C++

本页使用了标题或全文手工转换
维基百科，自由的百科全书
  “C++程序设计语言”重定向至此。关于相关译名书籍，请见“C++编程语言 (书)”。
C++
编程范型多范型：面向对象编程，过程化编程，泛型编程
设计者比雅尼·斯特劳斯特鲁普
发行时间1983年，​41年前​（1983）
当前版本
  • C++20 (2020年12月；稳定版本)[1]
编辑维基数据链接
类型系统静态类型，强类型，不安全
实现语言C++、C 等
文件扩展名.c .cc .cpp .cxx .c++（源文件）
.h .hh .hpp .hxx .h++（头文件）
网站isocpp.org
主要实现产品
Embarcadero C++Builder, GCC, Intel C++ Compiler, Microsoft Visual C++, LLVM Clang
派生副语言
ISO/IEC 14882:1998, ISO/IEC 14882:2003, ISO/IEC 14882:2011, ISO/IEC 14882:2014, ISO/IEC 14882:2017
启发语言
Ada 83, ALGOL 68, C, CLU, ML, Simula
影响语言
Ada 95, Aikido, C99, C#, Clojure, D, Dao, Falcon, Java, Lua, Perl, PHP

C++是一种被广泛使用的计算机程序设计语言。它是一种通用程序设计语言，支持多重编程范式，例如过程化程序设计、面向对象程序设计、泛型程序设计和函数式程序设计等。

比雅尼·斯特劳斯特鲁普博士在贝尔实验室工作期间在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、运算符重载、多继承、标准模板库、异常处理、运行时类型信息、命名空间等概念逐渐纳入标准草案。1998年，国际标准组织颁布了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 14882:2020。ISO/IEC 14882通称ISO C++。ISO C++包含了主要包含了核心语言和标准库的规则。尽管从核心语言到标准库都有显著不同，ISO C++直接正式（normative）引用了ISO/IEC 9899（通称ISO C），且ISO C++标准库的一部分和ISO C的标准库的API完全相同，另有很小一部分和C标准库略有差异（例如，strcat等函数提供对const类型的重载）。这使得C和C++的标准库实现常常被一并提供，在核心语言规则很大一部分兼容的情况下，进一步确保用户通常较容易把符合ISO C的源程序不经修改或经极少修改直接作为C++源程序使用，也是C++语言继C语言之后流行的一个重要原因。

作为广泛被使用的工业语言，C++存在多个流行的成熟实现：GCC、基于LLVM的Clang以及Visual C++等。这些实现同时也是成熟的C语言实现，但对C语言的支持程度不一（例如，VC++对ANSI C89之后的标准支持较不完善）。大多数流行的实现包含了编译器和C++部分标准库的实现。编译器直接提供核心语言规则的实现，而库提供ISO C++标准库的实现。这些实现中，库可能同时包含和ISO C标准库的共享实现（如VC++的msvcrt）；而另一些实现的ISO C标准库则是单独于编译器项目之外提供的，如glibc和musl。C++标准库的实现也可能支持多种编译器，如GCC的libstdc++库支持GCC的g++和LLVM Clang的clang++。这些不同的丰富组合使市面上的C++环境具有许多细节上的实现差异，因而遵循ISO C++这样的权威标准对维持可移植性显得更加重要。现今讨论的C++语言，除非另行指明，通常均指ISO C++规则定义的C++语言（虽然因为实现的差异，可能不一定是最新的正式版本）。

值得注意，和流行的误解不同，ISO C和ISO C++都从未明确要求源程序被编译（compile），而仅要求翻译（translate），因此C和C++并不是所谓的编译型语言。技术上，实现C和C++程序的单位是翻译单元（translation unit）。作为对比，Java语言规范中就明确要求Java程序被编译实现，明确存在编译单元（compilation unit）。实际上C和C++也存在REPL形式的解释器实现，如CINT和Cling。但因为传统上C和C++多以编译器实现，习惯上仍有一些混用，甚至至今仍出现在ISO C++某节标准库条款的标题 （页面存档备份，存于互联网档案馆）上。

