C++

比雅尼·史特劳斯特鲁普，C++之父

C++语言发展大概可以分为三个阶段：第一阶段从80年代到1995年。这一阶段C++语言基本上是传统类型上的面向对象语言，并且凭借着接近C语言的效率，在工业界使用的开发语言中占据了相当大份额；第二阶段从1995年到2000年，这一阶段由于标准模板库和后来的Boost等程序库的出现，泛型进程设计在C++中占据了越来越多的比重。当然，同时由于Java、C#等语言的出现和硬件价格的大规模下降，C++受到了一定的冲击；第三阶段从2000年至今，由于以Loki、MPL(Boost)等程序库为代表的产生式编程和模板元编程的出现，C++出现了发展历史上又一个新的高峰，这些新技术的出现以及和原有技术的融合，使C++已经成为当今主流进程设计语言中最复杂的一员。

比雅尼·史特劳斯特鲁普工作起于1979年的。这个构思起源于斯特劳斯特鲁普做博士论文时的一些程序撰写经验。他发现Simula具备很利于大型软件开发的特点，但的运行速度太慢，无法对现实需求发挥功效；BCPL虽快得多，但它过于低级的特性，使其不适于大型软件的开发。当斯特劳斯特鲁普开始在贝尔实验室工作时，他有分析UNIX内核关于分布式计算的问题。回想起他的博士论文经验，斯特劳斯特鲁普开始为C语言增强一些类似的特点[3]。之所以选择C，是因为它适于各种用途、快速和可移植性。除了C语言和之外，同时也从其它语言中取得灵感，如ALGOL 68、Ada、CLU以及ML。

刚开始时，类别、衍生类别、保存类型检查、内联和缺省参数特性，都是通过Cfront引入C语言之中[4]。

1983年，改命名为C++（++是C语言中的增值操作符）。加入了新的特性，其中包括虚函数、函数名和操作符多载、参考、常数、用户可控制的自由空间保存区控制、改良的类型检查，并恢复了BCPL风格的双斜线（//）单行注释（之后C99也支持了这种注释）。

1985年，发布第一版《C++编程语言》，提供一个重点的语言参考，至此还不是官方标准[5]。1985年10月出现了第一个商业化发布。

1989年，发布了。引入了多重继承、抽象类别、静态成员函数、常数成员函数，以及成员保护。1990年，出版了The Annotated C++ Reference Manual。这本书后来成为标准化的基础。稍后还引入了模板、例外处理、命名空间、新的强制类型转换，以及布尔类型。

随着C++语言的演变，也逐渐演化出相应的标准程序库。最先加进C++标准函数库的是串流程序库，其用以取代传统的C函数，如printf和scanf。随后所引入的程序库中最重要的便是标准模板库，简称STL。

多年后，一个联合的ANSI-ISO委员会于1998年对C++标准化（ISO/IEC 14882：1998）。在官方发布1998标准的若干年后，委员会处理缺陷报告，并于2003年发布一个C++标准的修正版本。2005年，一份名为Library Technical Report 1（简称）的技术报告发布。虽然还不是官方标准的一部分，不过它所提供的几个扩展可望成为下一版C++标准的一部分。几乎所有目前仍在维护的C++编译器皆已支持。

目前最新的C++标准是2020年12月发布的ISO/IEC 14882:2020[6]，又称C++20。

虽然C++免专利，但标准文档本身并不是免费的，尽管标准文档不是免费的，但是很容易从网络中取得，最简单的就是C++标准文档之前的最后一次草稿版本，它与标准的差别几乎只在于排版上。

在《C++语言的设计和演化》（1994）中，描述了他在设计C++时，所使用的一些原则。知道这些原则有助于理解C++为何会是现在这个样子。以下总结了一些原则，详尽的内容可参阅《C++语言的设计和演化》：

• C++设计成直接的和广泛的支持多种编程风格（过程化编程、数据抽象、面向对象编程、泛型编程）。
• C++设计成给编程者更多的选择，即使可能导致编程者选择错误。
• C++设计成尽可能与C兼容，借此提供一个从C到C++的平滑过渡。
• C++避免平台限定或没有普遍用途的特性。
• C++不使用会带来额外开销的特性。
• C++设计成无需复杂的编程环境。

1998的C++标准分为两个部分：内核语言和C++标准程序库；后者包含了大部分标准模板库和C标准程序库的稍加修改版本。存在许多不属于标准部分的C++程序库，且使用外部链接，程序库甚至可以用C撰写。

