C++ 對C的擴充套件有哪些

西北野狼發表於2024-10-03
C++套件

C++對C的擴充套件主要體現在以下幾個方面：

  1. 語法增強：
    • 變數宣告位置更靈活：在C語言中，函式內的所有區域性變數必須在函式開頭的塊內進行宣告。而C++放鬆了這一限制，可以在函式內的任何位置宣告變數，只要在使用該變數之前進行宣告即可。例如：
    void someFunction() {
    // C++中可以在迴圈內部宣告變數
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        // 這裡的 i 是在迴圈內部宣告的區域性變數
        std::cout << i << std::endl;
    }
}
    • 支援預設引數：C++允許為函式的引數指定預設值。在呼叫函式時，如果沒有提供相應的引數值，則使用預設值。這使得函式呼叫更加靈活和方便。例如：
    void printMessage(std::string message = "Hello, World!") {
    std::cout << message << std::endl;
}

int main() {
    // 呼叫函式時使用預設引數
    printMessage();
    // 也可以傳入自己的引數
    printMessage("This is a custom message.");
    return 0;
}
  2. 資料型別擴充套件與增強：
    • 新增bool型別：C語言中沒有專門的布林型別，通常用整數來表示邏輯值（0 表示假，非 0 表示真）。C++引入了bool型別，取值為true（表示真）和false（表示假），使邏輯表達更加清晰和直觀。例如：
    bool isTrue = true;
bool isFalse = false;
    • 對const的增強：在C語言中，const關鍵字的作用主要是限制變數的值不能被修改，但在複雜的表示式中，其語義可能不太明確。C++中的const更加強大，可以用於修飾函式的引數、返回值以及成員函式等，提供更好的常量性保證和程式碼的安全性。例如：
    void someFunction(const int parameter) {
    // 在函式內部無法修改 parameter 的值
}
  3. 物件導向特性：
    • 類和物件：這是C++最重要的擴充套件之一。C++支援物件導向程式設計，允許定義類來封裝資料和操作。類可以包含成員變數（資料）和成員函式（操作），透過類可以建立物件，實現資料的隱藏和封裝、繼承、多型等物件導向的特性。例如：
    class Rectangle {
private:
    int width;
    int height;
public:
    Rectangle(int w, int h) : width(w), height(h) {}
    int getArea() const {
        return width * height;
    }
};

int main() {
    Rectangle rect(5, 10);
    std::cout << "Area: " << rect.getArea() << std::endl;
    return 0;
}
    • 運算子過載：C++允許使用者自定義運算子的行為，以便對自定義型別的物件進行操作。透過運算子過載，可以使程式碼更加簡潔和直觀。例如，可以為自定義的類過載+、-、*、/等運算子。
    class Complex {
private:
    double real;
    double imag;
public:
    Complex(double r = 0.0, double i = 0.0) : real(r), imag(i) {}
    // 過載 + 運算子
    Complex operator+(const Complex& other) const {
        return Complex(real + other.real, imag + other.imag);
    }
};
  4. 輸入輸出流：
    • C++提供了更強大、更靈活的輸入輸出流（iostream庫）來替代C語言中的printf和scanf函式。輸入輸出流使用<<和>>運算子進行操作，支援各種資料型別的輸入和輸出，並且具有更好的型別安全性和可擴充套件性。例如：
    #include <iostream>

int main() {
    int num;
    std::cout << "Enter a number: ";
    std::cin >> num;
    std::cout << "You entered: " << num << std::endl;
    return 0;
}
  5. 名稱空間：在大型專案中，可能會出現命名衝突的問題。C++引入了名稱空間的概念，可以將程式碼封裝在不同的名稱空間中，避免命名衝突。名稱空間還可以巢狀使用，並且可以隨時向已有的名稱空間中新增新的成員。例如：
    namespace namespace1 {
    int variable = 10;
    void function() {
        std::cout << "This is function in namespace1" << std::endl;
    }
}

namespace namespace2 {
    int variable = 20;
    void function() {
        std::cout << "This is function in namespace2" << std::endl;
    }
}
  6. 異常處理：C++提供了異常處理機制，用於處理程式執行時可能出現的錯誤和異常情況。透過try-catch語句塊，可以捕獲和處理異常，使程式更加健壯和可靠。例如：
    int divide(int a, int b) {
    if (b == 0) {
        throw "Division by zero error!";
    }
    return a / b;
}

int main() {
    try {
        int result = divide(10, 0);
        std::cout << "Result: " << result << std::endl;
    } catch (const char* errorMessage) {
        std::cerr << "Error: " << errorMessage << std::endl;
    }
    return 0;
}
  7. 模板：模板是C++的一種高階特性，包括函式模板和類别範本。函式模板可以根據不同的引數型別自動生成相應的函式版本，類别範本可以根據不同的型別引數建立不同的類例項。模板提高了程式碼的複用性和可擴充套件性。例如：
    // 函式模板
template <typename T>
T maximum(T a, T b) {
    return (a > b)? a : b;
}

// 類别範本
template <typename T>
class Stack {
private:
    T* data;
    int size;
public:
    Stack() : size(0) {
        data = new T[10];
    }
    ~Stack() {
        delete[] data;
    }
    void push(T value) {
        data[size++] = value;
    }
    T pop() {
        return data[--size];
    }
};
  8. 增強的結構體：在C++中，結構體不僅可以包含成員變數，還可以包含成員函式，這使得結構體的功能更加強大，可以像類一樣進行封裝和操作。例如：
    struct Point {
    int x;
    int y;
    // 結構體內部的成員函式
    void print() const {
        std::cout << "(" << x << ", " << y << ")" << std::endl;
    }
};

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