传统上，C++语言被视为和C语言实现性能相近的语言，强调运行时的高效。根据《C++编程思想》（Thinking in C++）一书，C++与C的代码执行效率往往相差在±5%之间[2]。

发展历史[编辑]

比雅尼·斯特劳斯特鲁普，C++之父

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。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(Boost)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·斯特劳斯特鲁普工作起于1979年的C with Classes。这个构思起源于斯特劳斯特鲁普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的执行速度太慢，无法对现实需求发挥功效；BCPL虽快得多，但它过于低端的特性，使其不适于大型软件的开发。当斯特劳斯特鲁普开始在贝尔实验室工作时，他有分析UNIX核心关于分布式计算的问题。回想起他的博士论文经验，斯特劳斯特鲁普开始为C语言增强一些类似Simula的特点[3]。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语言和Simula之外，同时也从其它语言中获取灵感，如ALGOL 68、Ada、CLU以及ML。

刚开始时，类别、派生类、存储类型检查、内联和缺省参数特性，都是透过Cfront引入C语言之中[4]。

1983年，C with Classes改命名为C++（++是C语言中的增值操作符）。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、常量、用户可控制的自由空间存储区控制、改良的类型检查，并恢复了BCPL风格的双斜线（//）单行注释（之后C99也支持了这种注释）。

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[5]。1985年10月出现了第一个商业化发布。

1989年，发布了Release 2.0。引入了多重继承、抽象类别、静态成员函数、常量成员函数，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++标准函式库的是流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2020年12月发布的ISO/IEC 14882:2020[6]，又称C++20。

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获取，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[编辑]

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“++”运算符（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。斯特劳斯特鲁普说：“这个名字象征着源自于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）。

C++标准[编辑]

由ISO/IEC JTC1/SC22/WG21进行。已经出版的标准文档如下：

发布时间 文档 通称 备注
待发布 N4950（草稿，发布于2023-05-10）[7] C++23
2020 ISO/IEC 14882:2020[6] C++20
2018 ISO/IEC TS 21544:2018[8] modules TS 模块
2018 ISO/IEC TS 19570:2018[9] parallelism TS 并行扩展
2018 ISO/IEC TS 19216:2018[10] networking TS 网络库
2017 ISO/IEC 14882:2017[11] C++17 第五个C++标准
2017 ISO/IEC TS 22277:2017[12] coroutines TS 协程库扩展
2017 ISO/IEC TS 21425:2017[13] ranges TS 提供范围机制
2017 ISO/IEC TS 19568:2017[14] library fundamentals TS 标准库扩展
2016 ISO/IEC TS 19571:2016[15] concurrency TS 用于并发计算的扩展
2015 ISO/IEC TS 19217:2015[16] concepts TS 概念库，用于优化编译期信息
2015 ISO/IEC TS 19841:2015[17] TM TS 事务性内存操作
2015 ISO/IEC TS 19570:2015[18] parallelism TS 用于并行计算的扩展
2015 ISO/IEC TS 18822:2015[19] filesystem TS 文件系统
2014 ISO/IEC 14882:2014[20] C++14 第四个C++标准
2011 ISO/IEC TR 24733:2011[21] - 十进制浮点数扩展
2011 ISO/IEC 14882:2011[22] C++11 第三个C++标准
2010 ISO/IEC TR 29124:2010[23] - 数学函数扩展
2007 ISO/IEC TR 19768:2007[24] C++TR1 C++技术报告：库扩展
2006 ISO/IEC TR 18015:2006[25] - C++性能技术报告
2003 ISO/IEC 14882:2003[26] C++03 第二个C++标准
1998 ISO/IEC 14882:1998[27] C++98 第一个C++标准

设计原则[编辑]

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、面向对象编程、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。

标准程序库[编辑]

1998的C++标准分为两个部分：核心语言和C++标准程序库；后者包含了大部分标准模板库和C标准程序库的稍加修改版本。存在许多不属于标准部分的C++程序库，且使用外部链接，程序库甚至可以用C撰写。

