面试常见问题之C语言与C++的区别问题

C和C++的区别

• C语言是一种结构化语言，其偏重于数据结构和算法，属于过程性语言
• C++是面向对象的编程语言，其偏重于构造对象模型，并让这个模型能够契合与之对应的问题。其本质区别是解决问题的思想方法不同
• 虽然在语法上C++完全兼容C语言，但是两者还是有很多不同之处。下面将详细讲解C和C++不同之处的常见考题

关键字static在C和C++区别

C和C++中都有关键字static关键字，那么static关键字在C和C++中的使用有什么区别？请简述之。

分析问题：在C中，用static修饰的变量或函数，主要用来说明这个变量或函数只能在本文件代码块中访问，而文件外部的代码无权访问。并且static修饰的变量存放在段存储区。主要有以下两种用途。

1. 定义局部静态变量

• 局部静态变量存储在静态存储区，在程序运行期间都不会释放，只在声明时进行初始化，而且只能初始化一次，如果没有初始化，其自动初始化为0或空字符。具有局部变量的“记忆性”和生存周期“全局性”特点。
• 局部变量的“记忆性”是指在两次函数调用时，第二次调用开始时，变量能够保持上一次调用结束数的值。如下例：

#include <stdio.h>
 
//20210520 公众号：C语言与CPP编程
void staticShow()
{
	static int a=10;
	printf("a=%d\n",a);
	a += 10;
}
 
int  main()
{
	for(int i=0;i<4;i++)
	{
	  staticShow();
	
	}
	return 0;
 
}

运行结果

利用生存周期的“全局性”，可以改善函数返回指针的问题，局部变量的问题在于当函数退出时其生存周期结束。而利用static修饰的局部变量却可以延长其生存期。如下所示：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
 
//202105205  公众号：C语言与CPP编程
char *p = NULL;
char *helloToStr(char *b)
{
	static char a[50];
	a[0]='H';
	a[1]='E';
	a[2]='L';
	a[3]='L';
	a[4]='O';
	strcpy(a+5,b);
	p=a;
	return a;
};
int main(void)
{
	printf("%s\n",helloToStr("yang"));
    
	strcpy(p+5,"song");
	printf("%s\n",p);
	
	strcpy(p+5,"zhang");
	printf("%s\n",p);
 
	strcpy(p+5,"wang");
	printf("%s\n",p);
 
	return 0;
}

运行结果

2.限定访问区域

被static修饰的变量、函数只能被同一文件内的代码段访问。在此static不再表示存储方式，而是限定作用范围。如下所示：

//Test1.cpp
static int a;
int b;
extern void fun1()
{
	......
}
 
static void fun1()
{
	......
}
 
//Test2.cpp
extern int a;        //错误，a是static类型，无法在Test2.cpp文件中使用
extern int b;       //使用Test1.cpp中定义的全局变量
extern void fun1();    //使用Test1.cpp中定义的函数
extern void fun2();    //错误，无法使用Test1.cpp文件中static函数

在C++中除了上述的两种常用方法外还有另外一种使用方法：定义静态成员变量和静态成员函数。静态成员变量或静态成员函数表示其不属于任何一个类实例，是类的所有类实例所共有的。如下所示：

#include <iostream.h>
#include <string.h>
class A
{
public:
	static int a;
	static int geta();
	int b;
	int getb();
};
int A::a=100;
int A::geta()
{
	return a;
}
int A::getb()
{
	return b;
}
 
int  main(void)
{
	A m,n;
	m.b=90;
 
	cout<<m.geta()<<endl;
	cout<<m.getb()<<endl;
	cout<<m.a<<endl;
 
	n.a=33;
	n.b=44;
 
	cout<<m.geta()<<endl;
	cout<<m.getb()<<endl;
	cout<<m.a<<endl;
	return 0;
 
}

运行结果

答案

在C中static用来修饰局部静态变量和外部静态变量、函数。而C++中除了上述功能外，还用来定义类的成员变量和函数，即静态成员和静态成员函数。

注意：编程时static的记忆性和全局性的特点可以使在不同时期调用的函数进行通信，传递信息，而C++的静态成员则可以在多个对象实例间进行通信，传递信息。

结构体在C语言和C++的区别

分析问题：在C中，结构体是一种简单的复合型数据，由若干个基本类型数据或复合类型数据组合而成。而在C++结构体中，还可以声明函数。如下所示：

#include <iostream.h>
 
struct A
{
public:
	int a;
	int gata()
	{
    	return a;
	}
};
 
int  main(void)
{
 m.a=50;
 cout<<m.gata()<<endl;
 return 0;
 
}

输出结果：50

但是这种用法看起来有点不伦不类，这是C到C++过渡的遗留问题

答案

• C语言的结构体是不能有函数成员的，而C++的类可以有。
• C语言结构体中数据成员是没有private、public和protected访问限定的。而C++的类的成员有这些访问限定（在C++中结构体的成员也是有访问权限设定的，但是类成员的默认访问属性是private，而结构体的默认访问属性是public）。
• C语言的结构体是没有继承关系的，而C++的类却有丰富的继承关系。

