C++语言的发展历程、核心特性与学习指南

        C++ 是一种通用编程语言，由 Bjarne Stroustrup 于 1983 年在贝尔实验室开发，作为 C 语言的扩展（最初称为 "C with Classes"）。它结合了 面向对象编程（OOP）、泛型编程 和 低级内存操作 的能力，同时保持了 C 语言的高效性和灵活性。C++ 被广泛应用于系统软件、游戏开发、嵌入式系统、高性能计算等领域。

目录

一、C++发展历史

1、C++ 的版本演进

2、关于C++23的小插曲

二、简要说明什么是C++?

三、C++参考文档

1、Reference - C++ Reference

优点：

缺点：

适用场景推荐：

替代建议：

总结：

2、C++ reference - cppreference.com

优点：

缺点：

适用场景推荐：

替代补充建议：

总结：

四、C++的重要性

1、编程语言排行榜

2025年7月TIOBE编程语言排行榜（TIOBE Index - TIOBE）  

2、C++在工作领域中的应用

五、C++学习建议和书籍推荐

1、C++学习难度

2、学习书籍推荐

《C++ Primer》

《STL源码剖析》

《Effective C++》

六、C++ 的核心特性

1、面向对象编程（OOP）

2、泛型编程（Templates）

3、内存管理

4、标准模板库（STL）

七、C++ 与 C 的区别

八、C++关键字(C++98)

九、学习 C++ 的建议

一、C++发展历史

        C++的起源可以追溯到1979年，当时丹麦计算机科学家Bjarne Stroustrup（本贾尼·斯特劳斯特卢普，中文译名可能存在差异）在美国贝尔实验室从事研究工作。面对模拟和操作系统开发等复杂任务，Stroustrup深感当时主流语言（如C语言）在抽象能力、可维护性和可扩展性方面的局限性。

        1983年，Stroustrup在C语言的基础上成功实现了面向对象编程范式，创造了"C with Classes"（带类的C语言），这是C++的前身。这个早期版本已经包含了类、封装、继承等面向对象的核心特性。同年，该语言被正式命名为"C++"，其中"++"是C语言中的自增运算符，象征着对C语言的改进和扩展。

        在1980年代中后期，C++开始在学术界和工业界获得广泛关注。许多知名高校和研究机构将其纳入计算机科学课程体系，而AT&T、IBM等科技巨头也开始在产品开发中采用C++。这一时期，C++的特性集不断丰富，包括虚函数、运算符重载、引用等关键特性相继被引入，标准模板库（STL）的前身也开始形成。

        1989年，C++标准化进程正式启动，由ANSI和ISO联合组建了标准化委员会。经过五年的努力，委员会于1994年提出了第一个标准化草案（WP）。值得注意的是，在标准化过程中，委员会不仅保留了Stroustrup最初设计的核心特性，还引入了异常处理、命名空间等新特性。

        一个重要的转折点出现在1994年，惠普实验室的Alexander Stepanov、Meng Lee和David R. Musser开发的STL（标准模板库）被纳入C++标准。STL提供了强大的泛型编程支持，包括容器、算法和迭代器等组件，极大地扩展了C++的能力边界。虽然这一决定延缓了标准化进程，但为C++成为通用编程语言奠定了重要基础。

        经过多次修订和完善，联合标准化委员会于1997年11月14日通过了最终草案。1998年，首个国际C++标准（ISO/IEC 14882:1998，俗称C++98）正式发布，标志着C++进入成熟稳定的发展阶段。这一标准不仅统一了各厂商的实现，也为后续的C++演进提供了坚实基础。

1、C++ 的版本演进

• C++98：第一个标准化版本。

• C++11（重大更新）：引入 auto、lambda、智能指针、移动语义（std::move）。

• C++14、C++17：增强泛型、并行计算等。

• C++20：引入概念（concepts）、协程（coroutines）、std::format 等新特性。

2、关于C++23的小插曲

        C++长期被诟病的一个问题就是缺乏标准网络库(networking)。虽然networking原本被列入C++23的计划，但最终发布时却意外缺席，这一变动在网上引发了热议和调侃。整个过程就像上演了一出精彩的宫斗剧：

        如下，下面是2021 年 10 月Library Evolution and Concurrency Networking and Executors Poll Outcomes：P2452R0: 2021 October Library Evolution and Concurrency Networking and Executors Poll Outcomes

这个是当时有关C++23的目标： (12 封私信) C++23的目标 - 知乎

二、简要说明什么是C++?