C++标准程序库充分吸收了C标准程序库，并佐以少许的修改，使其与C++良好的运作。另一个大型的程序库部分，是以标准模板库（STL）为基础，STL于1994年2月正式成为ANSI/ISO C++。它提供了实用的工具，如容器类（如：Array和Vector），迭代器（广义指针）提供容器以类似数组的访问方式，以及泛型算法进行搜索和排序的运算。此外还提供了(multi)map和(multi)set，它们都共享相似的成员函数。因此，以下成为可能，使用模板撰写泛型算法，它可以和任何容器或在任何以迭代器定义的序列上运作。如同C，使用#include指令包含标准表头，即可访问程序库里的功能。C++提供69个标准表头，其中19个不再赞成使用。

使用标准模板库（例如：使用std::vector或std::string来取代C风格的数组或字符数组）有助于开发更安全和更灵活的软件。

在STL在纳入C++标准以前，是来自HP和后来的SGI的第三方程式库，标准中并未称之为“STL”，它只是标准库中的一部分，但仍有许多人使用这个名称，以别于其它的标准库（输入／输出流、国际化、诊断、C程序库子集，等等）。 另外，如std::basic_string此类标准委员会添加的接口，有时也被误认为STL；实际上它们并不存在于原始的SGI STL中，在标准化后SGI STL才从标准库吸收加入其中。

C++中的特色[编辑]

和C语言相比，C++引入了更多的特性，包括：复合类型（引用类型等）、const限定符和constexpr常量表达式、类型处理运算符（类型别名及auto和decltype等多种类型指示符）、C++标准库（IO库与多种容器类）与迭代器、动态内存与智能指针、函数重载、面向对象程序设计（如数据抽象、成员函数、类作用域、构造函数与析构函数、静态成员、访问控制与继承、虚函数、抽象类与接口等）、拷贝控制、运算符重载、造型与函数风格的强制类型转换、模板与泛型编程，以及异常处理、命名空间、多继承与虚继承、运行时类型识别及嵌套类等。

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++编译器可能实现若干特性，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，而不是类的实体，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将在指派时，所存入的存储器区域。

C++语言中的const关键字[编辑]

const是一个C和C++语言的关键字，意思是声明一个不能改变值的变量，即只读。使用const在一定程度上可以提高程序的安全性和可靠性，也便于实现对此进行优化（如把只读对象放入ROM中）。const作为类型限定符，是类型的一部分。

C++不是第一个正式引入const类型的语言。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中获取了一定经验。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。

以下是和C语言兼容的用法： 

int m = 1, n = 2; // int 类型的对象
const int a = 3; // const int 类型的对象
int const b = 4; //同上
const int *p //指向 const int 类型对象的指针
int const *q; //同上
int *const x; //指向 int 类型对象的 const 指针；注意 const 的位置
const int *const r; //指向 const int 类型对象的 const 指针
int const *const t; //同上

但是，const在C++中有更强大的特性。它允许在编译时确定作为真正的常量表达式。例如， 

const int max_len = 42;
int a[max_len];

此前C语言并不支持这样的用法，直到C99允许用变量作为数组长度（需要注意的是C99中的VLA支持运行期确定数组长度，但C++从未支持）。此外，C++中，命名空间作用域的const对象的名称隐含内部链接。这意味着直接在头文件里定义const对象被多个源文件包含时，也不会重定义。

在C++11及之后的C++标准中，推荐使用拥有更严格语义的constexpr限定符来表示一个可以出现在常量表达式中的变量。const可区分为顶层const(top-level const)和底层const(low-level const)。

实际上，在语义表达方面，const更多表示为“只读”，constexpr才表示一定能在翻译时确定的常量，但实际求值仍可能在运行时进行（只有像作为声明数组大小这样确定要求常量表达式的上下文中，才会因为需要确保翻译时必须确定所需的值而进行翻译时求值）。C++20引入了更严格的consteval和constinit的语法，直接限定特定的求值必须在翻译时完成。不过，和const不同，后三者修饰声明但不是类型限定符，不参与类型声明构成复合类型，不通过类型检查实现所谓的const正确性（const correctness），也不影响利用这些特性的相关API的类型签名。

一些参照C和C++设计的语言中，也存在类似的差异。例如，C#同时具有readonly和const关键字，前者接近原始的“只读”（即最先被讨论的readonly机制和C语言中的const），而后者更接近C++的const。

