“c++”基本介紹與講解详情 - c++ 星辰大海日志

1，什麼是“c++”？

C++的發展歷程是一個不斷演進和完善的過程，以下是其主要發展階段：

起源（1979–1985）：1979年，Bjarne Stroustrup在貝爾實驗室開始給C加入類，受Simula面向對象思想影響，用於系統編程和網絡仿真，最初稱為“C with Classes”。1983年，語言名字正式變為C++，象徵在C基礎上“自增”，此時具備了class、inline、//註釋、函數重載等關鍵特性。1985年，《The C++ Programming Language》第一版出版，成為C++的事實標準。
工具化與語言成型（1985–1990）：這一時期主要通過Cfront編譯器以源碼到源碼（C）轉換方式實現C++。期間加入了虛函數、繼承、多重繼承、const、引用、運算符重載、模板等特性。但由於沒有正式標準，導致編譯器方言多，兼容性碎片化。
標準化前夜（1990–1998）：早期模板使用有侷限，不同編譯器實現差異大。1994年-1998年，ANSI/ISO標準委員會（WG21）開展相關工作，Alexander Stepanov的STL被整合，確立了容器+迭代器+算法的泛型編程範式。
第一個ISO標準的奠基（1998–2003）：1998年，C++98標準發佈，形成“經典C++”，包含了類、繼承、多態、異常、模板等特性，RAII模式被確認為推薦的資源管理方式。2003年發佈的C++03標準主要是對C++98的缺陷修訂，無重大語義新特性。
革命性轉折：C++11（2011年）：被稱為“Modern C++”的起點，核心目標是性能不降、表達力增強、保持零開銷抽象。新增了移動語義與右值引用、auto類型推導、Lambda表達式、智能指針、標準併發庫等特性，使C++的寫法發生了重大變化。
增量迭代：C++14（2014年）：對C++11進行了完善，引入了泛型lambda、變量模板、返回類型推導等特性，口號是“Complete C++11”。
工程友好提升：C++17（2017年）：增加了if/switch帶初始化、結構化綁定、inline變量等特性，引入了std::optional、std::variant等新庫，更關注語義表達和零拷貝視圖等，同時移除了tr1、舊的auto_ptr等。
現代語言完成度飛躍：C++20（2020年）：被視為C++的第二次質變，引入了Concepts、Ranges庫、Coroutines、Modules等重要特性，增強了constexpr，提升了錯誤信息可讀性和接口語義。
工具性增強：C++23（2023年）：對Ranges進行了擴展，增加了std::expected用於錯誤處理，加強了對constexpr動態內存的支持，還引入了文本格式化std::print等特性。

未來，C++還將朝着靜態反射、統一異步模型、網絡庫標準化等方向繼續演進。

基本語法

C++ 基本語法圍繞“程序結構、數據類型、控制流、函數”四大核心，以下是最關鍵的基礎要素：

一、程序基本結構（Hello World 示例）

所有 C++ 程序需包含主函數 main() （程序入口），且代碼需通過頭文件引入依賴庫。

基本結構

cpp
’’’

// 1. 引入頭文件（輸入輸出庫）

include <iostream>

// 2. 使用標準命名空間（避免重複寫 std::）

using namespace std;

// 3. 主函數（程序唯一入口，返回 0 表示正常結束）

int main() {

// 4. 輸出語句（cout 用於輸出，<< 是流插入運算符）
cout << "Hello, C++!" << endl; 
return 0; // 主函數返回值（可省略，C++11 後默認返回 0）

}

’’’

核心基本語法

1. 註釋（不參與編譯，用於説明代碼）

單行註釋： // 這是單行註釋
多行註釋： / 這是多行註釋，可跨越多行 /

數據類型（存儲不同類型的數據）

C++ 數據類型分“基本類型”和“複合類型”，常用基本類型如下：

表格

類型説明示例
int 整型（4字節，存整數） int age = 20;
double 雙精度浮點型（存小數） double score = 95.5;
char 字符型（1字節，存單個字符） char ch = 'A';
bool 布爾型（存 true/false） bool isPass = true;
string 字符串型（需引入 <string> 頭文件） string name = "Tom";

