C和C++的區別詳解

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通過程序來介紹

//c++ program
#include<iostream>
using namespace std;
int main(void)
{
	cout << "This is a c++ program." << endl;
	return 0;
}

1.iostream文件

iostream中的io指的是輸入（進入程序的信息）和輸出（從程序中發送出去的信息）。

並且c++的輸入、輸出方案涉及iostream文件中的多個定義。比如用來輸出信息的cout就在其中。

2.頭文件名的區別

C語言

C語言的傳統是頭文件使用擴展名 h，將其作為一種通過名稱標識文件類型的簡單方式。例如 math.h支持一些數學函數。

C++

C++頭文件沒有擴展名。
有些C頭文件被轉換成C++頭文件，這些文件被重新命名，去掉瞭擴展名h，並在文件名稱前面加上前綴c（表示來自C語言）

3.名稱空間namespace

如果使用的是iostream,而不是iostream.h，則應使用名稱空間編譯指令來使iostream中的定義對程序可用，即

using namespace std;

有瞭這句using編譯指令，才能使用cout、cin等，或者用第二種方式：

using std::cout;
using std::cin;
using std::endl;

名稱空間是C++的特性之一，簡單理解為：可以將自己的產品封裝起來。

示例

封裝性

示例：

首先定義一個頭文件

在這裡插入圖片描述

在裡面寫上我們自己編的東西：

#pragma once
namespace AA
{
	typedef int INT;
	typename char CHAR;
};

然後在cpp文件中引入該頭文件，但我們卻無法使用之前寫好的東西。

在這裡插入圖片描述

INT a會報錯，因為我們隻引入瞭頭文件，沒有使用裡面的名稱空間。

正確做法：

//c++ program
#include<iostream>
#include"AA.h"
using namespace std;
using namespace AA;
//using AA::INT;
int main(void)
{
	INT a = 10;
	cout << a << endl;
	return 0;
}

需要第六行的該名稱空間才可以使用其中的產品。或者可以用第七行這種寫法來確定自己隻需要哪個產品。

運行結果：

在這裡插入圖片描述

4.使用cout進行C++的輸出

上面的程序有這條C++語句：

	cout << "This is a C++ program." << endl;

<<符號表示該語句將把這個字符串發送給cout，該符號指出瞭信息流動路徑。 cout是一個預定義的對象。

從概念上看，輸出是一個流，即從程序流出的一系列字符。cout對象表示這種流，其屬性是在iostream文件中定義的。
cout的對象屬性包括一個插入運算符（<<），它可以將其右側的信息插入到流中。

圖示

在這裡插入圖片描述

指針和數組名的區別

程序示例：

#include<iostream>
using namespace std;
int main(void)
{
	int a = 10;
	int* p = &a;
	int arr[] = { 0,1,2,3,4 };
	cout << p << endl;
	cout << arr << endl;
	return 0;
}

這裡定義瞭一個指針p和一個數組arr。

運行結果都是地址

在這裡插入圖片描述

反匯編查看區別

cout << p << endl;

	cout << p << endl;
008F52AF  mov         esi,esp  
008F52B1  push        offset std::endl<char,std::char_traits<char> > (08F103Ch)  
008F52B6  mov         edi,esp  
008F52B8  mov         eax,dword ptr [p]  
008F52BB  push        eax

cout << arr << endl;

	cout << arr << endl;
008F52DE  mov         esi,esp  
008F52E0  push        offset std::endl<char,std::char_traits<char> > (08F103Ch)  
008F52E5  mov         edi,esp  
008F52E7  lea         eax,[arr]  
008F52EA  push        eax

區別

在這裡插入圖片描述

在輸出指針時，需要先從p裡面取出四字節，再放到寄存器裡push；

在輸出arr時，直接把arr放到寄存器裡再push。

結論

指針是變量；

數組名是一個地址——常量。

解引用

在C語言中學到，對指針解引用後得到的值就是它寸的地址對應的變量值。

可以來探索原理

程序示例

#include<iostream>
using namespace std;
int main(void)
{
	int a = 10;
	int* p = &a;
	*p = 20;
	return 0;
}

反匯編代碼：

	int a = 10;
000D18FF  mov         dword ptr [a],0Ah  
	int* p = &a;
000D1906  lea         eax,[a]  
000D1909  mov         dword ptr [p],eax  
	*p = 20;
000D190C  mov         eax,dword ptr [p]  
000D190F  mov         dword ptr [eax],14h

對於*p = 20

先從p的內存中取四個字節，即變量a的地址放入寄存器，再將20給到寄存器所存的的四字節中。完成對變量a的改變。

所以解引用的意思就是從地址中把值取出來，這裡是去p的地址裡取出所存的變量a的地址。

程序示例2：

#include<iostream>
using namespace std;
int main(void)
{
	int a = 10, b = 20;
	int* p = &a;
	b = *p;
	return 0;
}