与C不兼容之处[编辑]

C++有时被认为是C的超集（superset），但这并不严谨。

各个版本的ISO/IEC 14882的附录C中都指出了C++和ISO C的一些不兼容之处。

大部分的C代码可以很轻易的在C++中正确编译，但仍有少数差异，导致某些有效的C代码在C++中失效，或者在C++中有不同的行为。

最常见的差异之一是，C允许从void*隐式转换到其它的指标类型，但C++不允许。下列是有效的C代码： 

// 从void *隐式转换为int *
int *i = malloc(sizeof(int) * 5);

但要使其在C和C++两者皆能运作，就需要使用显式转换： 

int *i = (int *)malloc(sizeof(int) * 5);

另一个常见的可移植问题是，C++定义了很多的新关键字，如new和class，它们在C程序中，是可以作为识别字（例：变量名）的。

C99去除了一些不兼容之处，也新增了一些C++的特性，如//注释，以及在代码中混合使用。不过C99也纳入几个和C++冲突的新特性（如：可变长数组、原生复数类型和复合逐字常数），而C++11已经加入了兼容C99预处理器的特性。

由于C++函数和C函数通常具有不同的名字修饰和调用约定，所有在C++中调用的C函数，须放在extern "C" { /* C函数声明 */ }之内。

C++的Hello World程序[编辑]

下面这个程序显示“Hello, world!”然后结束运行： 

#include <iostream>
// import <iostream>; // C++20 起
// import std;        // C++23 起

int main() {
    std::cout << "Hello, world!" << std::endl;
    // std::println("Hello, world!"); // C++23 起
    return 0;
}

这里也可以使用using指令以避免多次声明std::—— 

#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
    cout << "Hello, world!" << endl;
    return 0;
}

如果使用“\n”代替以上代码里的“endl”，输出结果相等。 

std::cout << "Hello, world!\n";

std::endl 不仅仅会在某个输出流中插入换行字符，还将执行输出流的 flush() 函数（即刷新缓冲区），而'\n'则不会。


根据ISO C++的规定，全局main函数必须返回int。 以下两种形式是合法的： 

int main() {
    // ...
}

int main(int argc, char *argv[]) {
    // ...
}

不过，在一些编译器（例如Visual C++）上， 

void main() {
    // ...
}

也是合法的。但是这样的写法兼容性较差。

语言特性[编辑]

运算符[编辑]

主条目：C和C++运算符

分为

优先权 运算符 说明 结合性
1 () 括号 由左至右
2 !、-、++、-- 逻辑运算符NOT、算术运算符负号、递增、递减 由右至左
3 *、/、% 算术运算符的乘法、除法、余数 由左至右
4 +、- 算术运算符加法、减法 由左至右
5 <<、>>、>>> 位操作子左移、右移、无符号右移 由左至右
6 >、>=、<、<= 关系运算符大于、大于等于、小于、小于等于 由左至右
7 ==、!= 关系运算符等于、不等于 由左至右
8 & 位操作子AND 由左至右
9 ^ 位操作子XOR 由左至右
10 | 位操作子OR 由左至右
11 && 逻辑运算符AND 由左至右
12 || 逻辑运算符OR 由左至右
13 ?: 条件控制运算符 由右至左
14 =、op= 指定运算符 由右至左

预处理器[编辑]

C++主要有三个编译阶段：预处理、转译成目标代码和链接（最后的两个阶段一般才视为真正的“编译”）。在第一阶段，预处理，会将预处理器指令替换成源代码，然后送到下一个编译阶段。

预处理器指令和宏[编辑]

预处理指令的运作方式是根据用户定义的规则，简单的把记号字符序列置换成其它的记号字符序列。它们进行宏置换、含入其它的文件（由底层至高阶的特性，例如包含模块／包／单元／组件）、条件式编译和条件式含入。例如： 

