C++编程语言特性
C++ 是一种多范式编程语言，具有丰富的特性，支持高效的系统编程和高层次的抽象。以下是其主要特性的系统概述：
1. 面向对象编程 (OOP)
- 类与对象：通过
class和struct封装数据与行为。 - 继承：支持单继承、多重继承和虚继承，实现代码复用。
- 多态：基于虚函数（
virtual）和动态绑定，允许运行时确定调用方法。 - 抽象类与接口：通过纯虚函数（
= 0）定义抽象基类。
2. 泛型编程
- 模板：支持函数模板和类模板，编写类型无关的代码（如
std::vector<T>）。 - 模板元编程 (TMP)：在编译时进行计算，优化性能（如
constexpr）。 - 概念（C++20）：约束模板参数，增强可读性和错误提示。
3. 内存管理
- 手动管理：通过
new/delete控制堆内存，需注意内存泄漏和悬垂指针。 - 智能指针：
std::unique_ptr（独占所有权）、std::shared_ptr（共享所有权）、std::weak_ptr（避免循环引用）。 - RAII 机制：资源生命周期与对象绑定（如文件句柄
std::fstream）。
4. 现代 C++ 特性（C++11 及后续）
- 自动类型推断：
auto和decltype简化类型声明。 - 右值引用与移动语义：
T&&和std::move避免深拷贝，提升性能。 - Lambda 表达式：
[capture](args) -> ret { ... }定义匿名函数。 - 范围
for循环：for (auto& item : container)遍历容器。 nullptr：替代NULL，明确表示空指针。
5. 标准模板库 (STL)
- 容器：序列容器（
vector,list）、关联容器（map,set）、无序容器（unordered_map）。 - 算法：通用算法（
sort,find）通过迭代器操作容器。 - 迭代器：提供统一的容器遍历接口（
begin(),end()）。
6. 多范式支持
- 过程式编程：函数和模块化设计（类似 C）。
- 函数式编程：Lambda、高阶函数（如
std::function）。
7. 并发与多线程（C++11 起）
- 线程库：
std::thread,std::async创建异步任务。 - 同步机制：互斥锁（
std::mutex）、条件变量（std::condition_variable）。
8. 类型系统增强
- 强类型检查：
explicit阻止隐式转换，const保护数据。 - 类型转换运算符：
static_cast（安全转换）、dynamic_cast（多态类型转换）、const_cast（去const性）。
9. 编译时特性
constexpr：编译时求值函数和变量（C++11/14/17 逐步增强）。- 静态断言：
static_assert在编译期检查条件。
10. 其他关键特性
- 运算符重载：自定义运算符行为（如
operator+）。 - 命名空间：
namespace防止命名冲突。 - 异常处理：
try/catch/throw管理错误（需权衡性能）。 - 模块（C++20）：替代头文件，提升编译速度和封装性。
- 结构化绑定（C++17）：解包元组或结构体到变量。
示例代码片段
// 移动语义示例
std::vector<int> create_data() {
return {1, 2, 3}; // 返回值优化或移动构造
}
// Lambda 表达式
auto square = [](int x) { return x * x; };
// 范围 for 循环
std::vector<int> vec = {1, 2, 3};
for (auto& num : vec) num *= 2;
// 智能指针
auto ptr = std::make_unique<int>(42);
总结
C++ 的特性涵盖从底层内存操作到高级抽象，支持多种编程范式，并通过持续的标准更新（C++11/14/17/20/23）保持现代化。开发者需根据场景权衡特性选择，例如优先使用智能指针管理资源，利用移动语义优化性能，或通过模板和概念编写泛型代码。