C++起源，作者，发展
C++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。Stroustrup⽐较关系的是让
C++更有⽤，⽽不是实施特定的编程原理和风格。名称C++来⾃C语⾔的递增运算符++，名称C++表⽰它是C的扩充版本。
C++ 作者
C＋＋是80年代由贝尔实验室的Bjarne Stroustrup博⼠及其同事在C语⾔的基础上开发成功的（oop）的语⾔。
C++发展：
C++是⼀门以C为基础发展⽽来的⼀门⾯向对象的⾼级程序设计语⾔，从1983年在贝尔实验室创⽴开始⾄今，已有30多个年头。C++从最初的C with class，经历了从C++98、C++ 03、C++ 11、C++ 14再到C++17多次标准化改造，功能得到了极⼤的丰富，已经演变为⼀门集⾯向过程、⾯向对象、函数式、泛型和元编程等多种编程范式的复杂编程语⾔。由于C++过于复杂，并且经历了长时间的发展演变，⽬前对于
C++标准⽀持的较好主要有GNU C++和Visual C++，严格来说，⽬前还没有⼀个完全⽀持ISO C++的版本。
C++实现源代码⽂件的扩展名
UNIX                          C、cc、cxx、c
GNU C++                    C、cc、cxx、cpp、c++
Digital Mars                cpp、cxx
Borland C++                  cpp
Watcom                        cpp
Microsof t Visual C++    cpp、cxx、cc
Freestyle Code Warrior  cp、cpp、cc、cxx、c++
什么是C++
C++是⼀种使⽤⼴泛的计算机程序设计语⾔。它是⼀种通⽤程序设计语⾔，⽀持多重编程模式，例如过程化程序设计、数据抽象、⾯向对象程序设计、泛型程序设计和设计模式等。
⽐雅尼·斯特劳斯特鲁普博⼠在贝尔实验室⼯作期间在20世纪80年代发明并实现了C++。起初，这种语⾔被称作“C with Classes”（“包
含‘类’的C语⾔”），作为C语⾔的增强版出现。随后，C++不断增加新特性。虚函数（virtual function）、运算符重载（operator overloading）、多继承（multiple inheritance）、标准模板库（standard template library, STL）、异常处理（exception）、运⾏时类型信息（Runtime type information）、名字空间（namespace）等概念逐渐纳⼊标准。1998年，国际标准组织（ISO）颁布了C++程序设计语⾔的第⼀个国际标准ISO/IEC 14882:1998，当前最新标准为ISO/IEC 14882:2017。根据《C++编程思想》（Thinking in C++）⼀书，C++与C 的代码执⾏效率往往相差在±5%之间。
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（STL）和后来的Boost等程序库的出现，泛型程序设计在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++已经成为当今主流程序设计语⾔中最复杂的⼀员。
发展历史
⽐雅尼·斯特劳斯特鲁普，C++之⽗
⽐雅尼·斯特劳斯特鲁普（Stroustrup）⼯作起于1979年的C with Classes。[1]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Simula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核⼼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Simula的特点。[2]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和Simula之外，同时也从其它语⾔中获取灵感，如ALGOL 68、Ada、CLU以及ML。
刚开始时，类别、派⽣类、存储类型检查、内联和缺省参数特性，都是透过Cfront引⼊C语⾔之中。[3]
1983年，C with Classes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、函数名和运算符重载、参考、常量、⽤户可控制的⾃由空间存储区控制、改良的类型检查，以及新的双斜线（//）单⾏注解风格。
1985年，发布第⼀版《C++程序设计语⾔》，提供⼀个重点的语⾔参考，⾄此还不是官⽅标准。[4]1985年10⽉出现了第⼀个商业化发布。1989年，发布了Release 2.0。引⼊了多重继承、抽象类别、静态成员函数、常量成员函数，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、异常处理、名字空间、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++标准库的是流I/O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TR1）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。⼏乎所有当前仍在维护的C++编译器皆已⽀持TR1。
当前最新的C++标准是2017年12⽉发布的ISO/IEC 14882:2017[5]，⼜称C++17或C++1z。
虽然C++免专利，但标准⽂件本⾝并不是免费的，尽管标准⽂档不是免费的，但是很容易从⽹络中获取，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。
C++名字的由来
C++这个名字是Rick Mascitti于1983年中所建议的，并于1983年12⽉⾸次使⽤。更早以前，尚在研究阶段的发展中语⾔曾被称为“new C”，之后是“C with Classes”。在计算机科学中，C++仍被称为C语⾔的上层结构。它最后得名于C语⾔中的“++”运算符（其对变量的值进⾏递增）。⽽且在共同的命名约定中，使⽤“+”以表⽰增强的程序。斯特劳斯特鲁普说：“这个名字象征着源⾃于C语⾔变化的⾃然演进”。C+是⼀个和C/C++⽆关的早期编程语⾔。