#define PI 3.1415926535897932384626433832795028841971693993751

原始代码中出现的PI，都将会替换为3.1415926535897932384626433832795028841971693993751。另一个普遍的例子是 

#include <iostream>

它将使用标准库头文件iostream中的所有内容来替换本条预处理指令。除了以上提到的常用指令以外，还有几个额外的预处理器指令，可以用来控制编译流程、条件式含入或排除代码区块等等。

参阅预处理器和C预处理器

模板[编辑]

主条目：模板 (C++)

模板（Template）指C++编程语言中的函数模板（function template）与类模板（class template），这种观念是取材自Simula的泛型程序设计。它采用typename和class两个关键字，来标识模板类别的类型参数。C++11和C++14分别引入了类型别名模板和变量模板。

类别与对象[编辑]

主条目：类别 (C++)

在面向对象对象程序设计术语中，对象（object）是资料（data）和处理资料的指令（instructions）的联合（association）。模拟（simulate）实际世界（real-world），对象有三种特质（characteristics）：状态（State）、行为（Behavior）、同一性身份（英语：Identity (object-oriented programming)），并且使用消息（message）来引发彼此的交互。类别（class）为对象的蓝图或工厂，定义了对象的抽象特质，包括对象的属性特质和对象的行为特质，属性的值即是对象的状态，行为即是对象能够做的事。

C++为类别构成式面向对象编程语言（class-based object-oriented programming language），类别概念具现化（reification）地作为二等公民（second-class citizen）出现在C++语言当中，在语法中明确地使用类别来做到数据抽象、封装、模块化、继承、子类型多态、对象状态的自动初始化。C++中，一个类别即为一个类型，加上封装，一个类别即为一个抽象资料类型（Abstract Data Type，ADT），继承、多态、模板都加强了类别的可抽象性。在C++可以使用class或struct这两个关键字宣告类别（class），而使用new运算符实体化类别产生的实体（instance）即为对象，是一等公民。C/C++以资料成员（data member）表达属性，以成员函数（member function）表达行为。

声明一个Car class： 

class Car {
private:
    int isRunning;
public:
    Run();
};

但是仍然需要注意，严格来说，C++中对象的概念和C的对应概念接近，表示的是具有特定类型的存储，而非面向对象意义上的“对象”：一个对象不一定是类类型的。此外，C++意义上的“实例”仅指模板实例化的结果，而并不指对象。作为对比，Java的“对象”和“实例”的概念和这里的使用一致。

封装[编辑]

封装（Encapsulation）是将资料和处理资料的程序（procedure）组合起来，仅对外公开接口（interface），达到信息隐藏（information hiding）的功能。封装的优点是能减少耦合（Coupling）。C++、Java、C# 等语言定义对象都是在语法中明确地使用类别（Class）来做到封装。

C++的类对其成员（包括数据成员、函数成员）分为三种封装状态：

  • 公有（public）：类别的用户可以访问、使用该类别的此种成员。
  • 保护（protected）：该类别的派生类可以访问、使用该类别的此成员。外部程序代码不可以访问、使用这种成员。
  • 私有（private）：只有类别自身的成员函数可以访问、使用该类别的此成员。

一般可以将C++类的对外接口设定为公有成员；类内部使用的数据、函数设定为私有成员；供派生自该类别的子类使用的数据、函数设定为保护成员。

继承[编辑]

继承（Inheritance）是指派生类（subclass）继承基类（superclass），会自动获取超类别除私有特质外的全部特质，同一类别的所有实体都会自动有该类别的全部特质，做到代码再用（reuse）。C++只支持类别构成式继承，虽然同一类别的所有实体都有该类别的全部特质，但是实体能够共享的实体成员只限成员函数，类别的任何实体资料成员乃每个实体独立一份，因此对象间并不能共享状态，除非特质为参考类型的属性，或使用指针来间接共享。C++支持的继承关系为：

  • 公有继承（public inheritance）：最常用继承关系，含义是“is-a”关系，代表了在完全使用公有继承的对象类别之间的层次关系（hierarchy）。
  • 受保护继承（protected inheritance）：基类的公有或保护内容可以被派生类，以及由此派生的其他类别使用。但是基类对外界用户是不可见的。派生类的用户不能访问基类的成员、不能把派生类别转换（造型）为基类的指针或引用。
  • 私有继承（private inheritance）：基类的公有或保护内容仅可以被派生类访问。但基类对派生类的子类或派生类的用户都是不可见的。派生类的子类或派生类的用户都不能访问基类的内容、不能把派生类转换为基类的指针或引用。