反匯編代碼：

	int a = 10, b = 20;
000818FF  mov         dword ptr [a],0Ah  
00081906  mov         dword ptr [b],14h  
	int* p = &a;
0008190D  lea         eax,[a]  
00081910  mov         dword ptr [p],eax  
	b = *p;
00081913  mov         eax,dword ptr [p]  
00081916  mov         ecx,dword ptr [eax]  
00081918  mov         dword ptr [b],ecx

對於 b = *p;

1.先去p裡取出四字節放入寄存器

2.再從寄存器eax取出四字節放入寄存器ecx再把ecx

3.的內容放入到變量b的四字節中。

也可以看出：解引用這一步其實是去地址裡取值的。

這樣也可以得出：用一個變量賦值給另一個變量，其實也是在解引用。

示例：

#include<iostream>
using namespace std;
int main(void)
{
	int a = 10;
	int b;
	b = a;
	return 0;
}

反匯編：

	int a = 10;
002D18F5  mov         dword ptr [a],0Ah  
	int b;
	b = a;
002D18FC  mov         eax,dword ptr [a]  
002D18FF  mov         dword ptr [b],eax

對於 b = a;

也是從a地址裡取出四字節放到寄存器，再通過寄存器給入b。

結論

解引用：到地址裡去取值。

const的區別

C語言中為常變量

示例：

//const
#include<stdio.h>
int main(void)
{
	const int a = 10;
	int b = 100; //常量賦值
	b = a; //常變量賦值
	return 0;
}

兩次賦值的區別：

	const int a = 10;
00311825  mov         dword ptr [a],0Ah  
	int b = 100;
0031182C  mov         dword ptr [b],64h  
	b = a;
00311833  mov         eax,dword ptr [a]  
00311836  mov         dword ptr [b],eax

常量賦值時，是直接把值給到b的四字節中；

用const修飾的a賦值時，還是需要從a裡取出四字節再賦給b。

所以C語言中const修飾的變量叫做常變量——不能作為左值。

甚至可以用指針改變它的值：

#include<stdio.h>
int main(void)
{
	const int a = 10;
	int b = 100;
	b = a;
	int* p = &a;
	*p = 20;
	return 0;
}

a的變化：const修飾的變量a居然能被改變

在這裡插入圖片描述

C++中的const

在C++中，const修飾的變量就是常量，和常量性質一樣：

在編譯期間直接將常量的值替換到常量的使用點。

示例：

int main(void)
{
	const int a = 10;
	int b, c;
	b = 16;
	c = a;
	return 0;
}

反匯編代碼：

	const int a = 10;
00B917F5  mov         dword ptr [a],0Ah  
	int b, c;
	b = 16;
00B917FC  mov         dword ptr [b],10h  
	c = a;
00B91803  mov         dword ptr [c],0Ah

可以看出，對b賦值常量是直接賦值；

對c賦值const修飾的變量a,同樣是用常量賦值的。所以：

在C++中， const修飾的變量和常量性質一樣，都是在編譯期將常量值替換到常量的使用點。

另外

1.而且const修飾的變量必須初始化，同樣因為編譯期間就會替換為常量，不初始化，後面也沒有機會再對其賦值。

2.如果用變量對const修飾的變量賦值，則會使其退化成常變量。

聲明時const位置不同的區別

示例：

const可在不同位置修飾變量

int main(void)
{
	int a = 10;
	int* p1 = &a;
	const int* p2 = &a;
	int const* p3 = &a;
	int* const p4 = &a;
	int* q1 = &a;
	const int* q2 = &a;
	int const* q3 = &a;
	int* const q4 = &a;
	return 0;
}

要註意的是：

const與離他最近的類型結合，是該變量的類型，除瞭最近的類型，剩下的就是const修飾的內容。

const修飾的內容是不可作為左值。

根據上面的原理，來判斷以下內容：

	p1 = q1;
	p1 = q2;
	p1 = q3;
	p1 = q4;
	p2 = q1;
	p2 = q2;
	p2 = q3;
	p2 = q4;
	p3 = q1;
	p3 = q2;
	p3 = q3;
	p3 = q4;
	p4 = q1;
	p4 = q2;
	p4 = q3;
	p4 = q4;

p1是普通指針。

對於

const int* p2和int const* p3

const修飾的類型是離他最近的類型，即int，剩下的為const所修飾的內容，所以它們兩個所修飾的內容為 *p2 、*p3。

對於int* const p4

const修飾的類型為int*，那修飾的內容就是p4。

下面的四個q同理。

可以推出錯誤的是：

	p1 = q2;
	p1 = q3;
	p4 = q1;
	p4 = q2;
	p4 = q3;
	p4 = q4;

