c語言和C 到底是什麼關系?
首先C 和C語言本來就是兩種不同的編程語言,但C 确實是對C語言的擴充和延伸,并且對C語言提供後向兼容的能力。對于有些人說的C 完全就包含了C語言的說法也并沒有錯。
C 一開始被本賈尼·斯特勞斯特盧普(Bjarne Stroustrup)發明時,起初被稱為“C with Classes”,即「帶類的C」。
很明顯它是在C語言的基礎上擴充了類class等面向對象的特性和機制。但是後來經過一步步修訂和很多次演變,最終才形成了現如今這個支持一系列重大特性的龐大編程語言。
1、C語言是面向過程語言,而C 是面向對象語言
我們都知道C語言是面向過程語言,而C 是面向對象語言,說C和C 的區别,也就是在比較面向過程和面向對象的區别。
(1)面向過程和面向對象的區别
面向過程:面向過程編程就是分析出解決問題的步驟,然後把這些步驟一步一步的實現,使用的時候一個一個的依次調用就可以了。
面向對象:面向對象編程就是把問題分解成各個對象,建立對象的目的不是為了完成一個步驟,而是為了描述某個事物在整個解決問題的步驟中的行為。
(2)面向過程和面向對象的優缺點
面向過程語言
優點:性能比面向對象高,因為類調用時需要實例化,開銷比較大,比較消耗資源;比如單片機、嵌入式開發、 Linux/Unix等一般采用面向過程開發,性能是最重要的因素。
缺點:沒有面向對象易維護、易複用、易擴展
面向對象語言
優點:易維護、易複用、易擴展,由于面向對象有封裝、繼承、多态性的特性,可以設計出低耦合的系統,使系統更加靈活、更加易于維護
缺點:性能比面向過程低。
二、具體語言上的區别
1、關鍵字的不同
C語言有32個關鍵字;
C 有63個關鍵字;
2、後綴名不同
C源文件後綴.c,C 源文件後綴.cpp,在VS中,如果在創建源文件時什麼都不給,默認是.cpp。
3、返回值
C語言中,如果一個函數沒有指定返回值類型,默認返回int類型;C 中,如果一個函數沒有返回值則必須指定為void。
4、參數列表
在C語言中,函數沒有指定參數列表時,默認可以接收任意多個參數;但在C 中,因為嚴格的參數類型檢測,沒有參數列表的函數,默認為 void,不接收任何參數。
5、缺省參數缺省參數是聲明或定義函數時為函數的參數指定一個默認值。在調用該函數時,如果沒有指定實參則采用該默認值,否則使用指定的參。(C語言不支持缺省參數)
· 半缺省參數
· 全缺省參數
注意:
· 在半缺省的情況下,帶缺省值的參數必須放在參數列表的最後面。
· 缺省參數不能同時在函數的聲明和函數定義中出現,二者隻能選其一。
· 缺省值必須是常量或者全局變量。
· 缺省參數必須通過值參或常參傳遞。
6、函數重載
函數重載:函數重載是函數的一種特殊情況,指在同一作用域中,聲明幾個功能類似的同名函數,這些同名函數的形參列表(參數個數、類型、順序)必須不同,返回值類型可以相同也可以不同,常用來處理實現功能類似數據類型不同的問題。(C語言沒有函數重載,C 支持函數重載)。
C語言中産生函數符号的規則是根據名稱産生,這也就注定了c語言不存在函數重載的概念。而C 生成函數符号則考慮了函數名、參數個數、參數類型。需要注意的是函數的返回值并不能作為函數重載的依據,也就是說int sum和double sum這兩個函數是不能構成重載的!
我們的函數重載也屬于多态的一種,這就是所謂的靜多态。
靜多态:函數重載,函數模闆
動多态(運行時的多态):繼承中的多态(虛函數)。
使用重載的時候需要注意作用域問題:請看如下代碼。
我在全局作用域定義了兩個函數,它們由于參數類型不同可以構成重載,此時main函數中調用則可以正确的調用到各自的函數。
但是請看main函數中被注釋掉的一句代碼。如果将它放出來,則會提出警告:将double類型轉換成int類型可能會丢失數據。
這就意味着我們編譯器針對下面兩句調用都調用了參數類型int的compare。由此可見,編譯器調用函數時優先在局部作用域搜索,若搜索成功則全部按照該函數的标準調用。若未搜索到才在全局作用域進行搜索。
總結:C語言不存在函數重載,C 根據函數名參數個數參數類型判斷重載,屬于靜多态,必須同一作用域下才叫重載。
7、const
C語言中被const修飾的變量不是常量,叫做常變量或者隻讀變量,這個常變量是無法當作數組下标的。然而在C 中const修飾的變量可以當作數組下标使用,成為了真正的常量,這就是C 對const的擴展。
C語言中的const:被修飾後不能做左值,可以不初始化,但是之後沒有機會再初始化。不可以當數組的下标,可以通過指針修改。
簡單來說,它和普通變量的區别隻是不能做左值而已,其他地方都是一樣的。
C 中的const:真正的常量。定義的時候必須初始化,可以用作數組的下标。const在C 中的編譯規則是替換(和宏很像),所以它被看作是真正的常量。也可以通過指針修改。需要注意的是,C 的指針有可能退化成C語言的指針。比如以下情況:
這時候的a就隻是一個普通的C語言的const常變量了,已經無法當數組的下标了。(引用了一個編譯階段不确定的值)
const在生成符号時,是local符号。即在本文件中才可見。如果非要在别的文件中使用它的話,在文件頭部聲明:externcosnt int data = 10;這樣生成的符号就是global符号。
總結:C中的const叫隻讀變量,隻是無法做左值的變量;C 中的const是真正的常量,但也有可能退化成c語言的常量,默認生成local符号。
8、引用
說到引用,我們第一反應就是想到了他的兄弟:指針。
引用從底層來說和指針就是同一個東西,但是在編譯器中它的特性和指針完全不同。
首先定義一個變量a = 10,然後我們分别定義一個引用b以及一個指針p指向a。我們來轉到反彙編看看底層的實現:
可以看到底層實現完全一緻,取a的地址放入eax寄存器,再将eax中的值存入引用b/指針p的内存中。至此我們可以說(在底層)引用本質就是一個指針。
了解了底層實現,我們回到編譯器。我們看到對a的值的修改,指針p的做法是*p = 20;即進行解引用後替換值。
再來看看引用修改:
我們看到修改a的值的方法也是一樣的,也是解引用。隻是我們在調用的時候有所不同:調用p時需要*p解引用,b則直接使用就可以。由此我們 推斷出:引用在直接使用時是指針解引用。p直接使用則是它自己的地址。
這樣我們也了解了,我們給引用開辟的這塊内存是根本訪問不到的。如果直接用就直接解引用了。即使打印&b,輸出的也是a的地址。
在此附上将指針轉為引用的小技巧:int *p = &a,我們将 引用符号移到左邊 将 *替換即可:int &p = a。
接下來看看如何創建數組的引用:
intarray[10] = {0}; //定義一個數組
我們知道,array拿出來使用的話就是數組array的首元素地址。即是int *類型。
那麼&array是什麼意思呢?int **類型,用來指向array[0]地址的一個地址嗎?不要想當然了,&array是整個數組類型。
那麼要定義一個數組引用,按照上面的小訣竅,先來寫寫數組指針吧:
int(*q) [10] = &array;
将右側的&對左邊的*進行覆蓋:
int(&q)[10] = array;
測試sizeof(q) = 10。我們成功創建了數組引用。
經過上面的詳解,我們知道了引用其實就是取地址。那麼我們都知道一個立即數是沒有地址的,即
int&b = 10;
這樣的代碼是無法通過編譯的。那如果你就是非要引用一個立即數,其實也不是沒有辦法:
constint &b = 10;
即将這個立即數用const修飾一下,就可以了。為什麼呢?
這時因為被const修飾的都會産生一個臨時量來保存這個數據,自然就有地址可取了。
9、malloc,free && new,delete
這個問題很有意思,也是重點需要關注的問題。malloc()和free()是C語言中動态申請内存和釋放内存的标準庫中的函數。而new和delete是C 運算符、關鍵字。new和delete底層其實還是調用了malloc和free。它們之間的區别有以下幾個方面:
1)、malloc和free是函數,new和delete是運算符。
2)、malloc在分配内存前需要大小,new不需要。
例如:int *p1 = (int *)malloc(sizeof(int));
int *p2 = new int; //int *p3 = new int(10);
malloc時需要指定大小,還需要類型轉換。new時不需要指定大小因為它可以從給出的類型判斷,并且還可以同時賦初始值。
3)、malloc不安全,需要手動類型轉換,new不需要類型轉換。
4)、free隻釋放空間,delete先調用析構函數再釋放空間(如果需要)。
與第⑤條對應,如果使用了複雜類型,先析構再call operator delete回收内存。
5)、new是先調用構造函數再申請空間(如果需要)。
與第④條對應,我們在調用new的時候(例如int *p2 = new int;這句代碼 ),底層代碼的實現是:首先push 4字節(int類型的大小),随後call operator new函數分配了内存。由于我們這句代碼并未涉及到複雜類型(如類類型),所以也就沒有構造函數的調用。如下是operator new的源代碼,也是new實現的重要函數:
我們可以看到,首先malloc(size)申請參數字節大小的内存,如果失敗(malloc失敗返回0)則進入判斷:如果_callnewh(size)也失敗的話,抛出bad_alloc異常。_callnewh()這個函數是在查看new handler是否可用,如果可用會釋放一部分内存再返回到malloc處繼續申請,如果new handler不可用就會抛出異常。
6)、内存不足(開辟失敗)時處理方式不同。
malloc失敗返回0,new失敗抛出bad_alloc異常。
7)、new和malloc開辟内存的位置不同。
malloc開辟在堆區,new開辟在自由存儲區域。
8)、new可以調用malloc(),但malloc不能調用new。
new就是用malloc()實現的,new是C 獨有malloc當然無法調用。
10、作用域
C語言中作用域隻有兩個:局部,全局。C 中則是有:局部作用域,類作用域,名字空間作用域三種。
所謂名字空間就是namespace,我們定義一個名字空間就是定義一個新作用域。訪問時需要以如下方式訪問(以std為例)
std::cin<<"123" <<std::endl;
例如我們有一個名字空間叫Myname,其中有一個變量叫做data。如果我們希望在其他地方使用data的話,需要在文件頭聲明:using Myname::data;這樣一來data就使用的是Myname中的值了。可是這樣每個符号我們都得聲明豈不是累死?
我們隻要using namespace Myname;就可以将其中所有符号導入了。
這也就是我們經常看到的using namespace std;的意思啦。
不學C語言能直接學C 嗎?還是像前面所說,C 編程語言的第一大重要組成部分就是「面向過程編程」,而這正是C語言老大哥的領域。即使沒有學過C語言,一上來就直接學習C 的小夥伴,應該也難逃『面向過程』這一部分的内容。
從理論上來說,學C 前并不一定非得學C語言,但是有C語言底子再去學C 往往更具優勢,最起碼「面向過程編程」這一部分内容能夠輕車熟路。
内容有點長,建議小夥伴們收藏觀看~
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