C++支持多继承（multiple inheritance，MI）。多继承（multiple inheritance，MI）的优缺点一直广为用户所争议，许多语言（如Java）并不支持多重继承，而改以单一继承和接口继承（interface inheritance），而另一些语言则采用用单一继承和混入（mixin）。C++通过虚继承（Virtual Inheritance）来解决多继承带来的一系列问题。

多态[编辑]

Polymorphism

Ad Hoc                   Universal
Overloading   Coercion       Inclusion  Parametric

除了封装与继承外，C++还提供了多态功能，面向对象的精神在于多态（Polymorphism），一般的多态，是指动态多态，系使用继承和动态绑定（Dynamic Binding）实现，使用多态可建立起继承体系（Inheritance hierarchy）。类（class）与继承只是达成多态中的一种手段，所以称面向对象而非面向类。

多态又分成静态多态（Static Polymorphism）与动态多态（Dynamic Polymorphism）。C++语言支持的动态多态必须结合继承和动态绑定（Dynamic Binding）方式实现。静态多态是指编译时决定的多态，包括重载和以模板（template）实现多态的方法即参数化类型（Parameterized Types），是使用宏（macro）的“程序代码膨胀法”达到多态效果。

类型转换（type cast）也是一种非参数化（ad hoc）多态的概念，C++提供dynamic_cast, static_cast等运算符来实现强制类型转换（Coercion）。

操作数重载（operator overloading）或函数重载（function overloading）也算是多态的概念。

分析和处理C++原始代码[编辑]

C/Java/C#都可以用某种 LR分析器（或其变形）分析文法[来源请求]，但C++是个著名的例外：请看下面的代码。 

#include <vector>
#include <string>
std::vector< std::vector<std::string> >table1;
std::vector<std::vector<std::string>>table2;

上面的table1显然是一个字符串的二维数组，而table2则未必能通过编译：如果严格遵循LR分析过程，串 >> 会被解释为右移运算符而非两个代表模板参数表结束的右尖括号，因此出现编译错误，必须以table1的方式用空格区分。(在C++11发布之后，特别规定了当处理模板时，>>被优先视为两个>[28]，所以table1和table2均可通过编译.)

争议[编辑]

“在这12年里，C++用户人数大约每七个月半增加一倍”是许多C++相关文件必引的一段话；然而，时至今日新语言层出不穷，用户人数已不太可能以如此速度增长。分析机构EvansData定期对开发人员展开调查，其资料显示，以C++为工具的开发人员在整个开发界所占的比例由1998年春天的76%下降至2004年秋的46%。

一部分Unix/C程序员对C++语言深恶痛绝，他们批评的理由如下：

  1. STL以非常丑陋的方式封装了各种数据结构和算法，写出来的代码难以理解、不美观。
  2. C++编译器复杂和不可靠，不适合构建人命关天类型的程序。
  3. Ian Joyner认为面向对象技术徒增学习成本，不如面向过程的C语言简单容易使用，尤其是在系统软件的构建上[29]。

概括说来UNIX程序员批评C++主要是由于UNIX社区与C++社区的文化差异[30]。

Linux之父林纳斯·托瓦兹曾经多次炮轰C++。图灵奖得主尼克劳斯·维尔特也曾经批评C++语言太复杂、语法语义模糊，是“拙劣工程学”的成果。

事实上，对于C++语言的批评并不只来源于Unix/Unix-Like系统下的程序员。就像C++语言本身是一个跨平台的语言一样，对C++的批评并不局限于Unix/Unix-Like系统用户。

参阅[编辑]

参考文献[编辑]