        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。

三、C++参考文档

1、Reference - C++ Reference

        C++ 参考文档（Reference - C++ Reference）是一个广泛使用的经典资源，但需要结合现代C++发展进行客观评价。

优点：

1. 结构化清晰：按标准库模块（如<iostream>、<vector>等）分类，方便快速查找函数、类定义和示例。

2. 实用示例代码：多数条目附带简短的代码示例（如std::string::find的用法），适合初学者理解基础功能。

3. 历史兼容性：覆盖C++98/03标准内容，对维护旧代码或学习传统C++特性仍有参考价值。

4. 离线友好：界面简洁，加载速度快，无复杂动态内容，适合本地存档或低网络环境使用。

缺点：

1. 内容陈旧：未系统更新C++11/14/17/20的关键特性（如移动语义、std::thread、概念等），可能导致现代项目参考失误。

2. 部分描述不严谨：某些术语或行为描述与ISO标准存在细微差异，可能误导对语言深层次机制的理解。

3. 交互体验落后：缺乏搜索联想、代码高亮或实时编辑功能，相比cppreference.com体验较差。

4. 社区维护停滞：最后更新停留在2010年代初期，错误修正和新内容补充缓慢。

适用场景推荐：

• 初学者入门：基础库（如STL容器）的简单示例易于理解。

• 传统项目维护：查询C++98/03的旧标准行为。

• 快速备忘：需要离线查看基础API时。

替代建议：

• 现代项目：优先使用 cppreference.com（覆盖最新标准，更权威）。

• 深度学习：结合《Effective C++》系列书籍或编译器文档（如MSDN、GCC手册）。

• 可以点击主页的右上角的尝试测试版，跳转到现在较新的测试版：

  

