【C+ +初阶】前言篇章---C+ +的广袤

目录

1.C语言到C++的过渡

2.C++的发展历程

2.1C语言的诞生

2.2 c++的历史版本

3.c++ 的地位

4. c++的应用场景

4.1. 操作系统以及大型系统软件开发所有操作系统几乎都是C/C++写的

4.2. 服务器端开发后台开发：

4.3. 游戏开发

4.4. 嵌入式

4.5. 数字图像处理

4.6. 人工智能

4.7. 分布式应用

5.c++学习书籍推荐

5.1初级

5.2进阶

5.3 深入浅出

6.结语

1.C语言到C++的过渡

C语言是结构化和模块化的语言，适合处理较小规模的程序。对于复杂的问题，规模较大的程序，需要高度的抽象和建模时，C语言则不合适。为了解决软件危机， 20世纪80年代，计算机界提出了OOP(object oriented programming：面向对象)思想，支持面向对象的程序设计语言应运而生。 1982年，Bjarne Stroustrup博士在C语言的基础上引入并扩充了面向对象的概念，发明了一种新的程序语言。为了表达该语言与C语言的渊源关系，命名为C++。因此：C++是基于C语言而产生的，它既可以进行C语言的过程化程序设计，又可以进行以抽象数据类型为特点的基于对象的程序设计，还可以进行面向对象的程序设计。

2.C++的发展历程

2.1C语言的诞生

1970年，AT&T贝尔实验室的工作人员D.Ritchie和K.Thompson共同研发了C语言。研制C语言的初衷是用它编写UNIX系统程序，因此，实际上C语言是UNIX的“副产品”。

1971年，瑞士联邦技术学院N.Wirth教授发明了第一个结构化的编程语言Pascal。

20世纪70年代中期，本贾尼·斯特劳斯特卢普在剑桥大学计算机中心工作。斯特劳斯特卢普希望开发一个既要编程简单、正确可靠，又要运行高效、可移植的计算机程序设计语言。而以C语言为背景，以Simula思想为基础的语言，正好符合斯特劳斯特卢普的初衷和设想。

1979年，本贾尼·斯特劳斯特卢普到了AT&T贝尔实验室，开始从事将C改良为带类的C（C with classes）的工作。、1983年，该语言被正式命名为C++。

1985年、1990年和1994年，C++先后进行3次主要修订。

C++的标准化工作于1989年开始 [21]，并成立了一个ANSI和ISO（International Standards Organization）国际标准化组织的联合标准化委员会。

1994年1月25曰，联合标准化委员会提出了第一个标准化草案。在该草案中，委员会在保持斯特劳斯特卢普最初定义的所有特征的同时，还增加了部分新特征。

在完成C++标准化的第一个草案后不久，亚历山大·斯特潘诺夫（Alexander Stepanov）创建了标准模板库（Standard Template Library，STL）。在通过了标准化第一个草案之后，联合标准化委员会投票并通过了将STL包含到C++标准中的提议。STL对C++的扩展超出了C++的最初定义范围。虽然在标准中增加STL是个很重要的决定，但也因此延缓了C++标准化的进程。

1997年11月14日，联合标准化委员会通过了该标准的最终草案。

1998年，C++的ANSI/IS0标准被投入使用。

技术进步与C++11（2011年）
2011年，C++标准委员会发布了C++11标准，这是C++的一次巨大飞跃，引入了许多重要的新特性，如智能指针、lambda表达式、并发编程支持等。这一版本的发布对C++社区产生了深远的影响，使得C++在现代软件开发中更具竞争力。

C++14和C++17（2014年和2017年）
C++14在2014年发布，它对C++11进行了一些小的改进和修复。而在2017年，C++标准委员会发布了C++17标准，引入了一系列新特性，如变量模板、文件系统库、并行算法等，进一步提升了C++的功能和性能。
C++20及未来展望（2020年及以后）
C++20是C++标准的最新版本，于2020年发布。它引入了许多新特性，包括概念、协程、范围基于的for循环等，进一步提高了C++的表达力和可读性。未来，C++标准委员会将继续推动C++的发展，以适应不断变化的软件开发需求。