Rick Mascitti在1992年被⾮正式地问起名字的由来，他表⽰这是在半开玩笑中说出的。他从没想过C++会成为这门语⾔的正式名字。
有⼀个关于C++名字的笑话是，当你使⽤后缀++时，附加只发⽣在运算之后（因此，它应该是++C，⽽不是C++，这个笑话是说时下某些程序员还在以使⽤C的⽅式使⽤C++，这通常被⼀些权威著作认为是不正确的）。
标准程序库
1998的C++标准分为两个部分：核⼼语⾔和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（STL）为基础，STL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Vector），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序列上运作。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）有助于导向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的第三⽅程式库，标准中并未称之为“STL”，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STL；实际上它们并不存在于原始的SGI STL中，在标准化后SGI STL才从标准库吸收加⼊其中。
C++中的特⾊
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）、const限定符和constexpr常量表达式、类型处理运算符（类型别名及auto和decltype等多种类型指⽰符）、C++标准库（IO库与多种容器类）与迭代器、动态内存与智能指针、函数重载、⾯向对象程序设计（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、名字空间、多继承与虚继承、运⾏时类型识别及嵌套类等。
和普遍认为的相反，C++不是第⼀个正式引⼊const关键字的语⾔。80年代早期，Bjarne Stroustrup和Dennis Retchie讨论之后提供了在C语⾔中readonly/writeonly的实现机制，并在带类别的C中获取了⼀定经验。关键字const正式引⼊C语⾔是在ANSI C89。这早于第⼀个C++国际标准近⼗年，但此时const已被C++实现普遍采⽤。
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for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++编译器可能实现若⼲特性，以作为扩展，但
其余部分并不匹配现存的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语⾔⼀样是意味着存储器区域，⽽不是类的实体，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，所存⼊的存储器区域。
与C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：
C++有时被认为是C的超集（superset），但这并不严谨。
各个版本的ISO/IEC 14882的附录C中都指出了C++和ISO C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);
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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。
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);
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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，也新增了⼀些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。
预处理器
C++主要有三个编译阶段：预处理、转译成⽬标代码和链接（最后的两个阶段⼀般才视为真正的“编译”）。在第⼀阶段，预处理，会将预处理器指令替换成源代码，然后送到下⼀个编译阶段。
低级编程语言预处理器指令和
预处理指令的运作⽅式是根据⽤户定义的规则，简单的把记号字符序列置换成其它的记号字符序列。它们进⾏宏置换、含⼊其它的⽂件（由底层⾄⾼端的特性，例如包含模块／包／单元／组件）、条件式编译和条件式含⼊。例如：
#define PI 3.1415926535897932384626433832795028841971693993751
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原始代码中出现的PI，都将会替换为3.1415926535897932384626433832795028841971693993751。另⼀个普遍的例⼦是
#include <iostream>
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它将标准库头⽂件iostream中所有的声明语句都纳⼊调⽤者所在的程序块。除了以上提到的常⽤指令以外，还有⼏个额外的预处理器指令，可以⽤来控制编译流程、条件式含⼊或排除代码区块等等。
模板
模板（Template）指C++编程语⾔中的函数模板（function template）与类别模板（class template），这种观念是取材⾃Simula的泛型程序设计。它采⽤typename和class两个关键字，来标识模板类别的类型参数。C++11和C++14分别引⼊了类型别名模板和变量模板。
