c11标准（搞懂这些C和C++的区别）

相信很多学习C和C++的小伙伴都有一个共同的问题，那就是“C和C++到底有什么区别？”下面人邮君就来好好给大家说道说道！（小伙伴们记得收藏哦，下次别人再问你C和C++有什么区别，直接把链接甩给他~）

在很大程度上，C++是C的超集。但是，C++中有许多规则与C稍有不同，这些不同使得用C++编译器编译C程序时可能会以与代码初衷不同的方式运行，甚至有时根本不能运行。

要想了解C语言和C++之间的区别，首先要明确C语言和C++各自都是在不断发展并拥有多个版本的。比如C语言就包含1978年出版的《The C Programming Language》中的最初的非正式标准K&R C、1989年发布的C语言的第一个官方版本C89（又称C90、ANSI C、ISO C、ANSI/ISO C）、1999年发布的第二个官方版本C99、2011年发布的第三个官方版本C11和2018年发布的第四个官方版本C18，而C++又包含1985年的C++ 1.0、1989年的C++ 2.0、1993年的C++ 3.0以及同样以年份命名的C++ 98标准、C++ 03标准、C++ 11标准、C++ 14标准、C++ 17标准、C++ 20标准。

显然，由于有如此多版本的语言标准，C和C++之间的区别也是在不断变化着的。比如：

C99标准由于允许在代码中的任意处进行声明，并且可以识别注释指示符“//”，从而使得某些情况下该标准的C更接近C++。而在其他方面，如C99标准新增的变长数组和关键字restrict，又使C与C++的差异变大。

C11标准则由于引进了char16_t类型、新增了关键字_Alignas、新增了alignas宏与C++的关键字匹配，而缩小了C与C++的差异。

但在实际应用中，由于众多程序员们往往习惯了长期使用的旧版本，许多编译器开发商都不会完全紧跟最新的语言标准。故而，本文主要讨论C99、C11和C++之间的区别。

01 函数原型

在C++中，函数原型必不可少，但是在C中是可选的。

这一区别最直观的体现，在于当声明一个函数而让函数名后面的圆括号为空时。

在C中，空圆括号说明这是前置原型，而在C++中，则说明该函数没有参数。

也就是说，在C++中，int slice()；和int slice(void)；相同。例如，下面旧风格的代码在C中可以接受，但是在C++中会产生错误：

int slice(); int main() { ... slice(20, 50); ... } int slice(int a, int b) { ... }

在C中，编译器假定用户使用旧风格声明函数，而在C++中，编译器假定slice()与slice(void)相同，且未声明slice(int，int)函数。

另外，C++允许用户声明多个同名函数，只要它们的参数列表不同即可。

02 char常量

C把char常量视为int类型，而C++将其视为char类型。

例如，考虑下面的语句：

char ch = 'A';

在C中，常量'A'被储存在int大小的内存块中。更精确地说，字符编码被储存为一个int类型的值。相同的数值也储存在变量ch中，但是在ch中该值只占据内存的1个字节。

而在C++中，'A'和ch都占用1个字节。它们的区别不会影响上述示例。但是，有些C程序利用Char常量被视为int类型这一特性，用字符来表示整数值。例如，如果一个系统中的int是4字节的，就可以这样编写C代码：

int x = 'ABCD'; /*对于int是4字节的系统，该语句出现在C程序中没问题，但是出现在C++程序中会出错 */

'ABCD'表示一个4字节的int类型值，其中第1个字节储存A的字符编码，第2个字节储存B的字符编码，以此类推。注意，'ABCD'和"ABCD"不同。前者只是书写int类型值的一种方式，而后者是一个字符串，它对应一个5字节内存块的地址。

考虑下面的代码：

int x = 'ABCD'; char c = 'ABCD'; printf("%d %d %c %cn", x, 'ABCD', c, 'ABCD');

在C编译器中，上述代码得到的输出如下：

1094861636 1094861636 D D

这说明，如果把'ABCD'视为int类型，它是一个4字节的整数值。但是，如果将其视为char类型，程序只使用最后一个字节。在我们的系统中，尝试用%s转换说明打印'ABCD'会导致程序崩溃，因为'ABCD'的数值(1094861636) 已超出该类型可表示的范围。

可以这样使用的原因是C提供了一种方法，可以单独设置int类型中的每个字节，因为每个字符都对应一个字节。但是，由于要依赖特定的字符编码，所以更好的方法是使用十六进制的整型常量，因为每两位十六进制数对应一个字节。

对于这部分内容，《C primer plus 第6版》的第15章有详细的介绍。C的早期版本不提供十六进制记法，这也许是多字符常量技术首先得到发展的原因。

03 const限定符

在C中，全局的const具有外部链接，但是在C++中，全局const则具有内部链接。

也就是说，如下的C++声明：

const double PI = 3.14159;

相当于下面C中的声明：

static const double PI = 3.14159;

假设这两条声明都在所有函数的外部。C++规则的意图是为了在头文件中更加方便地使用const：如果const变量是内部链接，每个包含该头文件的文件都会获得一份const变量的备份；如果const变量是外部链接，就必须在一个文件中进行定义式声明，然后在其他文件中使用关键字extern进行引用式声明。

