C/C++八股文day3

C和C++中struct有什么区别？

在C和C++中，struct（结构体）是用于定义复合数据类型的工具，但它们在C和C++中有一些重要的区别。以下是C和C++中struct的主要区别：

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1. 默认访问权限

• C：

  • struct的成员默认是公有的（即可以直接访问）。
  • C中没有访问控制的概念（如public、private、protected）。

• C++：

  • struct的成员默认是公有的（public）。
  • 但C++中可以通过显式指定private或protected来限制成员的访问权限。

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2. 成员函数

• C：

  • struct不能包含成员函数（即函数不能直接定义在struct内部）。
  • 只能包含数据成员。

• C++：

  • struct可以包含成员函数（方法）。
  • 可以像class一样定义构造函数、析构函数、运算符重载等。

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3. 继承

• C：

  • 不支持继承。struct不能从其他struct或类型继承。

• C++：

  • 支持继承。struct可以从其他struct或class继承。
  • 默认继承方式是public继承（与class的默认private继承不同）。

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4. 与class的关系

• C：

  • 只有struct，没有class的概念。

• C++：

  • struct和class几乎完全相同，唯一的区别是默认访问权限：
    • struct的默认访问权限是public。
    • class的默认访问权限是private。

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5. 类型名

• C：

  • 定义struct时，必须使用struct关键字来声明变量。
  • 例如：

    struct Point {
        int x;
        int y;
    };
    struct Point p1; // 必须加上 struct 关键字
    

• C++：

  • 定义struct后，可以直接使用结构体名声明变量，无需struct关键字。
  • 例如：

    struct Point {
        int x;
        int y;
    };
    Point p1; // 不需要 struct 关键字
    

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6. 初始化

• C：

  • 不支持直接在struct定义中初始化成员变量。
  • 初始化需要通过赋值或使用初始化列表。

• C++：

  • 支持在struct定义中直接初始化成员变量（C++11及以上）。
  • 例如：

    struct Point {
        int x = 0;
        int y = 0;
    };
    

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7. 模板

• C：

  • 不支持模板。

• C++：

  • struct可以定义为模板，支持泛型编程。
  • 例如：

    template <typename T>
    struct Box {
        T value;
    };
    Box<int> intBox;
    Box<double> doubleBox;
    

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8. 空结构体

• C：

  • 空结构体的大小为0（C标准不允许空结构体，但某些编译器可能支持）。

• C++：

  • 空结构体的大小为1（为了确保每个对象都有唯一的地址）。

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总结对比表

特性	C 中的 struct	C++ 中的 struct
默认访问权限	公有	公有
成员函数	不支持	支持
继承	不支持	支持
与 class 的区别	无 class	默认访问权限不同
类型名	必须使用 struct 关键字声明变量	可以直接使用结构体名声明变量
成员初始化	不支持直接初始化	支持直接初始化（C++11及以上）
模板	不支持	支持
空结构体大小	0（或编译器相关）	1

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示例代码

C 中的 struct：

#include <stdio.h>

struct Point {
    int x;
    int y;
};

int main() {
    struct Point p1 = {1, 2}; // 必须使用 struct 关键字
    printf("x = %d, y = %d\n", p1.x, p1.y);
    return 0;
}

如何判断一段程序是由C 编译程序还是由C++编译程序编译的？

运用编译标识宏__cplusplus

C和C++有什么不同？

1. 编程范式

• C：

  • 是一种过程式编程语言，主要关注函数和过程。
  • 不支持面向对象编程（OOP）。

• C++：

  • 是一种多范式编程语言，支持过程式编程、面向对象编程（OOP）、泛型编程（模板）和函数式编程。
  • 引入了类（class）、继承、多态等面向对象特性。

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2. 面向对象编程（OOP）

• C：

  • 不支持面向对象编程。
  • 没有类、对象、继承、多态等概念。

• C++：

  • 支持面向对象编程。
  • 提供了类（class）、对象、继承、多态、封装等特性。
  • 例如：

    class Animal {
    public:
        virtual void makeSound() {
            cout << "Animal sound" << endl;
        }
    };
    
    class Dog : public Animal {
    public:
        void makeSound() override {
            cout << "Woof!" << endl;
        }
    };
    

