的区别是面试中经常会被问到的问题，本着即将面试的心态，进行知识整理，并对小知识点进行扩展；

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C/C++的联系：

• C++是C的超集，兼容大部分C的语法的结构；
  联系嘛我只能想到这个，毕竟cplusplus嘛！

C/C++区别：

• 第一点就应该想到C是面向过程的语言，而C++是面向对象的语言，一般简历上第一条都是熟悉C/C++基本语法，了解C++面向对象思想，那么，请问什么是面向对象？

• C和C++动态管理内存的方法不一样，C是使用malloc/free函数，而C++除此之外还有new/delete关键字；（关于malooc/free与new/delete的不同又可以说一大堆，最后的扩展_1部分列出十大区别）；

• 接下来就不得不谈到C中的struct和C++的类，C++的类是C所没有的，但是C中的struct是可以在C++中正常使用的，并且C++对struct进行了进一步的扩展，使struct在C++中可以和class一样当做类使用，而唯一和class不同的地方在于struct的成员默认访问修饰符是public,而class默认的是private;

• C++支持函数重载，而C不支持函数重载，而C++支持重载的依仗就在于C++的名字修饰与C不同，例如在C++中函数int fun(int ,int)经过名字修饰之后变为 _fun_int_int ,而C是
  _fun，一般是这样的，所以C++才会支持不同的参数调用不同的函数；

• C++中有引用，而C没有；这样就不得不提一下引用和指针的区别（文后扩展_2）;

• 当然还有C++全部变量的默认链接属性是外链接，而C是内连接；

• C 中用const修饰的变量不可以用在定义数组时的大小，但是C++用const修饰的变量可以（如果不进行&,解引用的操作的话，是存放在符号表的，不开辟内存）；

• 当然还有局部变量的声明规则不同，多态，C++特有输入输出流之类的，很多，下面就不再列出来了； “`

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小知识点补充扩展

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• 扩展_1: 细数malloc/free和new/delete的十点区别

  1. malloc是从堆上开辟空间，而new是从自由存储区开辟；（自由存储区是
     C++抽象出来的概念，不仅可以是堆，还可以是静态存储区）；

  2. malloc/free是函数，而new/delete是关键字；

  3. malloc对开辟的空间大小需要严格指定，而new只需要对象名；

  4. malloc开辟的空间即可以给单个对象用也可以给数组用，释放的方式都是

free()；而new开辟对象数组用的是new[size] ,释放的的时候是 delete[]

(尽管内置类型可能不会引起问题，但是自定义类型的话，delete[]需要知道有

多少个对象，而这个计数就被放在这块空间的头部);

1. 返回值问题，malloc开辟成功返回void*，需要强转，失败返回NULL，new

成功返回对象指针，失败抛出异常（这就可能会提到C++的new_handler机

制），虽然为了最大程度的兼容C，C++的new也支持失败返回NULL，但是一般不

被使用，大家可以了解一下；

1. 是否调用构造和析构，这点应该放在前面，new和free不但负责开辟空间，

还会调用对象的构造函数和析构函数；最好了解一下new的三种表达形式（new运

算符，operator new(); placement new();）还有定位new表达式的

使用；

1. 是否可以相互调用，new的实现可以用malloc，malloc的实现不可以使用

new；

1. 是否可以被重载，我们可以重载自己的operator new/delete，但是不可

以重载new/delete/malloc/free;

1. malloc开辟 的内存如果太小，想要换一块大一点的，可以调用relloc实

现，但是new没有直观的方法来改变；

1. 第十点其实前面已经提到，当new中的底层实现如果获取不到更多的内存，

会触发new_handler机制，留有一个set_new_handler句柄，看看用户是否设

置了这个句柄，如果设置了就去执行，句柄的目的是看看能不能尝试着从操作系

统释放点内存，找点内存，如果实在不行就抛出bad_alloc异常；而malloc就

没有这种尝试了；——-

• 扩展_2 指针和引用的区别

  1.指针有自己的一块空间，而引用只是一个别名；
  2.使用sizeof看一个指针的大小是4，而引用则是被引用对象的大小；
  3.指针可以被初始化为NULL，而引用必须被初始化且必须是一个已有对象
  的引用；
  4.作为参数传递时，指针需要被解引用才可以对对象进行操作，而直接对引
  用的修改都会改变引用所指向的对象；
  5.可以有const指针，但是没有const引用；
  6.指针在使用中可以指向其它对象，但是引用只能是一个对象的引用，不能
  被改变；
  7.指针可以有多级指针（**p），而引用至于一级；
  8.指针和引用使用++运算符的意义不一样；

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扩展_3 常见关键字的作用

**1.static 关键字：**

    修饰全局变量时，会将变量的链接属性变为内部链接属性，并且变量
    的存储位置变为全局静态区；

    修饰 局部变量，改变局部变量的存储位置为静态存储区，改变局部变
    量的生命周期为整个程序开始到结束；

    修饰类的成员变量和函数：属于类而不属于对象，属于所有实例类；


**2.const关键字**
    修饰全局变量：C/C++略有不同，在上文已经提到，即C++的const修
    饰的全局变量可以作为属组的初始化的大小，而C不可以；同时变量的
    值不能被修改；C++利用const的这一属性，代替C中的define进行
    全局常量的定义；扩展_4会就 define，const，inline进行对比
    和分析；

