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C++的基因与特色是如何形成的?(c++ 基础)

gowuye 2024-04-25 04:45 9 浏览 0 评论

20世纪70年代末,Bjarne Stroustrup深受Simula、BCPL、C三种语言的影响,决定在C语言的基础上综合Simula、BCPL的优势开创一种新的编程语言,也就是后来的C++。

1 Simula

1.1 Simula优势

支持以class为核心的数据抽象;

强静态类型系统和编译时的早期错误检验;

以class为中心的模块化程序组织;

1.2 Simula性能问题

编译、链接速度十分缓慢;

运行速度十分缓慢;

1.3 Simula以下几个特征消耗大量的CPU和内存资源

变量的自动初始化;

GC(垃圾回收系统);

并行性支持;

运行时类型检验(runtime type checking);

2 C

2.1 C优势

支持类似汇编语言的“低级”功能,性能强、效率高;

简洁、可扩展、可移植;

struct具备了class的基本属性;

2.2 不足

无数据与函数的封装机制(类类型);

代码的复用性不够,无函数重载、重写机制;

类型转换、指针、字符串、数组的安全问题;

3 BCPL

有分割编译、链接的模块。

下图是关于三种语言的对比分析:

4 C with class(1979)

1979年10月,Cfont作为一款C语言的“预处理器”(pre-processor)的编译工具问世。这款工具可以定义class等数据抽象的描述语言并通过此工具转换成C语言代码。

5 C++正式命名(1983)

这个名字十分有趣,++是C的操作符,C++有++作用于C,有青出于蓝,更上一层楼之意。

6 Cfront1.0(1985)

这个版本包括多数最重要、最常用的OOP功能:

类(class);

类继承(class inheritance);

构造函数和析构函数(constructor and destructor);

new/delete操作;

虚拟函数(virtual function);

内联函数(inline function);

操作符重载(operator overloading);

数据访问控制或保护(public、private);

友元(friend);

6 Cfront2.0(1987)

这个版本增强了C++的OOP功能,它主要包括以下几个方面:

多重继承(multiple inheritance);

抽象类(abstract class);

静态成员函数(static member function);

保护成员(protected member);

常量成员函数(const member function);

成员指针(pointer to member);

7 STL诞生(1994)

STL使得C++终于有了自己的基本函数库,STL是泛型编程(generic programming)思想的实现,不但丰富了C++的抽象表达能力,更丰富了程序设计方法学。

8 ISO C++正式通过(1998)

1988年,C++正式国际标准(ISO/IEC 14882:1998)出台,标志着C++语言的成熟与标准化。这个标准更重要的意义是C++正式接纳了STL和异常处理(exceptional handling)机制。

9 C++11颁布(2011)

主要有以下增强:

STL改善;

Lambda表达式;

并行程序设计(parallel programming);

多线程(multithreading);

10 C++在性能和安全方面的考量

使用静态类型系统,及静态类型检验;

支持堆栈变量和全局变量;

支持过程内联(inline);

类型清除(type erasure)可使OOP在runtime保持轻量化(类型清除是指将用户自定义类型所带来的高度抽象机制完全转换为低级的系统操作,并且在运行时不会因为用户自定义类型的抽象性而给系统带来多余的负载);

支持各种基于平台的优化;

对于一些语言构造,如果不需要,则可以选择性地关闭;

-End-

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