C++起源,做者,發展

C++起源：
與C語言同樣，C++也是在貝爾實驗室誕生的，Bjarne Stroustrup於20世紀80年代在這裏開發出了這種語言。Stroustrup比較關係的是讓C++更有用，而不是實施特定的編程原理和風格。名稱C++來自C語言的遞增運算符++，名稱C++表示它是C的擴充版本。

C++ 做者

C＋＋是80年代由貝爾實驗室的Bjarne Stroustrup博士及其同事在C語言的基礎上開發成功的面向對象（oop）的語言。

C++發展：
C++是一門以C爲基礎發展而來的一門面向對象的高級程序設計語言，從1983年在貝爾實驗室創立開始至今，已有30多個年頭。C++從最初的C with class，經歷了從C++9八、C++ 0三、C++ 十一、C++ 14再到C++17屢次標準化改造，功能獲得了極大的豐富，已經演變爲一門集面向過程、面向對象、函數式、泛型和元編程等多種編程範式的複雜編程語言。因爲C++過於複雜，而且經歷了長時間的發展演變，目前對於C++標準支持的較好主要有GNU C++和Visual C++，嚴格來講，目前尚未一個徹底支持ISO C++的版本。

C++實現                       源代碼文件的擴展名
UNIX                           C、cc、cxx、c
GNU C++                    C、cc、cxx、cpp、c++
Digital Mars                cpp、cxx
Borland C++                  cpp
Watcom                         cpp
Microsof t Visual C++    cpp、cxx、cc
Freestyle Code Warrior   cp、cpp、cc、cxx、c++

什麼是C++
C++是一種使用普遍的計算機程序設計語言。它是一種通用程序設計語言，支持多重編程模式，例如過程化程序設計、數據抽象、面向對象程序設計、泛型程序設計和設計模式等。

比雅尼·斯特勞斯特魯普博士在貝爾實驗室工做期間在20世紀80年代發明並實現了C++。起初，這種語言被稱做「C with Classes」（「包含‘類’的C語言」），做爲C語言的加強版出現。隨後，C++不斷增長新特性。虛函數（virtual function）、運算符重載（operator overloading）、多繼承（multiple inheritance）、標準模板庫（standard template library, STL）、異常處理（exception）、運行時類型信息（Runtime type information）、名字空間（namespace）等概念逐漸歸入標準。1998年，國際標準組織（ISO）頒佈了C++程序設計語言的第一個國際標準ISO/IEC 14882:1998，當前最新標準爲ISO/IEC 14882:2017。根據《C++編程思想》（Thinking in C++）一書，C++與C的代碼執行效率每每相差在±5%之間。

C++語言發展大概能夠分爲三個階段：第一階段從80年代到1995年。這一階段C++語言基本上是傳統類型上的面嚮對象語言，而且憑藉着接近C語言的效率，在工業界使用的開發語言中佔據了至關大份額；第二階段從1995年到2000年，這一階段因爲標準模板庫（STL）和後來的Boost等程序庫的出現，泛型程序設計在C++中佔據了愈來愈多的比重。固然，同時因爲Java、C#等語言的出現和硬件價格的大規模降低，C++受到了必定的衝擊；第三階段從2000年至今，因爲以Loki、MPL(Boost)等程序庫爲表明的產生式編程和模板元編程的出現，C++出現了發展歷史上又一個新的高峯，這些新技術的出現以及和原有技術的融合，使C++已經成爲當今主流程序設計語言中最複雜的一員。

發展歷史

比雅尼·斯特勞斯特魯普，C++之父
比雅尼·斯特勞斯特魯普（Stroustrup）工做起於1979年的C with Classes。[1]這個構思起源於斯特勞斯特魯普作博士論文時的一些程序撰寫經驗。他發現Simula具有很利於大型軟件開發的特色，但Simula的運行速度太慢，沒法對現實需求發揮功效；BCPL雖快得多，但它過於低級的特性，使其不適於大型軟件的開發。當斯特勞斯特魯普開始在貝爾實驗室工做時，他有分析UNIX核心關於分佈式計算的問題。回想起他的博士論文經驗，斯特勞斯特魯普開始爲C語言加強一些相似Simula的特色。[2]之因此選擇C，是由於它適於各類用途、快速和可移植性。除了C和Simula以外，同時也從其它語言中獲取靈感，如ALGOL 6八、Ada、CLU以及ML。