说明：虽然C的结构体和C++的类有很大的相似度，但是类是实现面向对象的基础。而结构体只可以简单地理解为类的前身。

C中malloc和C++的new区别

分析问题：malloc、free与new、delete都是用来动态申请内存和释放内存的。不同点如下：

• malloc、free是标准库函数，new、delete则是运算符。malloc、free在C、C++中都可使用，而new、delete只属于C++。
• malloc要指定申请内存的大小，其申请的只是一段内存空间。而new不必指定申请内存的大小，建立的是一个对象。
• new、delete在申请非内部数据类型的对象时，对象在创建的同时会自动执行构造函数，在消亡时会自动执行析构函数，这不在编译器的控制之内，所以malloc、free无法实现。
• new返回的是某种数据类型的指针，而malloc返回的是void型指针。
• 由于new、delete是运算符，可以重载，不需要头文件的支持，而malloc、free是库函数，可以覆盖，并且要包含相应的头文件。

答案

1. new、delete是操作符，可以重载，只能在C++中使用。
2. malloc、free是函数，可以覆盖，C、C++中都可以使用。
3. new可以调用对象的构造函数，对应的delete调用相应的析构函数。
4. malloc仅仅分配内存，free仅仅回收内存，并不执行构造和析构函数。
5. new、delete返回的是某种数据类型指针，malloc、free返回的是void指针。

注意：malloc申请的内存空间要用free释放，而new申请的内存空间要用delete释放，不能混用。因为两者实现的机理不同。

C++引用和C的指针有何区别

分析问题：引用就是变量或对象的别名，它不是值，不占据存储空间，其只有声明没有定义。在C++中引用主要用于函数的形参和函数返回值。

1、作为函数的参数

当函数的返回值多于一个时，可以使用指针实现。如下所示：

void swap(int *a, int *b)
{
	int temp;
	temp = *a;
    *a = *b;
	*b = temp;
}
 
int  main(void)
{
	int a=10,b=5;
	cout<<"Before change:"<< a<<""<<b<<endl;
	swap(&a,&b);
	cout<<"After change:"<< a<<""<<b<<endl;
	return 0;
}

输出结果：

Before change: 10 55
After change: 55 10

虽然上述代码实现了多个返回值的功能，但是函数的语法相对传值方式比较麻烦。在函数中使用指针所指对象的数值时，必须在指针前加上*，如上例中的的swap函数频繁使用了“*a”、“*b”，如此不仅书写麻烦，还不利于阅读，并且容易产生错误。在函数调用时也容易产生误解，如上述代码main函数中swap(&a, &b)，看起来好像是交换了两个变量的地址似的。而用引用实现swap函数，如下所示：

void swap(int &a, int &b)
{
	int temp;
	temp = a;
        a = b;
	b = temp;
}
 
int  main(void)
{
	int a=10,b=5;
	cout<<"Before change:"<< a<<""<<b<<endl;
	swap(a,b);
	cout<<"After change:"<< a<<""<<b<<endl;
	return 0;
}

可以看出用引用实现swap函数比指针实现要简洁，调用也显得更加合乎情理。

2、引用作为函数的返回值

在大多数情况下可以被指针替代，但是遇到构造函数和操作符重载函数的“形式自然”的问题时，是不能被指针替代的。指针和引用功能相似，但是在操作时却有很多不同的地方，如指针的操作符是“*”和“->”，而引用常用的操作符是“.”。在使用时还要注意以下几点：

指针可不初始化且初始化的时候，可以指向一个地址，也可以为空。引用必须初始化且只能初始化为另一个变量，如下：

int a=1024;
int *p=&a;
int &b=a;

引用之间的赋值和指针之间的赋值不同。指针赋值如下：

int a=1,b=2;
int *p1=&a, *p2=&b;

这时执行p1=p2；后，p1原来指向的对象v1的值并没有改变，而p1被赋值为p2所指向的对象，如下图：

指针间赋值

引用赋值如下：

int a=1,b=2;
int &v1=a, &v2=b;

这时执行r1= r2；改变的是v1，将r 2指向的对象的值赋值给v1，而不是引用r1本身。赋值之后，两个引用还是指向各自的原来对象，如图下图。

引用间赋值

指针可以被重新赋值以指向另一个不同的对象。但是引用则总是指向在初始化时被指定的对象，以后不能改变。如下所示：

int a=1;
int b=2;
int &v1=a;      //v1引用a
string *pi = &a; //pi指向a
v1=b;             //v1仍旧引用a，但是a现在的值是2；
pi=&b;             //pi指向b，a没有改变

答案

• 指针和引用主要有以下区别：
• 引用必须被初始化，但是不分配存储空间。指针不声明时初始化，在初始化的时候需要分配存储空间。
• 引用初始化以后不能被改变，指针可以改变所指的对象。

不存在指向空值的引用，但是存在指向空值的指针。

注意：引用作为函数参数时，会引发一定的问题，因为让引用作为参数，目的就是想改变这个引用所指向地址的内容，而函数调用时传入的是实参，看不出函数的参数是正常变量，还是引用，因此可能会引发错误。所以使用时一定要小心谨慎。

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