C++标准程序库充分吸收了C标准程序库，并佐以少许的修改，使其与C++良好的运作。另一个大型的程序库部分，是以标准模板库（）为基础，于1994年2月正式成为ANSI/ISO C++。它提供了实用的工具，如容器类（如：Array和），迭代器（广义指针）提供容器以类似数组的访问方式，以及泛型算法进行搜索和排序的运算。此外还提供了(multi)map和(multi)set，它们都共享相似的成员函数。因此，以下成为可能，使用模板撰写泛型算法，它可以和任何容器或在任何以迭代器定义的串行上运作。如同C，使用#include指令包含标准表头，即可访问程序库里的功能。C++提供69个标准表头，其中19个不再赞成使用。

使用标准模板库（例如：使用std::vector或std::string来取代C风格的数组或字符数组）有助于开发更安全和更灵活的软件。

在STL在纳入C++标准以前，是来自HP和后来的SGI的第三方程序库，标准中并未称之为「」，它只是标准库中的一部分，但仍有许多人使用这个名称，以别于其它的标准库（输入／输出串流、国际化、诊断、C程序库子集，等等）。 另外，如std::basic_string此类标准委员会添加的接口，有时也被误认为；实际上它们并不存在于原始的中，在标准化后才从标准库吸收加入其中。

和C语言相比，C++引入了更多的特性，包括：复合类型（引用类型等）、限定符和常量表达式、类型处理运算符（类型别名及和等多种类型指示符）、C++标准库（库与多种容器类）与迭代器、动态内存与智能指针、函数重载、面向对象进程设计（如数据抽象、成员函数、类作用域、构造函数与析构函数、静态成员、访问控制与继承、虚函数、抽象类与接口等）、拷贝控制、运算符重载、造型与函数风格的强制类型转换、模板与泛型编程，以及异常处理、命名空间、多继承与虚继承、运行时类型识别及嵌套类等。

C++在某些案例中（见下「与C不兼容之处」），进行比C还要多的类型检查。

以「//」起始作为注解起源自C的前身BCPL，而后被重新引入到C++。

C++的一些特性，C不久之后也采用了，包括在循环的括号中声明，C++风格的注解（使用//符号，和inline，虽然C99定义的inline关键字与C++的定义不兼容。不过，C99也引入了不存在于C++的特性，如：可变参数宏，和以数组作为参数的较佳处理；某些C++编译器可能实作若干特性，以作为扩展，但其余部分并不符合现存的C++特性）

一个常见的混淆其实只是一个微妙的术语问题：由于它的演化来自C，在C++中的术语对象和C语言一样是意味着内存区域，而不是的实体，在其它绝大多数的面向对象语言也是如此。举例来说，在C和C++中，语句int i;定义一个int类型的对象，这就是变量的值i将在指派时，所存入的内存区域。

int m = 1, n = 2; // int 类型的对象
const int a = 3; // const int 类型的对象
int const b = 4; //同上
const int *p //指向 const int 类型对象的指针
int const *q; //同上
int *const x; //指向 int 类型对象的 const 指针；注意 const 的位置
const int *const r; //指向 const int 类型对象的 const 指针
int const *const t; //同上

const int max_len = 42;
int a[max_len];

C++有时被认为是C的超集（），但这并不严谨。

各个版本的的附录C中都指出了C++和的一些不兼容之处。

大部分的C代码可以很轻易的在C++中正确编译，但仍有少数差异，导致某些有效的C代码在C++中失效，或者在C++中有不同的行为。

最常见的差异之一是，C允许从void*隐式转换到其它的指标类型，但C++不允许。下列是有效的C代码：

// 从void *隐式转换为int *
int *i = malloc(sizeof(int) * 5);

但要使其在C和C++两者皆能运作，就需要使用显式转换：

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

另一个常见的可移植问题是，C++定义了很多的新关键字，如new和class，它们在C程序中，是可以作为识别字（例：变量名）的。

C99去除了一些不兼容之处，也添加了一些C++的特性，如//注释，以及在代码中混合使用。不过C99也纳入几个和C++冲突的新特性（如：可变长数组、原生复数类型和复合逐字常数），而C++11已经加入了兼容C99预处理器的特性。

由于C++函数和C函数通常具有不同的名字修饰和调用约定，所有在C++中调用的C函数，须放在extern "C" { /* C函数声明 */ }之内。

下面这个进程显示“Hello, world!”然后结束运行：

#include <iostream>
// import <iostream>; // C++20 起
// import std;        // C++23 起

int main() {
    std::cout << "Hello, world!" << std::endl;
    // std::println("Hello, world!"); // C++23 起
    return 0;
}