2.2 c++的历史版本

C++98：这是第一个 ANSI/ISO 标准化的 C++ 版本，发布于 1998 年。它基于 Bjarne Stroustrup 于 1985 年创建的原始 C++ 设计，并加入了一些重要特性，如 STL（标准模板库）、异常处理、I/O Streams、命名空间和 RTTI（运行时类型识别）。
C++03：这个版本主要是对 C++98 的一些修正和改进，发布于 2003 年，并未引入新的语言特性，所以一般不把它当做重要版本，存在感也不强。
C++11：这是 C++ 历史上最重大的更新之一，有时被称为 C++0x（因为它原计划在 200x 年发布，一直跳票）。它引入了大量新特性，如自动类型推断（auto 关键字）、基于范围的 for 循环、Lambda 表达式、智能指针、并发支持、移动语义、nullptr 和更强大的模板功能等。
C++14：作为 C++11 的小幅度更新，C++14 引入了一些改进和新特性，包括泛型 Lambda 表达式、返回类型推导、二进制字面量、数字分隔符、弃用属性等。
C++17：这个版本进一步提升了 C++ 的功能和易用性，新功能不是很多，引入了结构化绑定、if constexpr、std::optional、std::variant、std::string_view、并行算法等特性。
C++20 是继 C++11 之后又一个重大更新，引入了概念（concepts）、范围库（ranges）、协程（coroutines）、模块（modules）、三元运算符的改进、constexpr 的增强、std::span 等新特性。
C++23 是 2023 年 7 月份刚确定下的新标准，目前能完整支持 C++23 的编译器基本没有。变化包括引入标准库的模块化支持、扩展 constexpr 、增加并行算法、ranges 扩展、this 推导、引入更多的属性和注解、增加 std::mdspan、std::generator 等新特性。

3.c++ 的地位

下图数据来自TIOBE编程语言社区2021年12月最新的排行榜，在30多年的发展中，C/C++几乎一致稳居前5。（排名不能说明那个语言好，那个不好，每门编程语言都有适应自己的应用场景。）

TIOBE 编程语言社区排行榜是编程语言流行趋势的一个指标，每月更新，这份排行榜排名基于互联网上有经验的程序员、课程和第三方厂商的数量。排名使用著名的搜索引擎（诸如 Google、 MSN、Yahoo!、Wikipedia、YouTube 以及 Baidu 等）进行计算。

4. c++的应用场景

4.1. 操作系统以及大型系统软件开发所有操作系统几乎都是C/C++写的

许多大型软件背后几乎都是C++写的，比如： Photoshop、Oﬃce、JVM(Java虚拟机)等，究其原因还是性能高，可以直接操控硬件。

4.2. 服务器端开发后台开发：

主要侧重于业务逻辑的处理，即对于前端请求后端给出对应的响应，现在主流采用java，但内卷化比较严重，大厂可能会有C++后台开发，主要做一些基础组件，中间件、缓存、分布式存储等。服务器端开发比后台开发跟广泛，包含后台开发，一般对实时性要求比较高的，比如游戏服务器、流媒体服务器、网络通讯等都采用C++开发的。

4.3. 游戏开发

PC平台几乎所有的游戏都是C++写的，比如：魔兽世界、传奇、CS、跑跑卡丁车等，市面上相当多的游戏引擎都是基于C++开发的，比如：Cocos2d、虚幻4、DirectX等。三维游戏领域计算量非常庞大，底层的数学全都是矩阵变换，想要画面精美、内容丰富、游戏实时性搞，这些高难度需求无疑只能选C++语言。比较知名厂商：腾讯、网易、完美世界、巨人网络等。