3. 變量與常量

變量：值可修改，聲明格式類型變量名 = 初始值; （初始值可選，建議初始化）
-
示例： int num = 10; num = 20; （後續可修改值）
常量：值不可修改，兩種聲明方式：
const 類型常量名 = 值; （常用）： const double PI = 3.1415;
#define 常量名值（預處理指令，無類型）： #define MAX 100

控制流（控制代碼執行順序）

條件判斷： if-else / switch
示例（if-else）：
cpp

int a = 5;
if (a > 3) {

cout << "a 大於 3" << endl;

} else {

cout << "a 小於等於 3" << endl;

}

循環： for （固定次數） / while （條件滿足時循環） / do-while （至少執行一次）
示例（for 循環輸出 1-5）：
cpp

for (int i = 1; i <= 5; i++) { // 初始化;循環條件;更新變量

cout << i << " ";

}

函數（代碼複用單元，需“聲明+定義”）

聲明：告訴編譯器函數的“類型、名、參數”，通常在頭文件或代碼頂部
示例： int add(int x, int y); （聲明一個返回 int、接收兩個 int 參數的函數）
定義：實現函數邏輯
示例：
cpp

// 函數定義（實現加法）
int add(int x, int y) {

return x + y; // 返回計算結果

}

// 主函數中調用
'''
int main() {

int sum = add(3, 5); // 調用 add，sum 得到 8
cout << sum << endl;
return 0;

}
'''

三、關鍵語法規則

語句必須以分號 ; 結尾（函數體、代碼塊用 {} 包裹，內部語句需分號）。

區分大小寫（ main 和 Main 是兩個不同的名字）。

命名規則：變量/函數名由“字母、數字、下劃線”組成，不能以數字開頭，不能用關鍵字（如 int 、 if ）。

3，和python的不同點

C++ 與 Python 的核心差異體現在執行方式、類型機制、語法風格、性能與適用場景上，以下是關鍵區別的對比：

執行方式：編譯型 vs 解釋型

C++：編譯型語言。代碼需通過編譯器（如 GCC、Clang）編譯成機器碼，生成可執行文件後才能運行，編譯過程會提前檢查錯誤。
Python：解釋型語言。代碼無需編譯，由解釋器（如 CPython）逐行讀取並實時執行，無需生成獨立可執行文件，啓動快但運行中可能暴露錯誤。

類型機制：靜態類型 vs 動態類型

C++：靜態類型。變量聲明時必須指定數據類型（如 int a; ），類型在編譯期固定，不可動態修改，編譯器會提前做類型校驗，減少運行時錯誤。
Python：動態類型。變量無需聲明類型（如 a = 5 ），類型由賦值的值決定，且可動態改變（如 a = "hello" 可直接修改 a 的類型），類型錯誤僅在運行時暴露。

內存管理：手動 vs 自動

C++：手動管理。需通過 new 手動分配內存、 delete 手動釋放內存，若忘記釋放會導致內存泄漏，需開發者關注內存生命週期（現代 C++ 可通過智能指針 shared_ptr 簡化）。
Python：自動管理。內置垃圾回收（GC）機制，會自動識別並釋放不再使用的內存，開發者無需手動操作，降低內存管理成本。

語法風格：嚴謹繁瑣 vs 簡潔靈活

表格

對比維度 C++ 特點 Python 特點

代碼結構必須有 main() 函數作為入口，語句需以 ; 結尾無強制入口函數，語句無需

分號，靠縮進區分代碼塊

函數定義需聲明返回類型和參數類型（如 int add(int x) ）無需聲明類型（如 def

add(x): ），返回類型由內容決定

類與面向對象需顯式定義 class ，支持多重繼承、虛函數等複雜特性同樣支持

class ，語法更簡潔，默認單繼承，特性更輕量化

示例（打印） cout << "Hello" << endl; （需引入 <iostream> ）

print("Hello") （無需引入庫，直接使用）

5. 性能：高性能 vs 中低性能

大標題

C++：性能接近硬件極限。編譯為機器碼直接運行，無解釋器開銷，且支持指針、內存直接操作，適合對速度和資源佔用敏感的場景（如遊戲引擎、嵌入式）。
Python：性能較低。解釋執行+動態類型帶來額外開銷，運行速度通常是 C++ 的 50-100 倍慢，需通過調用 C/C++ 擴展（如 NumPy）提升性能。