C++与C有什么关系？它们的区别是什么？
① 在C语言中引入了面向对象的思想
②C++是一种混合型的语言，同时支持结构化程序设计和面向对象程序设计方法
③兼容C语言，可不加修改地使用C语言代码
④允许数据抽象，支持封装、继承和多态等特征

C++标准库

直接使用标准C中所有库，如以下是常用的标准C函数库头文件:
stdio.h、 stdlib.h、 string.h、 ctype.h

C++编译器都提供有完整的标准库

C++标准库中的几乎所有内容都是在命名空间std中定义的

使用C++标准库将获得非常多的功能

关键字

关键字是系统已经预定义的单词，有专用的定义。这些关键词都是保留字，用户不可再重新定义。

C++区分大小写，关键字全部由小写字母组成。标准C++（ISO14882）定义了74个关键字，具体的C++编译器还会做一些增删

数据类型

数据类型分类

C++中数据有常量和变量之分，它们分别属于以下这些类型

数据类型概述

基本数据类型有4种：整型（int）、实型（float、double）、字符型（char）、逻辑型（bool）
**注意：C语言没有bool型

空类型void：用于显示说明一个函数不返回任何值

构造类型又称为组合类型：是由基本类型按照某种规则组合而成的

指针类型：变量用于存储另一变量的地址，而不能用来存放基本类型的数据

类类型：是体现面向对象程序设计的最基本特征，也是体现C++与C最大的不同之处

bool类型

逻辑型也称布尔型，其取值为true（逻辑真）和false（逻辑假），存储字节数在不同编译系统中可能有所不同，VC++6.0中为1个字节。

可以当作整数用（true一般为1，false为0）

把其它类型的值转换为布尔值时，非零值转换为true，零值转换为false

结构体位段

C++定义结构体中，可以为其成员定义时指定所占的位数（1个字节为8个位）

#include<stdio.h>
struct  Date
{   int year :      12;  int month :        12;   int day :     16;
};
int main()
{printf("sizeof(struct Date) = %d\n",sizeof(struct Date));return 0;
}
执行结果：
sizeof(struct Date) = 8

强制类型转换

①强制类型转换格式如下：

type(表达式)，例如：int(num);
(type)表达式，例如：(int)num;

作用：将表达式强制转换为type类型，但表达式的值及其类型不变

②新增的强制类型转换运算符：
格式：static_cast(表达式)
例如：

double root=3.14;
int value=static_cast<int>(root);

域运算符

C++中增加的作用域标识符 ::
①用于对与局部变量同名的全局变量进行访问
②用于表示类的成员，这将在关于类的一节中详细说明

示例：

#include<stdio.h>int var=1;
void main(void)
{int var=0;printf("var=%d\n",var);  //局部变量var=::var;           //引用全局变量printf("after var=::var %d\n",var);
}执行结果：
var=0
after var=::var 1

动态分配内存

静态分配内存：在编译时确定了固定的内存地址与内存大小，如：函数里的局部变量、全局变量等。

动态分配内存：由程序控制，运行时主动性的向系统申请所需大小的内存段，并且每次分配到的内存地址不固定。

C++ 可以使用malloc、realloc、calloc和free函数实现，也可以使用运算符new和delete实现。

new运算符

new 运算符可以用于创建堆空间成功返回首地址，失败返回NULL
语法：指针变量=new 数据类型;
指针变量=new 数据类型[长度];

例如：

int *p; p=new int;
char *pStr=new char[50];

delete运算符

delete运算符可以用于释放堆空间
语法：delete 指针变量;
delete [] 指针变量;

例如：

delete p;
delete [] pStr;