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3. 标准库

• C：

  • 标准库较为简单，主要包括：
    • 输入输出（stdio.h）
    • 字符串处理（string.h）
    • 内存管理（stdlib.h）
    • 数学函数（math.h）

• C++：

  • 标准库更加丰富，包括：
    • 输入输出流（iostream）
    • 字符串类（std::string）
    • 容器（如 std::vector、std::map）
    • 算法（如 std::sort、std::find）
    • 智能指针（如 std::shared_ptr、std::unique_ptr）

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4. 内存管理

• C：

  • 手动管理内存，使用 malloc、calloc、realloc 和 free。
  • 例如：

    int* arr = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
    free(arr);
    

• C++：

  • 支持手动内存管理（使用 new 和 delete）。
  • 提供了智能指针（如 std::unique_ptr、std::shared_ptr）来自动管理内存。
  • 例如：

    int* arr = new int[10];
    delete[] arr;
    
    // 使用智能指针
    std::unique_ptr<int[]> arr(new int[10]);
    

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5. 函数特性

• C：

  • 不支持函数重载。
  • 不支持默认参数。
  • 不支持内联函数（inline 关键字是 C99 引入的，但功能有限）。

• C++：

  • 支持函数重载（同名函数，参数不同）。
  • 支持默认参数。
  • 支持内联函数。
  • 例如：

    void print(int x) { cout << x << endl; }
    void print(double x) { cout << x << endl; } // 函数重载
    void greet(string name = "Guest") { cout << "Hello, " << name << endl; } // 默认参数
    

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6. 类型安全

• C：

  • 类型检查较弱，允许隐式类型转换。
  • 例如：

    int x = 10;
    double y = x; // 隐式类型转换
    

• C++：

  • 类型检查更严格，引入了 static_cast、dynamic_cast、const_cast 和 reinterpret_cast 等显式类型转换。
  • 例如：

    int x = 10;
    double y = static_cast<double>(x); // 显式类型转换
    

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7. 异常处理

• C：

  • 不支持异常处理。
  • 通常通过返回错误码或使用 setjmp/longjmp 来处理错误。

• C++：

  • 支持异常处理机制（try、catch、throw）。
  • 例如：

    try {
        throw runtime_error("An error occurred");
    } catch (const exception& e) {
        cout << e.what() << endl;
    }
    

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8. 模板和泛型编程

• C：

  • 不支持模板和泛型编程。

• C++：

  • 支持模板，可以实现泛型编程。
  • 例如：

    template <typename T>
    T add(T a, T b) {
        return a + b;
    }
    

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9. 命名空间

• C：

  • 不支持命名空间，容易发生命名冲突。

• C++：

  • 支持命名空间（namespace），用于避免命名冲突。
  • 例如：

    namespace MyLib {
        void print() {
            cout << "MyLib" << endl;
        }
    }
    

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10. 结构体（struct）

• C：

  • struct 只能包含数据成员，不能包含成员函数。
  • 定义变量时必须使用 struct 关键字。

• C++：

  • struct 可以包含数据成员和成员函数。
  • 定义变量时不需要 struct 关键字。
  • struct 和 class 几乎相同，唯一的区别是默认访问权限（struct 默认为 public，class 默认为 private）。

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11. 预定义宏

• C：

  • 没有 __cplusplus 宏。

• C++：

  • 定义了 __cplusplus 宏，用于检测是否使用 C++ 编译器。

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总结对比表

特性	C 语言	C++ 语言
编程范式	过程式编程	多范式（过程式、面向对象、泛型等）
面向对象	不支持	支持
标准库	简单（如 stdio.h、stdlib.h）	丰富（如 iostream、vector）
内存管理	手动（malloc、free）	手动（new、delete）和智能指针
函数特性	不支持重载、默认参数	支持重载、默认参数、内联函数
类型安全	较弱	较强
异常处理	不支持	支持
模板	不支持	支持
命名空间	不支持	支持
结构体	仅数据成员	数据成员和成员函数
预定义宏	无 __cplusplus	有 __cplusplus

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