C++语言简介

C++是一种通用的高级编程语言，由Bjarne Stroustrup在20世纪80年代早期基于C语言扩展而来。C++融合了面向对象编程(OOP)和过程式编程(Procedural Programming)，具有以下特点：

面向对象编程(OOP)

• 类和对象：C++支持面向对象编程范式，可以使用类和对象进行数据封装和抽象，以及实现继承、多态等特性。
• 继承：允许创建新类（派生类）从已有类（基类）继承属性和方法。
• 多态：通过虚函数实现不同类对象对同一消息的不同响应。

高效性

• 直接操作底层硬件和内存：提供了一系列的低级别的操作符和指令，使得C++程序运行效率高。

可移植性

• 跨平台编译和运行：C++代码可以在不同的平台上进行编译和运行，具有很高的可移植性。

扩展性

• 使用库扩展功能：允许开发者使用库来扩展其功能，可以通过引入新的类、函数和模板来增加新的特性。

广泛应用

• 操作系统、游戏开发、嵌入式系统、大数据处理等领域：C++是一种非常流行的编程语言，广泛应用于多个领域。

C++的编译和运行

C++代码的编译和运行过程主要分为以下几个步骤：

编写代码

使用文本编辑器(如Notepad++、SublimeText等)编写C++代码，保存为.cpp文件。

预处理

在编译之前，使用预处理器对代码进行处理，包括宏展开、头文件包含等操作。

编译

将预处理后的代码转换为汇编代码，生成对应的目标文件(.o文件)。

链接

将目标文件和所需的库文件链接在一起，生成可执行文件。

运行

执行可执行文件，运行C++程序。

Linux平台上的C++开发环境设置

在Linux平台上进行C++开发，需要安装一个C++编译器和相应的开发环境。以下是一些常用的C++编译器和开发环境：

常用的C++编译器

• GCC：GNU Compiler Collection，是一个常用的开源C++编译器，在大多数Linux发行版中都有预装。
• Clang：Clang是一款由LLVM项目开发的C++编译器，也是一个常用的选择。

开发环境

• Eclipse CDT：Eclipse是一个流行的集成开发环境(IDE)，通过安装CDT(C/C++ Development Tools)插件可以进行C++开发。
• Visual Studio Code：VSCode是一个轻量级的跨平台编辑器，通过安装C++插件可以进行C++开发。

C++的主要特性

C++语言是在C语言的基础上发展而来，同时它又支持面向对象的程序设计，它主要具有以下特点：

继承自C语言的优点

• 语言简洁、紧凑，使用方便、灵活；
• 拥有丰富的库函数；
• 生成的目标代码质量高，程序执行效率高；
• 可移植性好等。

支持面向对象编程机制

• 信息隐藏、封装函数、抽象数据类型、继承、多态、函数重载、运算符重载、乏型编程(模板)。

兼容C语言

• 绝大多数C语言程序可以不经修改直接在C++环境中运行，用C语言编写的众多库函数可以用于C++程序中。

扩充C语言

• 内联函数、函数重载、名字空间、更灵活、方便的内存管理(new、delete)、引用。

团队开发更简单

• C++语言既保留了C语言的有效性、灵活性、便于移植等全部精华和特点，又添加了面向对象编程的支持，具有强大的编程功能，可方便地构造出模拟现实问题的实体和操作；编写出的程序具有结构清晰、易于扩充等优良特性，适合于各种应用软件、系统软件的程序设计。

C++的高级特性

虚函数和继承

• 虚函数：拥有虚函数的类会有一个虚表，而且这个虚表存放在类定义模块的数据段中。类的对象可以有很多，但是他们的虚表指针都指向同一个虚表，从这个意义上说，我们可以把虚表简单理解为类的静态数据成员。
• 继承：C++在公有继承时，子类会继承父类的所有成员变量与方法(包括私有变量与私有成员函数)，只是对于父类的私有成员，子类并无访问权限，因此在子类中这部分被隐藏了。

内存管理和内联函数

• 内存管理：C++提供了new和delete关键字来进行动态内存分配和释放，使得内存管理更加灵活和方便。
• 内联函数：一般把inline函数的定义放在头文件中更加合适，因为内联函数在编译时会被嵌入到调用它的代码中，从而减少函数调用的开销。

结构体和内存对齐

• 结构体成员偏移量：对于结构体的各个成员，第一个成员的偏移量是0，排列在后面的成员其当前偏移量必须是当前成员类型的整数倍。
• 内存对齐：结构体内所有数据成员各自内存对齐后，结构体本身还要进行一次内存对齐，保证整个结构体占用内存大小是结构体内最大数据成员的最小整数倍。

通过以上介绍，我们可以看到C++不仅继承了C语言的优点，还引入了面向对象编程的强大功能，使其成为一种非常强大且灵活的编程语言。