总结：

        该网站曾是早期C++学习的重要资源，但在现代C++开发中逐渐边缘化。建议作为辅助工具，而非唯一参考源，尤其需注意其内容与最新标准的差异。

2、C++ reference - cppreference.com

C++ reference - cppreference.com是当前最权威、最全面的 C++ 标准库和语言特性 参考文档之一，被广泛推荐给开发者。

优点：

1. 覆盖最新C++标准

   • 完整支持 C++11/14/17/20/23 的所有特性（如协程、概念、模块等），并明确标注各特性的引入版本。

   • 例如：std::format (C++20) 的文档会标明其版本要求。

2. 严格遵循ISO标准

   • 内容高度匹配官方C++标准文档，术语和描述严谨，适合 深入理解语言规范。

   • 对比 legacy.cplusplus.com，其解释更精确（如 std::move 的语义说明）。

3. 结构化与超链接完善

   • 每个页面包含 语法、参数、返回值、复杂度、异常安全性 等详细分类。

   • 大量内部链接（如点击 std::vector 的 allocator_type 可跳转到定义），方便快速查阅关联概念。

4. 实用功能增强

   • 代码示例：多数接口提供简短示例（如 std::unique_ptr）。

   • 版本兼容性标记：明确标注特性在不同编译器（GCC、Clang、MSVC）中的支持版本。

   • 实时编辑：部分示例可在浏览器中直接修改并运行（依赖第三方工具 Wandbox）。

5. 多语言支持：提供部分非英语版本（如中文、俄文），但英文版更新最及时。

缺点：

1. 初学者门槛较高

   • 描述偏向技术规范，部分内容（如模板元编程、SFINAE）对新手较晦涩。

   • 示例代码通常简短，缺乏实际项目场景的扩展说明。

2. 界面交互较传统

   • 无智能搜索提示（需依赖浏览器Ctrl+F）。

   • 移动端体验一般，页面层级较深时导航稍显繁琐。

3. 部分高级特性解释不足：例如 std::launder 或内存模型等底层机制，可能需要额外阅读论文或标准文档。

适用场景推荐：

• 专业开发：需确保代码符合标准或处理跨平台兼容性问题时。

• 标准追踪：学习最新C++特性（如C++23的 std::mdspan）。

• 替代 legacy.cplusplus.com：所有场景均优先选择此站点。

替代补充建议：

• 交互式学习：Compiler Explorer 实时验证代码行为。

• 书籍辅助：《C++ Primer》《Effective Modern C++》结合查阅。

• 编译器文档：GCC/MSVC/Clang的官方扩展说明（如 __builtin 函数）。

总结：

        cppreference.com 是C++开发者必备的参考工具，尤其在标准化和时效性上无可替代。尽管对新手稍显硬核，但其权威性和完整性使其成为比 legacy.cplusplus.com 更优的选择。建议搭配实践和社区资源（如Stack Overflow）以提升理解效率。

四、C++的重要性

1、编程语言排行榜

        TIOBE排行榜通过统计互联网上有经验的程序员数量、相关课程及第三方厂商数据，结合Google、Bing、Yahoo!等搜索引擎以及Wikipedia、Amazon、YouTube和百度的搜索量进行分析。该排名仅反映编程语言的流行程度，并不能说明语言本身的优劣，也不代表该语言编写的代码量多少。 

2025年7月TIOBE编程语言排行榜（TIOBE Index - TIOBE）  

2、C++在工作领域中的应用

        C++的应用领域包括服务器端、游戏（引擎）、机器学习引擎、音视频处理、嵌入式软件、电信设备、金融应用、基础库、操作系统、编译器、基础架构、基础工具、硬件交互等很多方面。

1. 大型系统软件开发：如编译器、数据库、操作系统、浏览器等。

2. 音视频处理：常见的音视频开源库和方案有FFmpeg、WebRTC、Mediasoup、ijkplayer，音视频开发最主要的技术栈就是C++。

3. PC客户端开发：一般是开发Windows上的桌面软件，比如WPS之类的，技术栈的话一般是C++和QT。QT是一个跨平台的C++图形用户界面（Graphical User Interface，GUI）程序。

4. 服务端开发：各种大型应用网络连接的高并发后台服务。这块Java也比较多，C++主要用于一些对性能要求比较高的地方。如：游戏服务、流媒体服务、量化高频交易服务等。

5. 游戏引擎开发：很多游戏引擎都是使用C++开发的，游戏开发要掌握C++基础和数据结构，学习图形学知识，掌握游戏引擎和框架，了解引擎实现。引擎源代码可以学习UE4、Cocos2d-x等开源引擎实现。

6. 嵌入式开发：嵌入式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，通过软件能够控制这些装置。比如：智能手环、摄像头、扫地机器人、智能音响、门禁系统、车载系统等等。粗略一点，嵌入式开发主要分为嵌入式应用和嵌入式驱动开发。

7. 机器学习引擎：机器学习底层的很多算法都是用C++实现的，上层用Python封装起来。如果你只想准备数据训练模型，那么学会Python基本上就够了；如果你想做机器学习系统的开发，那么需要学会C++。