  1. ^ ISO/IEC 14882:2020 Programming languages — C++. 2020年12月. 
  2. ^ Stroustrup, Bjarne. Bjarne Stroustrup's FAQ: When was C++ invented?. stroustrup.com. 2010-03-07 [2010-09-16]. （原始内容存档于2016-02-06）. 
  3. ^ Stroustrup, Bjarne. Evolving a language in and for the real world: C++ 1991-2006 (PDF). [2019-01-19]. （原始内容存档 (PDF)于2007-11-20）. 
  4. ^ Stroustrup, Bjarne. A History of C ++ : 1979− 1991 (PDF). [2019-01-19]. （原始内容存档 (PDF)于2019-02-02）. 
  5. ^ Stroustrup, Bjarne. The C++ Programming Language First. [2010-09-16]. （原始内容存档于2012-08-09）. 
  6. ^ 6.0 6.1 ISO/IEC 14882:2020. [2021-02-25]. （原始内容存档于2021-06-07）. 
  7. ^ Working Draft, Standard for Programming Language C++ (PDF). 2023-05-10 [2023-07-22]. （原始内容存档 (PDF)于2023-10-10）. 
  8. ^ ISO/IEC TS 21544:2018. [2020-05-10]. （原始内容存档于2020-05-28）. 
  9. ^ ISO/IEC TS 19570:2018. [2020-05-10]. （原始内容存档于2020-05-28）. 
  10. ^ ISO/IEC TS 19216:2018. [2020-05-10]. （原始内容存档于2020-05-28）. 
  11. ^ ISO/IEC 14882:2017. [2017-12-09]. （原始内容存档于2017-12-09）. 
  12. ^ ISO/IEC TS 22277:2017. [2017-12-09]. （原始内容存档于2017-12-09）. 
  13. ^ ISO/IEC TS 21425:2017. [2017-12-09]. （原始内容存档于2017-12-09）. 
  14. ^ ISO/IEC TS 19568:2017. [2017-10-28]. （原始内容存档于2017-10-29）. 
  15. ^ ISO/IEC TS 19571:2016. [2017-10-28]. （原始内容存档于2017-10-29）. 
  16. ^ ISO/IEC TS 19217:2015. [2017-10-28]. （原始内容存档于2017-10-29）. 
  17. ^ ISO/IEC TS 19570:2015. [2017-10-28]. （原始内容存档于2017-10-29）. 
  18. ^ ISO/IEC TS 19570:2015. [2015-07-09]. （原始内容存档于2015-07-10）. 
  19. ^ ISO/IEC TS 18822:2015. [2015-07-09]. （原始内容存档于2015-07-10）. 
  20. ^ ISO/IEC 14882:2014. [2015-01-15]. （原始内容存档于2016-02-25）. 
  21. ^ ISO/IEC TR 24733:2011. [2015-07-09]. （原始内容存档于2015-07-09）. 
  22. ^ ISO/IEC 14882:2011. [2012-01-03]. （原始内容存档于2016-05-27）. 
  23. ^ ISO/IEC TR 29124:2010. [2015-07-09]. （原始内容存档于2015-07-10）. 
  24. ^ ISO/IEC TR 19768:2007. [2012-05-13]. （原始内容存档于2016-03-04）. 
  25. ^ ISO/IEC TR 18015:2006. [2014-09-25]. （原始内容存档于2016-02-25）. 
  26. ^ ISO/IEC 14882:2003. [2012-05-13]. （原始内容存档于2017-01-13）. 
  27. ^ ISO/IEC 14882:1998. [2012-05-13]. （原始内容存档于2017-01-15）. 
  28. ^ Right Angle Brackets (Revision 2). [2024-03-19]. （原始内容存档于2024-03-02）. 
  29. ^ Ian Joyner著的《C++?? A Critique of C++ and Programming and Language Trends of the 1990s》第3章51节
  30. ^ Eric Raymond著的《Unix编程艺术》一书第十四章第四节“语言评估”

延伸阅读[编辑]

外部链接[编辑]

从维基百科的姊妹计划
了解更多有关
“C++”的内容
搜索维基词典 维基词典上的字词解释
搜索维基共享资源 维基共享资源上的多媒体资源
搜索维基教科书 维基教科书上的教科书和手册
特性
标准库
想法
编译器
IDE
方言
与其它语言的对照

各地
其他
取自“https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=C%2B%2B&oldid=82242946”