4.4. 嵌入式

就是把具有计算能力的主控板嵌入到机器装置或者电子装置的内部，能够控制这些装置。比如：智能手环、摄像头、扫地机器人、智能音响等。单片机开发(即在8位、16位或者32位单片机产品或者裸机上进行的开发)，嵌入式开发除了单片机开发以外，还包含在soc片上、系统层面、驱动层面以及应用、中间件层面的开发。常见的岗位有：嵌入式开发工程师、驱动开发工程师、系统开发工程师、Linux开发工程师、固件开发工程师等。知名的一些厂商，比如：以华为、vivo、oppo、小米为代表的手机厂；以紫光展锐、乐鑫为代表的芯片厂；以大疆、海康威视、大华、CVTE等具有自己终端业务厂商；以及海尔、海信、格力等传统家电行业。随着5G的普及，物联网(即万物互联，)也成为了一种新兴势力，比如：阿里lot、腾讯lot、京东、百度、美团等都有硬件相关的事业部。

4.5. 数字图像处理

数字图像处理中涉及到大量数学矩阵方面的运算，对CPU算力要求比较高，主要的图像处理算法库和开源库等都是C/C++写的，比如：OpenCV、OpenGL等，大名鼎鼎的Photoshop 就是C++写的。

4.6. 人工智能

一提到人工智能，大家首先想到的就是python，认为学习人工智能就要学习python，这个是误区，python中库比较丰富，使用python可以快速搭建神经网络、填入参数导入数据就可以开始训练模型了。但人工智能背后深度学习算法等核心还是用C++写的。

4.7. 分布式应用

近年来移动互联网的兴起，各应用数据量业务量不断攀升；后端架构要不断提高性能和并发能力才能应对大信息时代的来临。在分布式领域，好些分布式框架、文件系统、中间组件等都是C++开发的。对分布式计算影响极大的Hadoop生态的几个重量级组件：HDFS、 zookeeper、HBase等，也都是基于Google用C++实现的GFS、Chubby、BigTable。包括分布式计算框架MapReduce也是Google先用C++实现了一套，之后才有开源的java版本。

除了上述领域外，在：科学计算、浏览器、流媒体开发、网络软件等都是C++比较适合的场景，作为一名老牌语言的常青树，C++一直霸占编程语言前5名，肯定有其存在的价值。

5.c++学习书籍推荐

5.1初级书籍推荐

《C++程序设计》可以简单快速了解C++的语法特性。

5.2进阶书籍推荐

从原理方面对C++语法进行介绍。

5.3 深入浅出

《深度探索C++对象模型》会让你对C++语法设计原理有更深层次的认识，有些疑惑的知识点看完之后里面就清晰了。

引文：引用自2010年8月号《程序员》刊登的拙文《C++强大背后》

C++缺点之一，是相对许多语言复杂，而且难学难精。许多人说学习C语言只需一本K&R《C程序设计语言》即可，但C++书籍却是多不胜数。我是从C进入C++，皆是靠阅读自学。在此分享一点学习心得。个人认为，学习C++可分为4个层次：

第一个层次，C++基础 (平平常常) 挑选一本入门书籍，如《C++ Primer》、《C++大学教程》或Stroustrup撰写的经典《C++程序设计语言》或他一年半前的新作《C++程序设计原理与实践》，而一般C++课程也止于此，另外《C++ 标准程序库》及《The C++ Standard Library Extensions》可供参考;
第二个层次，正确高效的使用C++ (驾轻就熟) 此层次开始必须自修，阅读过《(More)Eﬀective C++》、《(More)Exceptional C++》、《Eﬀective STL》及《C++编程规范》等，才适宜踏入专业C++开发之路;
第三个层次，深入解读C++ (出神入化) 关于全局问题可读《深入探索C++对象模型》、《Imperfect C++》、《C++沉思录》、《STL源码剖析》，要挑战智商，可看关于模版及模版元编程的书籍如《C++ Templates》、《C++设计新思维》、《C++模版元编程》;
第四个层次，研究C++ (返璞归真) 阅读《C++语言的设计和演化》、《编程的本质》(含STL设计背后的数学根基)、C++标准文件《ISO/IEC 14882:2003》、C++标准委员会的提案书和报告书、关于C++的学术文献。由于我主要是应用C++，大约只停留于第二、三个层次。然而，C++只是软件开发的一环而已，单凭语言并不能应付业务和工程上的问题。建议读者不要强求几年内“彻底学会C++的知识”，到达第二层左右便从工作实战中汲取经验，有兴趣才慢慢继续学习更高层次的知识。