C和C++的区别详解
目录
- 通过程序来介绍
- 1.iostream文件
- 2.头文件名的区别
- C语言
- C++
- 3.名称空间namespace
- 封装性
- 4.使用cout进行C++的输出
- 指针和数组名的区别
- 反汇编查看区别
- 结论
- 解引用
- 结论
- const的区别
- C语言中为常变量
- C++中的const
- 声明时const位置不同的区别
- const修饰形参
- 引用的原理
- 引用变量
- 常问问题
- 动态申请空间的区别
- C语言
- C++
- 面向过程和面向对象
- C语言
- C++
- 总结
通过程序来介绍
//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指的是输入(进入程序的信息)和输出(从程序中发送出去的信息)。
并且c++的输入、输出方案涉及iostream文件中的多个定义。比如用来输出信息的cout就在其中。
2.头文件名的区别
C语言
C语言的传统是头文件使用扩展名 h,将其作为一种通过名称标识文件类型的简单方式。例如 math.h支持一些数学函数。
C++
C++头文件没有扩展名。
有些C头文件被转换成C++头文件,这些文件被重新命名,去掉了扩展名h,并在文件名称前面加上前缀c(表示来自C语言)
3.名称空间namespace
如果使用的是iostream,而不是iostream.h,则应使用名称空间编译指令来使iostream中的定义对程序可用,即
using namespace std;
有了这句using编译指令,才能使用cout、cin等,或者用第二种方式:
using std::cout; using std::cin; using std::endl;
名称空间是C++的特性之一,简单理解为:可以将自己的产品封装起来。
示例
封装性
示例:
首先定义一个头文件
在里面写上我们自己编的东西:
#pragma once namespace AA { typedef int INT; typename char CHAR; };
然后在cpp文件中引入该头文件,但我们却无法使用之前写好的东西。
INT a会报错,因为我们只引入了头文件,没有使用里面的名称空间。
正确做法:
//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; }
需要第六行的该名称空间才可以使用其中的产品。或者可以用第七行这种写法来确定自己只需要哪个产品。
运行结果:
4.使用cout进行C++的输出
上面的程序有这条C++语句:
cout << "This is a C++ program." << endl;
<<符号表示该语句将把这个字符串发送给cout,该符号指出了信息流动路径。 cout是一个预定义的对象。
从概念上看,输出是一个流,即从程序流出的一系列字符。cout对象表示这种流,其属性是在iostream文件中定义的。
cout的对象属性包括一个插入运算符(<<),它可以将其右侧的信息插入到流中。
图示
指针和数组名的区别
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; }
这里定义了一个指针p和一个数组arr。
运行结果都是地址
反汇编查看区别
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
区别
在输出指针时,需要先从p里面取出四字节,再放到寄存器里push;
在输出arr时,直接把arr放到寄存器里再push。
结论
指针是变量;
数组名是一个地址——常量。
解引用
在C语言中学到,对指针解引用后得到的值就是它寸的地址对应的变量值。
可以来探索原理
程序示例
#include<iostream> using namespace std; int main(void) { int a = 10; int* p = &a; *p = 20; return 0; }
反汇编代码:
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
对于*p = 20
先从p的内存中取四个字节,即变量a的地址放入寄存器,再将20给到寄存器所存的的四字节中。完成对变量a的改变。
所以解引用的意思就是从地址中把值取出来,这里是去p的地址里取出所存的变量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; }
反汇编代码:
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
对于 b = *p;
1.先去p里取出四字节放入寄存器
2.再从寄存器eax取出四字节放入寄存器ecx再把ecx
3.的内容放入到变量b的四字节中。
也可以看出:解引用这一步其实是去地址里取值的。
这样也可以得出:用一个变量赋值给另一个变量,其实也是在解引用。
示例:
#include<iostream> using namespace std; int main(void) { int a = 10; int b; b = a; return 0; }
反汇编:
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
对于 b = a;
也是从a地址里取出四字节放到寄存器,再通过寄存器给入b。
结论
解引用:到地址里去取值。
const的区别
C语言中为常变量
示例:
//const #include<stdio.h> int main(void) { const int a = 10; int b = 100; //常量赋值 b = a; //常变量赋值 return 0; }
两次赋值的区别:
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
常量赋值时,是直接把值给到b的四字节中;
用const修饰的a赋值时,还是需要从a里取出四字节再赋给b。
所以C语言中const修饰的变量叫做常变量——不能作为左值。
甚至可以用指针改变它的值:
#include<stdio.h> int main(void) { const int a = 10; int b = 100; b = a; int* p = &a; *p = 20; return 0; }
a的变化:const修饰的变量a居然能被改变
C++中的const
在C++中,const修饰的变量就是常量,和常量性质一样:
在编译期间直接将常量的值替换到常量的使用点。
示例:
int main(void) { const int a = 10; int b, c; b = 16; c = a; return 0; }
反汇编代码:
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,对b赋值常量是直接赋值;
对c赋值const修饰的变量a,同样是用常量赋值的。所以:
在C++中, const修饰的变量和常量性质一样,都是在编译期将常量值替换到常量的使用点。
另外
1.而且const修饰的变量必须初始化,同样因为编译期间就会替换为常量,不初始化,后面也没有机会再对其赋值。
2.如果用变量对const修饰的变量赋值,则会使其退化成常变量。
声明时const位置不同的区别
示例:
const可在不同位置修饰变量
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; }
要注意的是:
const与离他最近的类型结合,是该变量的类型,除了最近的类型,剩下的就是const修饰的内容。
const修饰的内容是不可作为左值。
根据上面的原理,来判断以下内容:
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是普通指针。
对于
const int* p2和int const* p3
const修饰的类型是离他最近的类型,即int,剩下的为const所修饰的内容,所以它们两个所修饰的内容为 *p2 、*p3。
对于int* const p4
const修饰的类型为int*,那修饰的内容就是p4。
下面的四个q同理。
可以推出错误的是:
p1 = q2; p1 = q3; p4 = q1; p4 = q2; p4 = q3; p4 = q4;
因为 *q2 和 *q3不能改变,所以把 q2/q3赋值给普通指针时,会造成普通指针来改变其中内容的后果,即 泄露常量地址给非常量指针 ,所以不能这样赋值。
p4为const修饰的内容,不能被改变。
const修饰形参
这里主要说能否形成函数重载的问题
程序示例:
int fun(int a) { return a; } int fun(const int a) { return a; }
编译器并没有报错,但编译无法通过,原因如下
结论:如果const修饰的内容不包括指针,则不参与类型问题。
引用变量
之前C语言学到,&符号用来指示变量的地址。
C++给该符号赋予了另一个含义,将其用来声明引用。
示例,若我想用 A作为变量 a的别名,可以这样用:
#include<iostream> using namespace std; int main(void) { int a = 10; int& A = a; A = 20; cout << a << endl; cout << A << endl; return 0; }
运行示例:
通过A可以改变a的值,这就是引用。A相当于a的别名,就和鲁迅和周树人一样。。。
引用的原理
示例:
int a = 10; int& A = a; int* p = &a;
反汇编代码:
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:引用的实现居然和指针是一样的。
所以引用的底层是一个指针。
结论:在使用到引用的地方,编译期会自动替换成底层指针的解引用。
常问问题
1.引用为什么必须初始化?
2.引用为什么一经过初始化,就无法改变引用的方向?
答:因为只有在初始化的时候能给它赋值,其他使用到它的地方都替换成了底层指针
无法改变底层指针的指向,所以无法改变引用的方向。
3.不能将const限定的变量赋给普通引用变量:
原因是将常量的地址赋给了普通指针。
const int a = 10; int& b = a; //错误
4.当引用一个不可以取地址的量的时候,使用常引用。
会生成一个临时量,然后常引用临时量,临时量都有常属性。
示例:
int& a = 10; //错误 const int& a = 10; //正确
动态申请空间的区别
C语言
使用malloc和free
示例:
int main(void) { //申请一维数组与释放 int* arr = (int*)malloc(sizeof(int) * 10); if (arr == NULL) return -1; free(arr); //申请二维数组与释放 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) { //申请int类型变量 int* p = new int; *p = 10; delete p; //申请int类型数组 int* arr = new int[10]; arr[0] = 10; delete[]arr; //申请二维数组 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后面跟的类型就表示申请的大小。
面向过程和面向对象
C语言
面向过程语言
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; }
对于这个打印函数,可以通过改变flag的值来控制其打印的结果。
但如果改变flag,也会改变其他地方调用的打印函数的结果。
所以C语言没有封装性。
C++
面向对象语言
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; }
运行结果:
C语言作为面向过程语言,如果示例中的flag做出改变,会影响全局的改变。
C++作为半面向对象语言,具有封装性,若想改变示例中想打印的值,只会影响到这个模块。
总结
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