1.1 C++概述

C++语言是一种应用较广的面向对象的程序设计语言，其除了继承了C语言全部的优点和功能外，还支持面向对象程序设计。C++现在已成为介绍面向对象程序设计的首选语言，是当前一种十分流行和实用的程序设计语言。

1.1.1　C++的历史

读者可能了解到，C++语言起源于C语言。1980年，美国贝尔实验室的Bjarne Stroustrup博士及其同事在C语言的基础上，从Simula67中引入面向对象的特征，开发出一种过程性与对象性相结合的程序设计语言，最初称为“带类的C”，至1983年取名为C++。

后来，Stroustrup和他的同事们又为C++引进了运算符重载、引用、虚函数等许多特性，使之更加精练，于1989年后推出了AT&T C++ 2.0版。随后美国国家标准化协会ANSI(American National Standard Institute)和国际标准化组织ISO(International Standards Organization)一起进行了标准化工作，并于1998年正式发布了C++语言的国际标准ISO/IEC：98—14882。各软件商推出的C++编译器都支持该标准，并有不同程度的拓展。

此后，C++经过了许多次改进、完善，发展成为现在的C++。目前的C++具有两方面的特点：其一，C++是C语言的超集，能与C语言兼容；其二，C++支持面向对象的程序设计，使其被称为一种真正意义上的面向对象程序设计语言。

C++支持面向对象的程序设计方法，特别适合于中型和大型的软件开发项目。从开发时间、费用到软件的重用性、可扩充性、可维护性和可靠性等方面，C++均具有很大的优越性。

1.1.2　C++的特点

由于C++是一种面向对象的程序设计语言，因此具有面向对象程序设计有别于过程化设计的特点。面向对象程序设计是一种程序设计方法，其模仿了人们建立现实世界模型的方法。在面向对象程序设计中，现实世界中客观存在的事物都被称为对象，而具有相同特征的一类对象则可归纳为类。例如，张三是一个对象，而人则是一个类。面向对象程序设计的基础是对象和类。

C++中，对象是构成信息系统的基本单位，类（class）是对一组性质相同对象的描述。简单地说，类是用户定义的一种新的数据类型，是C++程序设计的核心。由于C++是一种面向对象语言，因此，面向对象程序设计的主要特征也是C++的主要特点，具体如下。

● 封装性：所谓封装就是将一组数据和与这组数据有关的操作集合组装在一起，形成一个能动的实体，也就是对象。C++中通过建立类这个数据类型来支持封装性。

● 继承性：继承是指一个类具有另一个类的属性和行为。这个类既具有另一个类的全部特征，又具有自身的独有特征。C++中将其称为派生类（或子类），而将其所继承的类称为基类（父类）。

● 多态性：多态是指不同的对象调用相同名称的函数，并可导致完全不同的行为。C++中的多态性通过使用函数重载、模板和虚函数等概念来实现。

近几年来，C++得到过许多扩展，使其具有更多独有的特点。C++模板是近几年来对此语言的一种扩展，模板是根据类型的参数来产生函数和类的机制，有时也称模板为“参数化的类型”。使用模板，可以设计一个对许多类型数据进行操作的类，而不需要为每个类型的数据建立一个单独的类。标准模板库（Standard Template Library，STL）和微软的活动模板库（Active Template Library，ATL）都基于C++语言扩展，这些在后续的章节中都将逐一介绍。

此外，C++标准可分为两部分：C++语言本身和C++标准库。C++标准库对于Visual C++是相当新的，C++标准库实现容器和算法的部分就是标准模板库STL。

标准模板库STL是数据结构和算法的一个框架，数据结构包括矢量、列表和映射等，算法包括这些数据结构的查找、复制和排序等。1994年7月，ANSI/ISO C++标准委员会投票决定接受STL为C++标准库的一部分，STL的产生是为了满足通用性的设计目标，而不是为了提高性能。

1.1.3　C与C++的区别

前面提到过，C++语言是对C语言的扩展，是C语言的超集。C++语言增强了C语言的能力，使得程序员能够提高编写程序的质量，并易于程序代码的复用。C++语言的ISO标准已在1997年11月被一致通过，于1998年8月被正式批准。

事实上，“C++”这个名字是由Rick Maseitti提出，到1983年夏被确定的。C++的创作灵感来源于当时计算机语言多方面的成果，特别是BCPL语言（Basic Combined Programming Language，它也是C语言的来源之一）和Simula 67语言（以面向对象为核心的语言），同时还借鉴了Algol 68。就如同它的名字表达的那样，C++语言是C语言的一个超集，它是一门混合型的语言，既支持传统的结构化程序设计，又支持面向对象的程序设计，这是C++语言成功流行的一个重要原因。

简单来说，C++与C完全兼容。C++既可用于结构化程序设计，又可用于面向对象的程序设计。C++对C的增强和扩展，主要表现在两个方面：

● 在原来面向过程的机制基础上，对C语言的功能做了不少扩充。

● 增加了面向对象的机制。

具体来说，C++与C相比，其优点在于：

● 与C语言兼容，既支持面向对象的程序设计，也支持结构化的程序设计。同时，熟悉C语言的程序员，能够迅速掌握C++语言。

● 修补了C语言中的一些漏洞，提供更好的类型检查和编译时的分析。使得程序员在C++环境下继续写C代码，也能得到直接的好处。

● 生成目标程序质量高，程序执行效率高。一般来说，用面向对象的C++编写的程序执行速度与C语言程序不相上下。

● 提供了异常处理机制，简化了程序的出错处理。利用throw、try和catch关键字，使出错处理程序不必与正常的代码紧密结合，提高了程序的可靠性和可读性。

● 函数可以重载。重载允许相同的函数名具有不同参数表，系统根据参数的个数和类型匹配相应的函数。

● 提供了模板机制。模板包括类模板和函数模板两种，它们将数据类型作为参数。对于具体数据类型，编译器自动生成模板类或模板函数，它提供了源代码复用的一种手段。