剛開始時，類別、派生類、存儲類型檢查、內聯和缺省參數特性，都是透過Cfront引入C語言之中。[3]

1983年，C with Classes改命名爲C++（++是C語言中的增值操做符）。加入了新的特性，其中包括虛函數、函數名和運算符重載、參考、常量、用戶可控制的自由空間存儲區控制、改良的類型檢查，以及新的雙斜線（//）單行註解風格。

1985年，發佈初版《C++程序設計語言》，提供一個重點的語言參考，至此還不是官方標準。[4]1985年10月出現了第一個商業化發佈。

1989年，發佈了Release 2.0。引入了多重繼承、抽象類別、靜態成員函數、常量成員函數，以及成員保護。1990年，出版了The Annotated C++ Reference Manual。這本書後來成爲標準化的基礎。稍後還引入了模板、異常處理、名字空間、新的強制類型轉換，以及布爾類型。

隨着C++語言的演變，也逐漸演化出相應的標準程序庫。最早加進C++標準庫的是流I/O程序庫，其用以取代傳統的C函數，如printf和scanf。隨後所引入的程序庫中最重要的即是標準模板庫，簡稱STL。

多年後，一個聯合的ANSI-ISO委員會於1998年對C++標準化（ISO/IEC 14882：1998）。在官方發佈1998標準的若干年後，委員會處理缺陷報告，並於2003年發佈一個C++標準的修正版本。2005年，一份名爲Library Technical Report 1（簡稱TR1）的技術報告發布。雖然還不是官方標準的一部分，不過它所提供的幾個擴展可望成爲下一版C++標準的一部分。幾乎全部當前仍在維護的C++編譯器皆已支持TR1。

當前最新的C++標準是2017年12月發佈的ISO/IEC 14882:2017[5]，又稱C++17或C++1z。

雖然C++免專利，但標準文件自己並非免費的，儘管標準文檔不是免費的，可是很容易從網絡中獲取，最簡單的就是C++標準文檔以前的最後一次草稿版本，它與標準的差異幾乎只在於排版上。

C++名字的由來
C++這個名字是Rick Mascitti於1983年中所建議的，並於1983年12月首次使用。更早之前，尚在研究階段的發展中語言曾被稱爲「new C」，以後是「C with Classes」。在計算機科學中，C++仍被稱爲C語言的上層結構。它最後得名於C語言中的「++」運算符（其對變量的值進行遞增）。並且在共同的命名約定中，使用「+」以表示加強的程序。斯特勞斯特魯普說：「這個名字象徵着源自於C語言變化的天然演進」。C+是一個和C/C++無關的早期編程語言。

Rick Mascitti在1992年被非正式地問起名字的由來，他表示這是在半開玩笑中說出的。他從沒想過C++會成爲這門語言的正式名字。

有一個關於C++名字的笑話是，當你使用後綴++時，附加只發生在運算以後（所以，它應該是++C，而不是C++，這個笑話是說時下某些程序員還在以使用C的方式使用C++，這一般被一些權威著做認爲是不正確的）。

標準程序庫
1998的C++標準分爲兩個部分：核心語言和C++標準程序庫；後者包含了大部分標準模板庫和C標準程序庫的稍加修改版本。存在許多不屬於標準部分的C++程序庫，且使用外部連接，程序庫甚至能夠用C撰寫。

