01 C++概述
一、C++语言发展史
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起源与演进
• 1960s：剑桥大学Martin Richards开发BCPL语言，用于系统软件开发。• 1970年：贝尔实验室Ken Thompson在BCPL基础上发明B语言。
• 1972年：Dennis Ritchie和Brian Kernighan设计出C语言，兼具高级语言与汇编特性。
• 1980年：贝尔实验室开始扩展C语言为“带类的C”（C with Classes）。
• 1983年：正式命名为C++，支持面向对象编程。
• 1994年：ANSI C++标准草案制定。
• 1998年：推出ANSI/ISO C++标准（C++98），成为现代C++的基础。
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意义
• C++在C语言基础上引入面向对象机制，同时保留高效性、可移植性，成为系统级开发和复杂应用的主流语言。
二、C与C++的核心区别
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C语言特点
• 优势：结构化编程、高效灵活、可移植性强，适合系统程序和科学计算。• 缺陷：
◦ 类型检查较弱，安全性不足。
◦ 缺乏代码重用机制（如类、模板）。
◦ 难以支持大规模软件开发。
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C++的改进
• 扩展C的功能：增强类型检查、引入引用、异常处理、模板等。• 面向对象特性：封装、继承、多态。
• 泛型编程：通过模板（类模板、函数模板）实现代码通用性。
• 兼容性：C是C++的子集，C++完全兼容C语法。
三、面向对象编程（OOP）思想
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核心理念
• 程序 = 对象 + 消息：以对象为中心，通过消息传递实现交互。• 对比面向过程：
◦ 面向过程：程序 = 数据 + 算法（按步骤分解任务）。
◦ 面向对象：通过对象的属性和行为模拟现实问题（如“冰箱”对象封装开门、关门等操作）。
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三大核心特征
• 封装、继承、多态。
四、封装（Encapsulation）
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定义
• 将数据（属性）和操作（方法）绑定为独立单元（类），隐藏内部细节，仅暴露接口。 -
作用
• 提高安全性（如隐藏电路细节的录音机）。• 简化外部使用，增强模块化。
五、继承（Inheritance）
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定义
• 子类继承父类的属性和方法，实现代码重用和层次化设计。• 例：
孩子类继承父母类的特征和行为。 -
意义
• 减少冗余代码，支持增量开发，提升软件可维护性。
六、多态（Polymorphism）
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定义
• 同一操作在不同对象中具有不同实现方式，分为：◦ 编译时多态：通过函数重载、运算符重载实现。
◦ 运行时多态：通过虚函数（Virtual Function）实现动态绑定。
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示例
• 函数重载：同名函数根据参数类型/数量执行不同操作。• 运算符重载：重新定义运算符行为（如
+用于复数加法）。• 虚函数：基类指针调用派生类方法，实现接口统一。
七、C++的其他关键特性
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异常处理
• 通过try/catch机制管理运行时错误，增强程序健壮性。 -
模板（泛型编程）
• 编写与数据类型无关的通用代码，如标准模板库（STL）。 -
命名空间
• 避免命名冲突，逻辑分组代码（如std命名空间）。
八、总结
C++以C语言为基础，通过引入面向对象、泛型编程等机制，解决了C语言在大型项目中的局限性。其核心优势在于：
• 高效性：保留C语言的底层操作能力。
• 扩展性：通过封装、继承、多态支持复杂系统设计。
• 灵活性：模板和重载机制提升代码复用性。
• 标准化：ANSI/ISO标准确保跨平台兼容性。
C++广泛应用于操作系统、游戏引擎、嵌入式系统等领域，是现代软件工程的重要工具。