类别与对象
在⾯向对象对象程序设计术语中，对象（object）是数据（data）和处理数据的指令（instructions）的联合（association）。模拟（simulate）实际世界（real-world），对象有三种特质（characteristics）：状态（State）、⾏为（Behavior）、同⼀性⾝份，并且使⽤消息（message）来引发彼此的交互。类别（class）为对象的蓝图或⼯⼚，定义了对象的抽象特质，包括对象的属性特质和对象的⾏为特质，属性的值即是对象的状态，⾏为即是对象能够做的事。
C++为类别构成式⾯向对象编程语⾔（class-based object-oriented programming language），类别概念具现化（reification）地作为⼆等公民（second-class citizen）出现在C++语⾔当中，在语法中明确地
使⽤类别来做到数据抽象、封装、模块化、继承、⼦类型多态、对象状态的⾃动初始化。C++中，⼀个类别即为⼀个类型，加上封装，⼀个类别即为⼀个抽象数据类型（Abstract Data Type，ADT），继承、多态、模板都加强了类别的可抽象性。在C++可以使⽤class或struct这两个关键字宣告类别（class），⽽使⽤new运算符实体化类别产⽣的实体（instance）即为对象，是⼀等公民。C/C++以数据成员（data member）表达属性，以成员函数（member function）表达⾏为。
声明⼀个Car class：
1 class Car {
2 private:
3 int isRunning;
4 public:
5 Run();
6 };
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2
3
4
5
6
但是仍然需要注意，严格来说，C++中对象的概念和C的对应概念接近，表⽰的是具有特定类型的存储，⽽⾮⾯向对象意义上的“对象”：⼀个对象不⼀定是类类型的。此外，C++意义上的“实例”仅指模板实例化的结果，⽽并不指对象。作为对⽐，Java的“对象”和“实例”的概念和这⾥的使⽤⼀致。
封装
封装（Encapsulation）是将数据和处理数据的程序（procedure）组合起来，仅对外公开接⼝（interface），达到信息隐藏（information hiding）的功能。封装的优点是能减少耦合（Coupling）。C++、Java、C# 等语⾔定义对象都是在语法中明确地使⽤类别（Class）来做到封装。
C++的类对其成员（包括数据成员、函数成员）分为三种封装状态：
公有（public）：类别的⽤户可以访问、使⽤该类别的此种成员。
保护（protected）：该类别的派⽣类可以访问、使⽤该类别的此成员。外部程序代码不可以访问、使⽤这种成员。
私有（private）：只有类别⾃⾝的成员函数可以访问、使⽤该类别的此成员。
⼀般可以将C++类的对外接⼝设定为公有成员；类内部使⽤的数据、函数设定为私有成员；供派⽣⾃该类别的⼦类使⽤的数据、函数设定为保护成员。
继承
继承（Inheritance）是指派⽣类（subclass）继承基类（superclass），会⾃动获取超类别除私有特质外的全部特质，同⼀类别的所有实体都会⾃动有该类别的全部特质，做到代码再⽤（reuse）。C++只⽀持类别构成式继承，虽然同⼀类别的所有实体都有该类别的全部特质，但是实体能够共享的实体成员只限成员函数，类别的任何实体数据成员乃每个实体独⽴⼀份，因此对象间并不能共享状态，除⾮特质为参考类型的属性，或使⽤指针来间接共享。C++⽀持的继承关系为：
公有继承（public inheritance）：最常⽤继承关系，含义是“is-a”关系，代表了在完全使⽤公有继承的对象类别之间的层次关系（hierarchy）。
受保护继承（protected inheritance）：基类的公有或保护内容可以被派⽣类，以及由此派⽣的其他类别使⽤。但是基类对外界⽤户是不可见的。派⽣类的⽤户不能访问基类的成员、不能把派⽣类别转换（造型）为基类的指针或引⽤。
私有继承（private inheritance）：基类的公有或保护内容仅可以被派⽣类访问。但基类对派⽣类的⼦类或派⽣类的⽤户都是不可见的。派⽣类的⼦类或派⽣类的⽤户都不能访问基类的内容、不能把派⽣类转换为基类的指针或引⽤。
C++⽀持多继承（multiple inheritance，MI）。多继承（multiple inheritance，MI）的优缺点⼀直⼴为⽤户所争议，许多语⾔（如Java）并不⽀持多重继承，⽽改以单⼀继承和接⼝继承（interface inheritance），⽽另⼀些语⾔则采⽤⽤单⼀继承和混⼊（mixin）。C++通过虚继承（Virtual Inheritance）来解决多继承带来的⼀系列问题。
多态
除了封装与继承外，C++还提供了多态功能，⾯向对象的精神在于多态（Polymorphism），⼀般的多态，是指动态多态，系使⽤继承和动态绑定（Dynamic Binding）实现，使⽤多态可创建起继承体系（Inheritance hierarchy）。类（class）与继承只是达成多态中的⼀种⼿段，所以称⾯向对象⽽⾮⾯向类。
多态⼜分成静态多态（Static Polymorphism）与动态多态（Dynamic Polymorphism）。C++语⾔⽀持的动态多态必须结合继承和动态绑定（Dynamic Binding）⽅式实现。静态多态是指编译时决定的多态，包括重载和以模板（template）实现多态的⽅法即参数化类型（Parameterized Types），是使⽤宏（macro）的“程序代码膨胀法”达到多态效果。
类型转换（type cast）也是⼀种⾮参数化（ad hoc）多态的概念，C++提供dynamic_cast, static_cast等运算符来实现强制类型转换（Coercion）。
操作数重载（operator overloading）或函数重载（function overloading）也算是多态的概念。

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