C++標準程序庫充分吸取了C標準程序庫，並佐以少量的修改，使其與C++良好的運做。另外一個大型的程序庫部分，是以標準模板庫（STL）爲基礎，STL於1994年2月正式成爲ANSI/ISO C++。它提供了實用的工具，如容器類（如：Array和Vector），迭代器（廣義指針）提供容器以相似數組的訪問方式，以及泛型算法進行搜索和排序的運算。此外還提供了(multi)map和(multi)set，它們都共享類似的成員函數。所以，如下成爲可能，使用模板撰寫泛型算法，它能夠和任何容器或在任何以迭代器定義的序列上運做。如同C，使用#include指令包含標準表頭，便可訪問程序庫裏的功能。C++提供69個標準表頭，其中19個再也不同意使用。

使用標準模板庫（例如：使用std::vector或std::string來取代C風格的數組或字符數組）有助於導向更安全和更靈活的軟件。

在STL在歸入C++標準之前，是來自HP和後來的SGI的第三方程式庫，標準中並未稱之爲「STL」，它只是標準庫中的一部分，但仍有許多人使用這個名稱，以別於其它的標準庫（輸入／輸出流、國際化、診斷、C程序庫子集，等等）。 另外，如std::basic_string此類標準委員會添加的接口，有時也被誤認爲STL；實際上它們並不存在於原始的SGI STL中，在標準化後SGI STL才從標準庫吸取加入其中。

C++中的特點
和C語言相比，C++引入了更多的特性，包括：複合類型（引用類型等）、const限定符和constexpr常量表達式、類型處理運算符（類型別名及auto和decltype等多種類型指示符）、C++標準庫（IO庫與多種容器類）與迭代器、動態內存與智能指針、函數重載、面向對象程序設計（如數據抽象、成員函數、類做用域、構造函數與析構函數、靜態成員、訪問控制與繼承、虛函數、抽象類與接口等）、拷貝控制、運算符重載、造型與函數風格的強制類型轉換、模板與泛型編程，以及異常處理、名字空間、多繼承與虛繼承、運行時類型識別及嵌套類等。

和廣泛認爲的相反，C++不是第一個正式引入const關鍵字的語言。80年代早期，Bjarne Stroustrup和Dennis Retchie討論以後提供了在C語言中readonly/writeonly的實現機制，並在帶類別的C中獲取了必定經驗。關鍵字const正式引入C語言是在ANSI C89。這早於第一個C++國際標準近十年，但此時const已被C++實現廣泛採用。

以「//」起始做爲註解起源自C的前身BCPL，然後被從新引入到C++。

C++的一些特性，C不久以後也採用了，包括在for循環的括號中聲明，C++風格的註解（使用//符號，和inline，雖然C99定義的inline關鍵字與C++的定義不兼容。不過，C99也引入了不存在於C++的特性，如：可變參數宏，和以數組做爲參數的較佳處理；某些C++編譯器可能實現若干特性，以做爲擴展，但其他部分並不匹配現存的C++特性）

一個常見的混淆其實只是一個微妙的術語問題：因爲它的演化來自C，在C++中的術語對象和C語言同樣是意味着存儲器區域，而不是類的實體，在其它絕大多數的面嚮對象語言也是如此。舉例來講，在C和C++中，語句int i;定義一個int類型的對象，這就是變量的值i將在指派時，所存入的存儲器區域。

與C不兼容之處
大部分的C代碼能夠很輕易的在C++中正確編譯，但仍有少數差別，致使某些有效的C代碼在C++中失效，或者在C++中有不一樣的行爲。

最多見的差別之一是，C容許從void*隱式轉換到其它的指標類型，但C++不容許。下列是有效的C代碼：

C++有時被認爲是C的超集（superset），但這並不嚴謹。
各個版本的ISO/IEC 14882的附錄C中都指出了C++和ISO C的一些不兼容之處。

大部分的C代碼能夠很輕易的在C++中正確編譯，但仍有少數差別，致使某些有效的C代碼在C++中失效，或者在C++中有不一樣的行爲。

最多見的差別之一是，C容許從void*隱式轉換到其它的指標類型，但C++不容許。下列是有效的C代碼：

// 從void *隱式轉換爲int *

int *i = malloc(sizeof(int) * 5);
但要使其在C和C++二者皆能運做，就須要使用顯式轉換：

int *i = (int *)malloc(sizeof(int) * 5);