8. 测试开发/测试：每个公司研发团队，有研发就有测试。测试主要分为测试开发和功能测试：

   • 测试开发一般是使用一些测试工具（selenium、Jmeter等），设计测试用例，然后写一些脚本进行自动化测试、性能测试等，有些还需要自行开发一些测试用具。

   • 功能测试主要是根据产品的功能，设计测试用例，然后手动的方式进行测试。

五、C++学习建议和书籍推荐

1、C++学习难度

        首先要明确的是，C++确实是一门相对难学难精的编程语言。相比其他主流语言，它的学习曲线更为陡峭。这种难度主要源于两方面：一是语言本身的设计复杂度，二是其发展过程中积累的历史包袱。头发不保啊......相信我一定能“21天精通C++”！！！！！！

2、学习书籍推荐

《C++ Primer》

        经典语法教材，适合从入门到精通的各个阶段。自学初期可能稍显晦涩，建议先理解能掌握的部分，后期配合博客笔记回顾学习效果更佳，是极佳的语法参考书。

《STL源码剖析》

        侯捷经典之作，深度解析STL底层实现。通过剖析源码，展示如何运用语法构建高效的数据结构和算法，以及泛型编程的精妙实现。建议C++学习过半后的中后期研读，可有效提升编程视野。

《Effective C++》

        侯捷译作，业界有"读过此书才称得上真正的C++程序员"的评价。系统阐述55条高效使用C++的准则，适合中后期学习，建议工作1-2年后再读，收获会更深刻。

六、C++ 的核心特性

1、面向对象编程（OOP）

C++ 支持 类（class） 和 对象（object），允许开发者使用封装、继承和多态来组织代码：

• 封装（Encapsulation）：通过 public、private、protected 控制访问权限。

• 继承（Inheritance）：允许子类继承父类的属性和方法。

• 多态（Polymorphism）：通过虚函数（virtual）实现运行时动态绑定。

示例：定义一个类

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

class Dog : public Animal {
public:
    void makeSound() { cout << "Woof!" << endl; } // 方法重写
};

int main() {
    Animal* a = new Dog();
    a->makeSound(); // 输出 "Woof!"（多态）
    return 0;
}

2、泛型编程（Templates）

C++ 的 模板（template） 允许编写与数据类型无关的代码，提高代码复用性：

• 函数模板：适用于不同数据类型的函数。

• 类模板：适用于不同数据类型的类。

示例：函数模板

template <typename T>
T max(T a, T b) {
    return (a > b) ? a : b;
}

int main() {
    cout << max(3, 5) << endl;       // 输出 5（int）
    cout << max(3.14, 2.71) << endl; // 输出 3.14（double）
    return 0;
}

3、内存管理

C++ 允许手动管理内存，使用 new 和 delete 进行动态内存分配：

int* arr = new int[10]; // 动态分配数组
delete[] arr;           // 释放内存

        现代 C++（C++11 及以后）推荐使用 智能指针（unique_ptr、shared_ptr） 自动管理内存，避免内存泄漏：

#include <memory>
std::unique_ptr<int> ptr = std::make_unique<int>(42); // 自动释放内存

4、标准模板库（STL）

STL 提供了一系列高效的容器和算法：

• 容器：vector（动态数组）、map（键值对）、list（链表）等。

• 算法：sort（排序）、find（查找）等。

• 迭代器：用于遍历容器。

示例：使用 vector 和 sort

#include <vector>
#include <algorithm>

int main() {
    std::vector<int> nums = {3, 1, 4, 1, 5};
    std::sort(nums.begin(), nums.end()); // 排序
    for (int num : nums) cout << num << " "; // 输出 1 1 3 4 5
    return 0;
}

七、C++ 与 C 的区别

八、C++关键字(C++98)

C++中总计有63个关键字：

不要觉得很多，其实这其中有32个是C语言中的关键字：

九、学习 C++ 的建议

1. 先掌握 C 基础（指针、内存管理）。

2. 理解 OOP 概念（类、继承、多态）。

3. 学习 STL（vector、map、algorithm）。

4. 实践项目（如小游戏、算法实现）。

5. 阅读经典书籍：

   • 《C++ Primer》

   • 《Effective C++》

   • 《The C++ Programming Language》（Bjarne Stroustrup）