动态内存分配示例：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
int main()
{int  * a;int  i, num;char ch;printf("Please enter the number of integers: ");scanf("%d",&num);printf("");a = new int [num];if (a == NULL)  {printf( "malloc error! exit.\n" );return  1;}for( i = 0; i < num; i ++ ){*(a+i) = i+1;}for (i = 0; i < num; i ++ )printf( "a[%d] = %d\n",i,a[i] );printf("\n");delete  [ ] a ;return 0;
}执行结果：
Please enter the number of integers: 3
a[0] = 1
a[1] = 2
a[2] = 3

new和malloc区别

1、属性

new/delete是C++关键字，需要编译器支持。malloc/free是库函数，需要头文件支持。

2、参数

使用new操作符申请内存分配时无须指定内存块的大小，编译器会根据类型信息自行计算。而malloc则需要显式地指出所需内存的尺寸。

3、返回类型

new操作符内存分配成功时，返回的是对象类型的指针，类型严格与对象匹配，无须进行类型转换，故new是符合类型安全性的操作符。而malloc内存分配成功则是返回void * ，需要通过强制类型转换将void*指针转换成我们需要的类型。

4、分配失败

new内存分配失败时，会抛出bac_alloc异常。malloc分配内存失败时返回NULL。

5、自定义类型

new会先调用operator new函数，申请足够的内存（通常底层使用malloc实现）。然后调用类型的构造函数，初始化成员变量，最后返回自定义类型指针。delete先调用析构函数，然后调用operator delete函数释放内存（通常底层使用free实现）。

malloc/free是库函数，只能动态的申请和释放内存，无法强制要求其做自定义类型对象构造和析构工作。

6、重载

C++允许重载new/delete操作符，特别的，布局new的就不需要为对象分配内存，而是指定了一个地址作为内存起始区域，new在这段内存上为对象调用构造函数完成初始化工作，并返回此地址。而malloc不允许重载。

7、内存区域

new操作符从自由存储区（free store）上为对象动态分配内存空间，而malloc函数从堆上动态分配内存。自由存储区是C++基于new操作符的一个抽象概念，凡是通过new操作符进行内存申请，该内存即为自由存储区。而堆是操作系统中的术语，是操作系统所维护的一块特殊内存，用于程序的内存动态分配，C语言使用malloc从堆上分配内存，使用free释放已分配的对应内存。自由存储区不等于堆，如上所述，布局new就可以不位于堆中。

函数重载

C++允许用相同的函数名来定义一组功能相同或类似的函数，程序的可读性增强

函数重载又称为函数的多态性

函数重载不同形式：
①形参数量不同
②形参类型不同
③形参的顺序不同
④形参数量和形参类型都不同

调用重载函数时，编译器通过检查实际参数的个数、类型和顺序来确定相应的被调用函数

合法的重载例子：

int  abs(int i);
long abs(long l);
double abs(double d);

非法的重载例子：

int  abs(int i);
long abs(int i);
void abs(int i);
//如果返回类型不同而函数名相同、形参也相同，则是不合法的，编译器会报"语法错误"

函数重载实例：

#include <stdio.h>
int max(int x, int y);
double max(double x, double y);
void main()
{ int a=10, b=20 ,c;double x=10.3, y=10.6, z;c = max(a,b);z = max(x,y);printf("\nc=%d  z=%.1f\n",c,z);
}
int max(int x, int y)
{ printf("\nint function"); if(x>y)     return x; elsereturn y;
}
double max(double x, double y)
{ printf("\ndouble function"); if(x>y)     return x; elsereturn y;
}执行结果
int function
double function:
c=20  z=10.6

带默认形参值的函数

函数声明或者定义的时候，可以给形参赋一些默认值

调用函数时，若没有给出实参，则按指定的默认值进行工作

函数既有定义又有声明时，声明时指定后，定义后就不能再指定默认值

默认值的定义必须遵守从右到左的顺序，如果某个形参没有默认值，则它左边的参数就不能有默认值。

void func1(int a, double b=4.5, int c=3); //合法
void func1(int a=1, double b, int c=3);  //不合法