这里也可以使用指令以避免多次声明std::——

#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
    cout << "Hello, world!" << endl;
    return 0;
}

如果使用“\n”代替以上代码里的“”，输出结果相等。

std::cout << "Hello, world!\n";

std::endl 不仅仅会在某个输出流中插入换行字符，还将执行输出流的 flush() 函数（即刷新缓冲区），而'\n'则不会。

根据ISO C++的规定，全局函数必须返回。 以下两种形式是合法的：

int main() {
    // ...
}

int main(int argc, char *argv[]) {
    // ...
}

不过，在一些编译器（例如Visual C++）上，

void main() {
    // ...
}

也是合法的。但是这样的写法兼容性较差。

C/Java/C#都可以用某种 LR剖析器（或其变形）分析文法，但C++是个著名的例外：请看下面的代码。

#include <vector>
#include <string>
std::vector< std::vector<std::string> >table1;
std::vector<std::vector<std::string>>table2;

上面的显然是一个字符串的二维数组，而则未必能通过编译：如果严格遵循分析过程，串 >> 会被解释为右移运算符而非两个代表模板参数表结束的右尖括号，因此出现编译错误，必须以的方式用空格区分。(在C++11发布之后，特别规定了当处理模板时，>>被优先视为两个>[28]，所以table1和table2均可通过编译.)

「在这12年里，C++用户人数大约每七个月半增加一倍」是许多C++相关文档必引的一段话；然而，时至今日新语言层出不穷，用户人数已不太可能以如此速度增长。分析机构定期对开发人员展开调查，其数据显示，以C++为工具的开发人员在整个开发界所占的比例由1998年春天的76%下降至2004年秋的46%。

一部分进程员对C++语言深恶痛绝，他们批评的理由如下：

1. STL以非常丑陋的方式封装了各种数据结构和算法，写出来的代码难以理解、不美观。
2. C++编译器复杂和不可靠，不适合构建人命关天类型的进程。
3. Ian Joyner认为面向对象技术徒增学习成本，不如面向过程的C语言简单容易使用，尤其是在系统软件的构建上[29]。

概括说来UNIX程序员批评C++主要是由于社群与C++社群的文化差异[30]。

Linux之父林纳斯·托瓦兹曾经多次炮轰C++。图灵奖得主尼克劳斯·维尔特也曾经批评C++语言太复杂、语法语义模糊，是“拙劣工程学”的成果。

事实上，对于C++语言的批评并不只来源于系统下的进程员。就像C++语言本身是一个跨平台的语言一样，对C++的批评并不局限于系统用户。

• 《C++编程语言》（）
• 比较Java和C++
• C++托管扩展
• C++/CLI
• Boost C++ Libraries
• Objective-C ，另一个以C语言添加面向对象设计的编程语言

• Josuttis, Nicolai M. Second. Addison-Wesley. 2012. ISBN 0-321-62321-5.
• Lippman, Stanley B.; Lajoie, Josée; Moo, Barbara E. Fifth. Addison-Wesley. 2011. ISBN 0-321-71411-3.
  • [美] Stanley B. Lippman; [美] Josée Lajoie; [美] Barbara E. Moo. . 由王刚; 杨巨峰翻译. 电子工业出版社. 2013-09-01. ISBN 9787121155352 （中文（中国大陆））.
• Meyers, Scott. Third. Addison-Wesley. 2005. ISBN 0-321-33487-6.
• Meyers, Scott. . Addison-Wesley. 2001.
• Stroustrup, Bjarne. Fourth ed. Addison-Wesley. 2013. ISBN 978-0-321-56384-2. 引文格式1维护：冗余文本 (link)
• Stroustrup, Bjarne. . Addison-Wesley. 1994. ISBN 0-201-54330-3.
• Stroustrup, Bjarne. Second ed. Addison-Wesley. 2014. ISBN 978-0-321-99278-9. 引文格式1维护：冗余文本 (link)
• Vandevoorde, David; Josuttis, Nicolai M. . Addison-Wesley. 2003. ISBN 0-201-73484-2.

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	维基共享资源上的多媒体资源
	维基教科书上的教科书和手册

• JTC1/SC22/WG21（页面存档备份，存于） - The C++ Standards Committee （英文）
• C和C++资源的最终列表（页面存档备份，存于）
• C++教学 （页面存档备份，存于）
• C/C++参考手册（中文） （页面存档备份，存于）