1.1 C++概述

C++語言是一種應用較廣的面向對象的程序設計語言，其除了繼承了C語言全部的優點和功能外，還支持面向對象程序設計。C++現在已成為介紹面向對象程序設計的首選語言，是當前一種十分流行和實用的程序設計語言。

1.1.1　C++的歷史

讀者可能了解到，C++語言起源于C語言。1980年，美國貝爾實驗室的Bjarne Stroustrup博士及其同事在C語言的基礎上，從Simula67中引入面向對象的特征，開發出一種過程性與對象性相結合的程序設計語言，最初稱為“帶類的C”，至1983年取名為C++。

后來，Stroustrup和他的同事們又為C++引進了運算符重載、引用、虛函數等許多特性，使之更加精練，于1989年后推出了AT&T C++ 2.0版。隨后美國國家標準化協會ANSI(American National Standard Institute)和國際標準化組織ISO(International Standards Organization)一起進行了標準化工作，并于1998年正式發布了C++語言的國際標準ISO/IEC：98—14882。各軟件商推出的C++編譯器都支持該標準，并有不同程度的拓展。

此后，C++經過了許多次改進、完善，發展成為現在的C++。目前的C++具有兩方面的特點：其一，C++是C語言的超集，能與C語言兼容；其二，C++支持面向對象的程序設計，使其被稱為一種真正意義上的面向對象程序設計語言。

C++支持面向對象的程序設計方法，特別適合于中型和大型的軟件開發項目。從開發時間、費用到軟件的重用性、可擴充性、可維護性和可靠性等方面，C++均具有很大的優越性。

1.1.2　C++的特點

由于C++是一種面向對象的程序設計語言，因此具有面向對象程序設計有別于過程化設計的特點。面向對象程序設計是一種程序設計方法，其模仿了人們建立現實世界模型的方法。在面向對象程序設計中，現實世界中客觀存在的事物都被稱為對象，而具有相同特征的一類對象則可歸納為類。例如，張三是一個對象，而人則是一個類。面向對象程序設計的基礎是對象和類。

C++中，對象是構成信息系統的基本單位，類（class）是對一組性質相同對象的描述。簡單地說，類是用戶定義的一種新的數據類型，是C++程序設計的核心。由于C++是一種面向對象語言，因此，面向對象程序設計的主要特征也是C++的主要特點，具體如下。

● 封裝性：所謂封裝就是將一組數據和與這組數據有關的操作集合組裝在一起，形成一個能動的實體，也就是對象。C++中通過建立類這個數據類型來支持封裝性。

● 繼承性：繼承是指一個類具有另一個類的屬性和行為。這個類既具有另一個類的全部特征，又具有自身的獨有特征。C++中將其稱為派生類（或子類），而將其所繼承的類稱為基類（父類）。

● 多態性：多態是指不同的對象調用相同名稱的函數，并可導致完全不同的行為。C++中的多態性通過使用函數重載、模板和虛函數等概念來實現。

近幾年來，C++得到過許多擴展，使其具有更多獨有的特點。C++模板是近幾年來對此語言的一種擴展，模板是根據類型的參數來產生函數和類的機制，有時也稱模板為“參數化的類型”。使用模板，可以設計一個對許多類型數據進行操作的類，而不需要為每個類型的數據建立一個單獨的類。標準模板庫（Standard Template Library，STL）和微軟的活動模板庫（Active Template Library，ATL）都基于C++語言擴展，這些在后續的章節中都將逐一介紹。

此外，C++標準可分為兩部分：C++語言本身和C++標準庫。C++標準庫對于Visual C++是相當新的，C++標準庫實現容器和算法的部分就是標準模板庫STL。

標準模板庫STL是數據結構和算法的一個框架，數據結構包括矢量、列表和映射等，算法包括這些數據結構的查找、復制和排序等。1994年7月，ANSI/ISO C++標準委員會投票決定接受STL為C++標準庫的一部分，STL的產生是為了滿足通用性的設計目標，而不是為了提高性能。

1.1.3　C與C++的區別

前面提到過，C++語言是對C語言的擴展，是C語言的超集。C++語言增強了C語言的能力，使得程序員能夠提高編寫程序的質量，并易于程序代碼的復用。C++語言的ISO標準已在1997年11月被一致通過，于1998年8月被正式批準。

事實上，“C++”這個名字是由Rick Maseitti提出，到1983年夏被確定的。C++的創作靈感來源于當時計算機語言多方面的成果，特別是BCPL語言（Basic Combined Programming Language，它也是C語言的來源之一）和Simula 67語言（以面向對象為核心的語言），同時還借鑒了Algol 68。就如同它的名字表達的那樣，C++語言是C語言的一個超集，它是一門混合型的語言，既支持傳統的結構化程序設計，又支持面向對象的程序設計，這是C++語言成功流行的一個重要原因。

簡單來說，C++與C完全兼容。C++既可用于結構化程序設計，又可用于面向對象的程序設計。C++對C的增強和擴展，主要表現在兩個方面：

● 在原來面向過程的機制基礎上，對C語言的功能做了不少擴充。

● 增加了面向對象的機制。

具體來說，C++與C相比，其優點在于：

● 與C語言兼容，既支持面向對象的程序設計，也支持結構化的程序設計。同時，熟悉C語言的程序員，能夠迅速掌握C++語言。

● 修補了C語言中的一些漏洞，提供更好的類型檢查和編譯時的分析。使得程序員在C++環境下繼續寫C代碼，也能得到直接的好處。

● 生成目標程序質量高，程序執行效率高。一般來說，用面向對象的C++編寫的程序執行速度與C語言程序不相上下。

● 提供了異常處理機制，簡化了程序的出錯處理。利用throw、try和catch關鍵字，使出錯處理程序不必與正常的代碼緊密結合，提高了程序的可靠性和可讀性。

● 函數可以重載。重載允許相同的函數名具有不同參數表，系統根據參數的個數和類型匹配相應的函數。

● 提供了模板機制。模板包括類模板和函數模板兩種，它們將數據類型作為參數。對于具體數據類型，編譯器自動生成模板類或模板函數，它提供了源代碼復用的一種手段。