函数调用时，实参与形参按从左到右的顺序进行匹配

实例：

#include <stdio.h>
double power(double x=10.0, int n=2);
void main()
{ printf("power(3,5)=%.1f\n",power(3,5)); printf("power(3)=%.1f\n",power(3));printf("power()=%.1f\n",power());
}
double power(double x, int n){ int i;double s=1.0;s = x + n;return s;
}执行结果：
power(3,5)=8.0
power(3)=5.0
power()=12.0

带默认形参值的函数的二义性：

重载的函数中如果形参带有默认值时，可能产生二义性

示例：

#include <stdio.h>
int add(int x=5, int y=6);
float add(int x=5, float y=10.0);
void main() { int a; float b; a= add(10,20); b= add(10);        printf("a= %d\n" , a);  printf("b= %d\n",b);
}

b=add(10)语句产生二义性，可以认为该语句是调用第一个函数，也可以是第二个，因此编译器不能确定调用的是哪一个函数。

内联函数

当程序执行函数调用时，系统要建立栈空间，保护现场，传递参数以及控制程序执行的转移等等，这些工作需要系统时间和空间的开销。有些情况下，函数本身功能简单，代码很短，但使用频率却很高，程序频繁调用该函数所花费的时间却很多，从而使得程序执行效率降低。

为了提高效率，一个解决办法就是不使用函数，直接将函数的代码嵌入到程序中。但这个办法也有缺点，一是相同代码重复书写，二是程序可读性往往没有使用函数的好。

为了协调好效率和可读性之间的矛盾，C++提供了另一种方法，即定义内联函数，方法是在定义函数时用修饰词inline。

实例：

//读入一行字符串，逐个判断是否为数字字符：
# include <iostream.h>
inline IsNumber(char ch)
{  return ch>='0' && ch<='9'?1:0;
}
void main()
{char ch;cout<<"请在键盘输入一个字母或数字：";while(cin.get(ch), ch!='\n'){if (IsNumber(ch)) cout<<"是数字字符"<<endl;else cout<<"不是数字字符 "<<endl;}
}//因使用频度很高，说明为内联函数。

使用内联函数注意点：
1.递归函数不能定义为内联函数
2.内联函数一般适合于不存在while和switch等复杂的结构且只有1~5条语句的小函数上，否则编译系统将该函数视为普通函数。
3.内联函数只能先定义后使用，否则编译系统也会把它认为是普通函数。
4.使用inline的修饰时，gcc编译器会根据实际情况，看是否需要内联，太过复杂的函数，编译器是不会进行内联的。而有些简单的函数，就算没有使用inline修饰，编译器也会进行内联。

引用类型

引用是一种特殊的变量，可以认为是一个变量的别名

定义引用的一般格式：类型说明符 &引用名＝变量名；

例如：

int a=1;
int  &b=a;
// b是a的别名，因此a和b是同一个单元

注意：定义引用时一定要初始化，指明该引用变量是谁的别名
对数组只能引用数组元素，不能引用数组（数组名本身为地址）。
不能定义引用的引用（引用也是地址），所以当函数的参数为引用时，引用不能作实参。

按引用传递

引用传递方式是在函数定义时在形参前面加上引用运算符"&"

例如：

swap(int &a,int &b);

按值传递方式容易理解，但形参值的改变不能对实参产生影响

地址传递方式通过形参的改变使相应的实参改变，但程序容易产生错误且难以阅读

引用作为参数对形参的任何操作都能改变相应的实参的数据，又使函数调用显得方便、自然

实例：

#include <stdio.h>
void swap(int &x, int &y);
void main()
{int a, b;a = 10;b = 20;swap(a, b);printf("a=%d,b=%d",a,b);
}
void swap(int &x, int &y)
{int temp;temp = x;x = y;y = temp;
}执行结果：
a=20,b=10

注意：引用作参数时，函数的实参与形参在内存中共用存储单元，因此形参的变化会使实参同时变化。

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