简介

C++融合了 3 种不同的编程方式： C 语言代表的过程性语言、C++ 在 C 语言基础上添加的类代表的面向对象(OOP)语言、 C++ 模板支持的泛型编程。

C 语言的诞生

贝尔实验室的 Dennis Ritchie(丹尼斯·里奇) 致力于开发 UNIX 操作系统，为完成这项工作， Ritchie 需要一种语言， 它必须简洁， 能够生成简洁、 快速的程序， 并能有效地控制硬件。

传统上， 程序员使用汇编语言来满足这些需求， 汇编语言依赖于计算机的内部机器语言。汇编语言是低级（low-level） 语言， 即直接操作硬件， 如直接访问 CPU 寄存器和内存单元。 要将汇编程序移植到另一种计算机上， 必须使用不同的汇编语言重新编写程序。

UNIX 是为在不同的计算机(或平台)上工作而设计的， 高级(high-level)语言致力于解决问题， 而不针对特定的硬件。 一种被称为编译器的特殊程序将高级语言翻译成特定计算机的内部语言。 这样， 就可以通过对每个平台使用不同的编译器来在不同的平台上使用同一个高级语言程序。

Ritchie 希望有一种语言能将低级语言的效率、 硬件访问能力和高级语言的通用性、 可移植性融
合在一起， 于是他在旧语言的基础上开发了 C 语言。

C语言编程原理

C++ 在 C 语言的基础上移植了新的编程理念。

一般来说， 计算机语言要处理两个概念——数据和算法。 数据是程序使用和处理的信息， 而算法是程序使用的方法。

C 语言在最初面世时也是过程性(procedural)语言。

随着程序规模的扩大， 早期的程序语言(如FORTRAN和BASIC)都会遇到组织方面的问题。很多旧式程序的执行路径很混乱(被称为“意大利面条式编程”) ，几乎不可能通过阅读程序来理解它，修改这种程序简直是一场灾难。

为了解决这种问题， 计算机科学家开发了一种更有序的编程方法:

1. 结构化编程（structured programming）
2. 自顶向下（top-down） 的设计

C 语言具有使用这两种方法的特性。

面向对象编程

与强调算法的过程性编程不同的是， OOP 强调的是数据。

OOP 不像过程性编程那样， 试图使问题满足语言的过程性方法，而是试图让语言来满足问题的要求。 其理念是设计与问题的本质特性相对应的数据格式。

在 C++ 中， 类是一种规范，它描述了这种新型数据格式，对象是根据这种规范构造的特定数据结构。

OOP 程序设计方法首先设计类。从低级组织(如类)到高级组织(如程序)的处理过程叫做自下向上(bottom-up) 的编程。

OOP 编程并不仅仅是将数据和方法合并为类定义。 例如， OOP 还有助于创建可重用的代码， 这将减少大量的工作。 信息隐藏可以保护数据， 使其免遭不适当的访问。 多态让您能够为运算符和函数创建多个定义， 通过编程上下文来确定使用哪个定义。 继承让您能够使用旧类派生出新类。

C++和泛型编程

泛型编程(generic programming)是 C++ 支持的另一种编程模式。

OOP 强调的是编程的数据方面， 而泛型编程强调的是独立于特定数据类型。

C++ 的数据表示有多种类型——整数、 小数、 字符、 字符串、 用户定义的、 由多种类型组成的复合结构。 例如，要对不同类型的数据进行排序， 通常必须为每种类型创建
一个排序函数。 泛型编程需要对语言进行扩展， 以便可以只编写一个泛型（即不是特定类型的） 函数， 并将其用于各种实际类型。 C++ 模板提供了完成这种任务的机制。

C++ 的起源

与 C 语言一样， C++ 也是在贝尔实验室诞生的， Bjarne Stroustrup 于 20 世纪 80 年代在这里开发出了这种语言。

Stroupstrup 之所以在C的基础上创建 C++， 是因为C语言简洁、 适合系统编程、 使用广泛且与UNIX操作系统联系紧密。 C++ 的 OOP 方面是受到了计算机模拟语言 Simula67 的启发。 Stroustrup 加入了 OOP 特性和对 C 的泛型编程支持， 但并没有对 C 的组件作很大的改动。 因此， C++ 是 C语言的超集， 这意味着任何有效的 C 程序都是有效的 C++ 程序。

计算机程序将实际问题转换为计算机能够执行的一系列操作。 OOP 部分赋予了 C++ 语言将问题所涉及的概念联系起来的能力， C 部分则赋予了 C++ 语言紧密联系硬件的能力。