因為 *q2 和 *q3不能改變，所以把 q2/q3賦值給普通指針時,會造成普通指針來改變其中內容的後果，即 泄露常量地址給非常量指針 ，所以不能這樣賦值。

p4為const修飾的內容，不能被改變。

const修飾形參

這裡主要說能否形成函數重載的問題

程序示例：

int fun(int a)
{
	return a;
}
int fun(const int a)
{
	return a;
}

編譯器並沒有報錯，但編譯無法通過，原因如下

在這裡插入圖片描述

結論：如果const修飾的內容不包括指針，則不參與類型問題。

引用變量

之前C語言學到，&符號用來指示變量的地址。

C++給該符號賦予瞭另一個含義，將其用來聲明引用。

示例，若我想用 A作為變量 a的別名，可以這樣用：

#include<iostream>
using namespace std;
int main(void)
{
	int a = 10;
	int& A = a;
	A = 20;
	cout << a << endl;
	cout << A << endl;
	return 0;
}

運行示例：

在這裡插入圖片描述

通過A可以改變a的值，這就是引用。A相當於a的別名，就和魯迅和周樹人一樣。。。

引用的原理

示例：

int a = 10;
	int& A = a;
	int* p = &a;

反匯編代碼：

	int& A = a;
00ED5326  lea         eax,[a]  
00ED5329  mov         dword ptr [A],eax  
	int* p = &a;
00ED532C  lea         eax,[a]  
00ED532F  mov         dword ptr [p],eax

可以看出：引用的實現居然和指針是一樣的。

所以引用的底層是一個指針。

結論：在使用到引用的地方，編譯期會自動替換成底層指針的解引用。

常問問題

1.引用為什麼必須初始化？

2.引用為什麼一經過初始化，就無法改變引用的方向？

答：因為隻有在初始化的時候能給它賦值，其他使用到它的地方都替換成瞭底層指針

無法改變底層指針的指向，所以無法改變引用的方向。

3.不能將const限定的變量賦給普通引用變量：

原因是將常量的地址賦給瞭普通指針。

	const int a = 10;
	int& b = a; //錯誤

4.當引用一個不可以取地址的量的時候，使用常引用。

會生成一個臨時量，然後常引用臨時量，臨時量都有常屬性。

示例：

int& a = 10; //錯誤
const int& a = 10; //正確

動態申請空間的區別

C語言

使用malloc和free

示例：

int main(void)
{
	//申請一維數組與釋放
	int* arr = (int*)malloc(sizeof(int) * 10);
	if (arr == NULL)
		return -1;
	free(arr);
	//申請二維數組與釋放
	int** brr = (int**)malloc(sizeof(int*) * 10);
	if (brr == NULL)
		return -1;
	for (int i = 0; i < 10; ++i)
	{
		free(brr[i]);
	}
	return 0;
}

C++

int main(void)
{
	//申請int類型變量
	int* p = new int;
	*p = 10;
	delete p;
	//申請int類型數組
	int* arr = new int[10];
	arr[0] = 10;
	delete[]arr;
	//申請二維數組
	int** brr = new int* [5];
	for (int i = 0; i < 5; ++i)
	{
		brr[i] = new int[10];
	}
	for (int i = 0; i < 5; ++i)
	{
		delete[]brr[i];
	}
	return 0;
}

new後面跟的類型就表示申請的大小。

面向過程和面向對象

C語言

面向過程語言

示例

void echo()
{
	if (flag == 0)
	{
		printf("printf screen\n");
	}
	else if (flag == 1)
	{
		printf("printf file\n");
	}
}
void Set_flag_file()
{
	flag = 1;
}
void Set_flag_screen()
{
	flag = 0;
}

對於這個打印函數，可以通過改變flag的值來控制其打印的結果。

但如果改變flag，也會改變其他地方調用的打印函數的結果。

所以C語言沒有封裝性。

C++

面向對象語言

class Note
{
public:
	Note()
	{
		flag = 0;
	}
	void echo()
	{
		if (flag == 0)
		{
			printf("printf screen\n");
		}
		else if (flag == 1)
		{
			printf("printf file\n");
		}
	}
	void Set_flag_file()
	{
		flag = 1;
	}
	void Set_flag_screen()
	{
		flag = 0;
	}
private:
	int flag;
};

使用示例：

int main(void)
{
	Note n;
	n.echo();
	n.Set_flag_file();
	n.echo();
	return 0;
}

運行結果：

在這裡插入圖片描述

C語言作為面向過程語言，如果示例中的flag做出改變，會影響全局的改變。

C++作為半面向對象語言，具有封裝性，若想改變示例中想打印的值，隻會影響到這個模塊。

總結

本篇文章就到這裡瞭，希望能夠給你帶來幫助，也希望您能夠多多關註WalkonNet的更多內容！

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