C 与 C++ 区别

本文介绍 C 与 C++ 之间重要的或者容易忽略的区别。尽管 C++ 几乎是 C 的超集,C/C++ 代码混用一般也没什么问题,但是了解 C/C++ 间比较重要区别可以避免碰到一些奇怪的 bug。如果你是以 C 为主力语言的 OIer,那么本文也能让你更顺利地上手 C++。C++ 相比 C 增加的独特特性可以阅读 C++ 进阶 部分的教程。

宏与模板

C++ 的模板在设计之初的一个用途就是用来替换宏定义。学会模板编程是从 C 迈向 C++ 的重要一步。模板不同于宏的文字替换,在编译时会得到更全面的编译器检查,便于编写更健全的代码,利用 inline 关键字还能获得编译器充分的优化。模板特性在 C++11 后支持了可变长度的模板参数表,可以用来替代 C 中的可变长度函数并保证类型安全。

指针与引用

C++ 中你仍然可以使用 C 风格的指针,但是对于变量传递而言,更推荐使用 C++ 的 引用 特性来实现类似的功能。由于引用指向的对象不能为空,因此可以避免一些空地址访问的问题。不过指针由于其灵活性,也仍然有其用武之处。值得一提的是,C 中的 NULL 空指针在 C++ 中有类型安全的替代品 nullptr 。引用和指针之间可以通过 *& 运算符 相互转换。

struct

尽管在 C 和 C++ 中都有 struct 的概念,但是他们对应的东西是不能混用的!C 中的 struct 用来描述一种固定的内存组织结构,而 C++ 中的 struct 就是一种类, 它与类唯一的区别就是它的成员和继承行为默认是 public 的 ,而一般类的默认成员是 private 的。这一点在写 C/C++ 混合代码时尤其致命。

另外,声明 struct 时 C++ 也不需要像 C 那么繁琐,C 版本:

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typedef struct Node_t{
    struct Node_t *next;
    int key;
} Node;

C++ 版本

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struct Node {
  Node *next;
  int key;
};

const

const 在 C 中只有限定变量不能修改的功能,而在 C++ 中,由于大量新特性的出现,const 也被赋予的更多用法。C 中的 const 在 C++ 中的继任者是 constexpr,而 C++ 中的 const 的用法请参见 常值 页面的说明。

内存分配

C++ 中新增了 newdelete 关键字用来在“自由存储区”上分配空间,这个自由存储区可以是堆也可以是静态存储区,他们是为了配合“类”而出现的。其中 delete[] 还能够直接释放动态数组的内存,非常方便。 newdelete 关键字会调用类型的构造函数和析构函数,相比 C 中的 malloc()realloc()free() 函数,他们对类型有更完善的支持,但是效率不如 C 中的这些函数。

简而言之,如果你需要动态分配内存的对象是基础类型或他们的数组,那么你可以使用 malloc() 进行更高效的内存分配;但如果你新建的对象是非基础的类型,那么建议使用 new 以获得安全性检查。值得注意的是尽管 newmalloc() 都是返回指针,但是 new 出来的指针 只能delete 回收,而 malloc() 出来的指针也只能用 free() 回收,否则会有内存泄漏的风险。


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