    修饰局部变量:代表局部变量的值不能被修改；
    修饰指针：这个是经常问道的，我举的例子可能不全面，但是是比较
    常见的例子：

    cons t int *p;  //修饰的是p所指向的内容不能被改变，p可
    以；

    int const *p;  //和上面是一样的；

    int* const p;  //修饰的p指针不能改变；

    修饰类的成员变量：必须在初始化列表初始化，除此之外，必须在初
    始化列表初始化的还有，引用类型的数据成员，没有默认构造函数的
    对象成员，如果存在继承关系，如果父类没有默认的构造函数，则也
    必须在初始化列表中被初始化，初始化列表对数据成员的初始化顺序
    是按照数据成员的声明顺序严格执行的；

    修饰类的成员函数：一般放在成员函数的最后面，修饰的是类的成员
    函数中的隐藏参数this指针，代表不可以通过this指针修改类的数据
    成员，声明形式例如：

    Base::void fun() const;

    关于const还有一个问题就是传参和赋值的问题，一般来说，const
    修饰的变量是安全的，没有const修饰的变量是不安全的，一般在传
    参的时候，非const修饰的的变量可以传给const修饰的，而const
    修饰的不可以传给非const修饰的形参，这就相当于把安全的东西交
    给了不安全的人；而赋值的话更不用说了，const修饰的不可以传给
    没有const修饰的变量；

**3.volatile**
    volatile一般修饰变量，而它存在的原因是因为，我们的程序在进行
    编译的时候，编译器会进行一系列的优化，比如，某个变量被修饰为
    const的，编译器就认为，这个值是只读的，就会在寄存器中保存这
    个变量的值，每次需要的时候从寄存器直接读取，但是有时候，我们
    可能会在不经意间修改了这个变量，比如说我们去了这个变量的地
    址，然后强行改变这个变量在内存中的值，那么编译器并不知道，读
    取还是从寄存器中读取，这就造成了结果的不匹配，而volatile声明
    的变量就会告诉编译器，这个变量随时会改变，需要每次都从内从中
    读取，就是不需要优化，从而避免了这个问题，其实，volatile应用
    更多的场景是多线程对共享资源的访问的时候，避免编译器的优化，
    而造成多线程之间的通信不匹配！；

explicit关键字
首先需要了解什么是隐式转换，即在你没有进行显示的强转的情况
下，赋值运算符左右两个类型不一致的对象进行了类型转换；或者
函数传参的时候进行了类型转换； 而explicit关键字存在的目的就是
禁止类的构造函数进行隐式的类型转换，常见的就是string类的对象
就可以隐式类型转换，比如：

    strig  s = "hello world";

    因为string 有一个单参的char*构造函数，所有可以用hello w
    orld构造一个string对象，然后调用string 类的拷贝构造函数；

    有时候我们并不希望这种不是我们预期的情况发生，所以，我们可以
    在类的构造函数之前+explicit关键字。禁止隐式转换；

    ---希望读者提建议继续补充！（补充文章中讲到的所有内容的不足之处）

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扩展_4 define /const/inline 对比和分析

define作用于程序的预处理阶段，而预处理阶段做的主要工作为下面几个
方面：宏替换，去注释以及条件编译； define起作用的地方就在宏替换阶
段，只是单纯的将宏替换为代码，例如：

#define Add(a+b) a+b

下面这段代码用到了这个宏：

int main()
    {
        int a = 1;   //如果char a = '1';  
        int b = 2;
        cout</*  替换为cout<<1+2;  */
        return 0;
    }

从上面这个例子我们可以看出define的缺点很明显，首先，define只 是单纯的代码替换，不会进行类型的检查，再者，我们上面的宏定义 也很粗糙，严格点应该定义为: #define Add(a,b) (a)+(b) C++中一般建议使用const，枚举定义常量，这样就会有类型检查； 而宏定义也可以定义出和函数一样的功能： #define Swap(type，a,b) {type tmp, tmp = a; a = b; b = tmp;} 其实就算这样写，也还是存在上面提到的问题，并且这样还不能进行调 试，因为宏在预处理阶段就替换了；

于是C++中又提供了一个inline内联关键字 ，可以实现和define相同的
功能，并且支持类型检查和调试，一般声明在函数的定义的前面，不过， inline只是对编译器的一种建议，一般如果代码在3-5行左右，且没有复 杂的逻辑结构，例如循环啊，递归啊，就可以声明为inline，inline也
是在函数调用的地方替换代码块，所以代码太长的话，容易造成程序膨胀，那么inline为什么可以支持调试呢？

其实支持调试也只是在dbug模式下，inline真正起作用是在release模
式，正好和assert相反；

提到inline,就不得不提friend友元；被一个类中声明为友元的非本类函数和类，可以访问本类的私有成员，这个关键字的存在感觉有些破坏类的封
装性，而且，友元属性不能被传递和继承；（但是实际中在有些编译器下友元函数被子类继承了，我也很纳闷，读者可以自己验证一下，留言！）