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因爲C++函數和C函數一般具備不一樣的名字修飾和調用約定，全部在C++中調用的C函數，須放在extern 「C」 { /* C函數聲明 */ }以內。
但要使其在C和C++二者皆能運做，就須要使用顯式轉換：

int *i = (int *)malloc(sizeof(int) * 5);
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另外一個常見的可移植問題是，C++定義了不少的新關鍵字，如new和class，它們在C程序中，是能夠做爲識別字（例：變量名）的。

C99去除了一些不兼容之處，也新增了一些C++的特性，如//註釋，以及在代碼中混合使用。不過C99也歸入幾個和C++衝突的新特性（如：可變長數組、原生複數類型和複合逐字常數），而C++11已經加入了兼容C99預處理器的特性。

因爲C++函數和C函數一般具備不一樣的名字修飾和調用約定，全部在C++中調用的C函數，須放在extern 「C」 { /* C函數聲明 */ }以內。

預處理器
C++主要有三個編譯階段：預處理、轉譯成目標代碼和連接（最後的兩個階段通常才視爲真正的「編譯」）。在第一階段，預處理，會將預處理器指令替換成源代碼，而後送到下一個編譯階段。

預處理器指令和
預處理指令的運做方式是根據用戶定義的規則，簡單的把記號字符序列置換成其它的記號字符序列。它們進行宏置換、含入其它的文件（由底層至高端的特性，例如包含模塊／包／單元／組件）、條件式編譯和條件式含入。例如：

#define PI 3.1415926535897932384626433832795028841971693993751
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原始代碼中出現的PI，都將會替換爲3.1415926535897932384626433832795028841971693993751。另外一個廣泛的例子是

#include <iostream>
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它將標準庫頭文件iostream中全部的聲明語句都歸入調用者所在的程序塊。除了以上提到的經常使用指令之外，還有幾個額外的預處理器指令，能夠用來控制編譯流程、條件式含入或排除代碼區塊等等。

模板
模板（Template）指C++編程語言中的函數模板（function template）與類別模板（class template），這種觀念是取材自Simula的泛型程序設計。它採用typename和class兩個關鍵字，來標識模板類別的類型參數。C++11和C++14分別引入了類型別名模板和變量模板。

類別與對象
在面向對象對象程序設計術語中，對象（object）是數據（data）和處理數據的指令（instructions）的聯合（association）。模擬（simulate）實際世界（real-world），對象有三種特質（characteristics）：狀態（State）、行爲（Behavior）、同一性身份，而且使用消息（message）來引起彼此的交互。類別（class）爲對象的藍圖或工廠，定義了對象的抽象特質，包括對象的屬性特質和對象的行爲特質，屬性的值便是對象的狀態，行爲便是對象可以作的事。

C++爲類別構成式面向對象編程語言（class-based object-oriented programming language），類別概念具現化（reification）地做爲二等公民（second-class citizen）出如今C++語言當中，在語法中明確地使用類別來作到數據抽象、封裝、模塊化、繼承、子類型多態、對象狀態的自動初始化。C++中，一個類別即爲一個類型，加上封裝，一個類別即爲一個抽象數據類型（Abstract Data Type，ADT），繼承、多態、模板都增強了類別的可抽象性。在C++可使用class或struct這兩個關鍵字宣告類別（class），而使用new運算符實體化類別產生的實體（instance）即爲對象，是一等公民。C/C++以數據成員（data member）表達屬性，以成員函數（member function）表達行爲。

