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::: C++ - 教育百科

詞條名稱:C++


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C++是一種使用非常廣泛的電腦程式設計語言。它是一種靜態資料類型檢查的,支援多範型的通用程式設計語言。C++支援程序化程式設計、資料抽象化、物件導向程式設計、泛型程式設計、基於原則設計等多種程式設計風格。

貝爾實驗室的比雅尼·斯特勞斯特魯普博士在20世紀80年代發明並實現了C++。起初,這種語言被稱作「C with Classes」(「包含類的C語言」),作為C語言的增強版出現。隨後,C++不斷增加新特性。虛擬函式(virtual function)、運算子多載(operator overloading)、多重繼承(multiple inheritance)、模板(template)、例外處理(exception)、RTTI(Runtime type information)、命名空間(namespace)逐漸納入標準。1998年國際標準組織(ISO)頒布了C++程式設計語言的國際標準ISO/IEC 14882-1998。 另外,就目前學習C++而言,可以認為它是一門獨立的語言;它並不依賴C語言,我們可以完全不學C語言,而直接學習C++。根據《C++編程思想》(Thinking in C++)一書所評述的,C++與C的效率往往相差在±5%之間。所以有部分人認為在大多數場合中,C++完全可以取代C語言。

C++語言發展大概可以分為三個階段: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物件導向語言,並且憑藉著接近C語言的效率,在工業界使用的開發語言中佔據了相當大份額;第二階段從1995年到2000年,這一階段由於標準模板庫(STL)和後來的Boost等程式庫的出現,泛型程式設計在C++中佔據了越來越多的比重性。當然,同時由於Java、C#等語言的出現和硬體價格的大規模下降,C++受到了一定的衝擊;第三階段從2000年至今,由於以Loki、MPL等程式庫為代表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峰,這些新技術的出現以及和原有技術的融合,使C++已經成為當今主流程式設計語言中最複雜的一員。


發展歷史

Stroustrup工作起於1979年的C with Classes。這個構思起源於 Stroustrup 做博士論文時的一些程式撰寫經驗。他發現Simula具備很利於大型軟體開發的特點,但Simula的執行速度太慢,無法對現實需求發揮功效;BCPL雖快得多,但它過於低階的特性,使其不適於大型軟體的開發。當Stroustrup開始在貝爾實驗室工作時,他有分析UNIX核心關於分散式計算的問題。回想起他的博士論文經驗,Stroustrup開始為C語言增強一些類似Simula的特點。之所以選擇C,是因為它適於各種用途、快速和可移植性。除了C和Simula之外,同時也從其它語言中取得靈感,如ALGOL 68、Ada、CLU以及ML。剛開始時,型別、衍生類別、儲存類型檢查、內聯和預設參數特性,都是透過Cfront引入C語言之中。1985年10月出現了第一個商業化發佈。

1983年,C with Classes改命名為C++。加入了新的特性,其中包括虛擬函式、函式名和運算子多載、參考、常數、使用者可控制的自由空間儲存區控制、改良的型別檢查,以及新的雙斜線(//)單行註解風格。1985年,發佈第一版《C++程式設計語言》,提供一個重點的語言參考,至此還不是官方標準。1989年,發佈了Release 2.0。引入了多重繼承、抽象型別、靜態成員函式、常數成員函式,以及成員保護。1990年,出版了The Annotated C++ Reference Manual。這本書後來成為標準化的基礎。稍後還引入了模板、例外處理、命名空間、新的強制型別轉換,以及布爾。

隨著C++語言的演變,也逐漸演化出相應的標準程式庫。最先加進C++標準函式庫的是串流I/O程式庫,其用以取代傳統的C函式,如printf和scanf。隨後所引入的程式庫中最重要的便是標準模板庫,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)。在官方釋出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,一份名為Library Technical Report 1(簡稱TR1)的技術報告釋出。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為下一版C++標準的一部分。幾乎所有目前仍在維護的C++編譯器皆已支援TR1。

目前最新的C++標準是2011年9月發行的ISO/IEC 14882:2011[1],又稱C++0x或C++11。

雖然C++免專利,但標準檔案本身並不是免費的,儘管標準文件不是免費的,但是很容易從網路中取得,最簡單的就是C++標準文件之前的最後一次草稿版本,它與標準的差別幾乎只在於排版上。


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。更早以前,尚在研究階段的發展中語言曾被稱為「new C」,之後是「C with Classes」。在電腦科學中,C++仍被稱為C語言的上層結構。它最後得名於C語言中的「++」運算子(其對變數的值進行遞增)。而且在共同的命名約定中,使用「+」以表示增強的程式。Stroustrup說:「這個名字象徵著源自於C語言變化的自然演進」。C+是一個和C/C++無關的早期程式語言。

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++會成為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,附加只發生在運算之後(因此,它應該是++C,而不是C++,這個笑話是說時下某些程式設計師還在以使用C的方式使用C++,這通常被一些權威著作認為是不正確的)。

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