顺带一提，C++可以使用关键字extern使一个const值具有外部链接。所以两种语言都可以创建内部链接和外部链接的const变量。它们的区别在于默认使用哪种链接。

另外，在C++中，可以用const来声明普通数组的大小：

const int ARSIZE = 100; double loons[ARSIZE]; /* 在C++中，与double loons[100];相同 */

当然，也可以在C99中使用相同的声明，不过这样的声明会创建一个变长数组。在C++中，可以使用const值来初始化其他const变量，但是在C中不能这样做：

const double RATE = 0.06; // C++和C都可以 const double STEP = 24.5; // C++和C都可以 const double LEVEL = RATE * STEP; // C++可以，C不可以

04 结构和联合

声明一个有标记的结构或联合后，就可以在C++中使用这个标记作为类型名：

struct duo{ int a; int b; }; struct duo m; /* C和C++都可以 */ duo n; /* C不可以，C++可以*/

如果把上面的代码作为C程序编译，结果则是结构名会与变量名冲突。

相应地，下面的程序可作为C程序编译，但是作为C++程序编译时会失败。因为C++把printf()语句中的duo解释成结构类型而不是外部变量：

#include float duo = 100.3; int main(void){ struct duo { int a; int b;}; struct duo y = { 2, 4}; printf ("%fn", duo); /* 在C中没问题，但是在C++不行 */ return 0;}

在C和C++中，都可以在一个结构的内部声明另一个结构：

struct box{ struct point {int x; int y; } upperleft; struct point lowerright; };

在C中，随后可以使用任意使用这些结构，但是在C++中使用嵌套结构时要使用一个特殊的符号：

struct box ad; /* C和 C++都可以 */ struct point dot; /* C可以，C++不行 */ box::point dot; /* C不行，C++可以 */

05 枚举

C++使用枚举比C严格。

特别是，在C++中，只能把enum常量赋给enum变量，然后把变量与其他值作比较；如果不经过显式强制类型转换，不能把int类型值赋给enum变量，而且也不能递增一个enum变量。下面的代码说明了这些问题：

enum sample {sage, thyme, salt, pepper}; enum sample season; season = sage; /* C和C++都可以 */ season = 2; /* 在C中会发出警告，在C++中是一个错误 */ season = (enum sample) 3; /* C和C++都可以*/ season++; /* C可以，在C++中是一个错误 */

另外，在C++中，不使用关键字enum也可以声明枚举变量：

enum sample {sage, thyme, salt, pepper}; sample season; /* C++可以，在C中不可以 */

与结构和联合的情况类似，如果一个变量和enum类型同名，会导致名称冲突。

06 指向void的指针

C++可以把任意类型的指针赋给指向void的指针，这点与C相同。

但是不同的是，C++只有使用显式强制类型转换，才能把指向void的指针赋给其他类型的指针。

下面的代码说明了这一点：

int ar[5] = {4, 5, 6,7, 8}; int * pi; void * pv; pv = ar; /* C和C++都可以 */ pi = pv; /* C可以，C++不可以 */ pi = (int * ) pv; /* C和C++都可以 */

C++与C的另一个区别是，C++可以把派生类对象的地址赋给基类指针，但是在C中没有这里涉及的特性。

07 布尔类型

在C++中，布尔类型是bool，而且ture和false都是关键字。

而在C中，布尔类型是_Bool，而且要包含stdbool.h头文件才可以使用bool、true和false。

08 可选拼写

在C++中，可以用or来代替||，还有一些其他的可选拼写，它们都是关键字。

而在C99和C11中，这些可选拼写都被定义为宏，要包含iso646.h才能使用它们。

09 宽字符支持

在C++中，wchar_t是内置类型，而且wchar_t是关键字。

而在C99和C11中，wchar_t类型被定义在多个头文件中，如stddef.h、stdlib.h、wchar.h、wctype.h。

与此类似，char16_t和char32_t都是C++11的关键字，但是在C11中它们都定义在uchar.h头文件中。

C++通过iostream头文件提供宽字符I/O支持（wchar_t、char16_t和char32_t），而C99通过wchar.h头文件提供一种完全不同的I/O支持包。

10 复数类型

C++在complex头文件中提供一个复数类来支持复数类型。

而C有内置的复数类型，并通过complex.h头文件来支持。

这两种方法区别很大，不兼容。C更关心数值计算社区提出的需求。

11 内联函数

C99支持了C++的内联函数特性。但是，C99的实现更加灵活。

在C++中，内联函数默认是内部链接。如果一个内联函数多次出现在多个文件中，该函数的定义必须相同，而且要使用相同的语言记号。例如，不允许在一个文件的定义中使用int类型形参，而在另一个文件的定义中使用int32_t类型形参，即使用typedef把int32_t定义为int也不能这样做。但是在C中可以这样做。

另外，《C primer plus 第6版》的第15章中表示，C允许混合使用内联定义和外部定义，而C++不允许。

12 C++11中没有的C99/C11特性

虽然在过去C或多或少可以看作是C++的子集，但是C99标准增加了一些C++没有的新特性。下面列出了一些只有C99/C11中才有的特性：

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