聲明一個Car class：

1 class Car {
2 private:
3 int isRunning;
4 public:
5 Run();
6 };
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6
可是仍然須要注意，嚴格來講，C++中對象的概念和C的對應概念接近，表示的是具備特定類型的存儲，而非面向對象意義上的「對象」：一個對象不必定是類類型的。此外，C++意義上的「實例」僅指模板實例化的結果，而並不指對象。做爲對比，Java的「對象」和「實例」的概念和這裏的使用一致。

封裝
封裝（Encapsulation）是將數據和處理數據的程序（procedure）組合起來，僅對外公開接口（interface），達到信息隱藏（information hiding）的功能。封裝的優勢是能減小耦合（Coupling）。C++、Java、C# 等語言定義對象都是在語法中明確地使用類別（Class）來作到封裝。

C++的類對其成員（包括數據成員、函數成員）分爲三種封裝狀態：

公有（public）：類別的用戶能夠訪問、使用該類別的此種成員。
保護（protected）：該類別的派生類能夠訪問、使用該類別的此成員。外部程序代碼不能夠訪問、使用這種成員。
私有（private）：只有類別自身的成員函數能夠訪問、使用該類別的此成員。
通常能夠將C++類的對外接口設定爲公有成員；類內部使用的數據、函數設定爲私有成員；供派生自該類別的子類使用的數據、函數設定爲保護成員。

繼承
繼承（Inheritance）是指派生類（subclass）繼承基類（superclass），會自動獲取超類別除私有特質外的所有特質，同一類別的全部實體都會自動有該類別的所有特質，作到代碼再用（reuse）。C++只支持類別構成式繼承，雖然同一類別的全部實體都有該類別的所有特質，可是實體可以共享的實體成員只限成員函數，類別的任何實體數據成員乃每一個實體獨立一份，所以對象間並不能共享狀態，除非特質爲參考類型的屬性，或使用指針來間接共享。C++支持的繼承關係爲：

公有繼承（public inheritance）：最經常使用繼承關係，含義是「is-a」關係，表明了在徹底使用公有繼承的對象類別之間的層次關係（hierarchy）。
受保護繼承（protected inheritance）：基類的公有或保護內容能夠被派生類，以及由此派生的其餘類別使用。可是基類對外界用戶是不可見的。派生類的用戶不能訪問基類的成員、不能把派生類別轉換（造型）爲基類的指針或引用。
私有繼承（private inheritance）：基類的公有或保護內容僅能夠被派生類訪問。但基類對派生類的子類或派生類的用戶都是不可見的。派生類的子類或派生類的用戶都不能訪問基類的內容、不能把派生類轉換爲基類的指針或引用。
C++支持多繼承（multiple inheritance，MI）。多繼承（multiple inheritance，MI）的優缺點一直廣爲用戶所爭議，許多語言（如Java）並不支持多重繼承，而改以單一繼承和接口繼承（interface inheritance），而另外一些語言則採用用單一繼承和混入（mixin）。C++經過虛繼承（Virtual Inheritance）來解決多繼承帶來的一系列問題。

多態
除了封裝與繼承外，C++還提供了多態功能，面向對象的精神在於多態（Polymorphism），通常的多態，是指動態多態，系使用繼承和動態綁定（Dynamic Binding）實現，使用多態可建立起繼承體系（Inheritance hierarchy）。類（class）與繼承只是達成多態中的一種手段，因此稱面向對象而非面向類。

多態又分紅靜態多態（Static Polymorphism）與動態多態（Dynamic Polymorphism）。C++語言支持的動態多態必須結合繼承和動態綁定（Dynamic Binding）方式實現。靜態多態是指編譯時決定的多態，包括重載和以模板（template）實現多態的方法即參數化類型（Parameterized Types），是使用宏（macro）的「程序代碼膨脹法」達到多態效果。

類型轉換（type cast）也是一種非參數化（ad hoc）多態的概念，C++提供dynamic_cast, static_cast等運算符來實現強制類型轉換（Coercion）。

操做數重載（operator overloading）或函數重載（function overloading）也算是多態的概念。