C++发展史：从C with Classes到现代编程语言

C++发展史：从C with Classes到现代编程语言

C++是一种结合了低级和高级语言特性的面向对象编程语言，由丹麦计算机科学家Bjarne Stroustrup在贝尔实验室（现为诺基亚贝尔实验室）开发。它最初被称为“C with classes”，在1983年更名为C++。C++的发展历程见证了其从一个简单的C语言扩展到一个功能强大的现代编程语言的演变过程。

C++的起源

C++的起源可以追溯到1979年，当时Bjarne Stroustrup正在为他的博士学位论文进行一些开发工作。在这一过程中，他接触到了Simula语言，这是一种主要用于模拟的编程语言。Simula 67语言是Stroustrup所使用的一个变体，被认为是第一个支持面向对象编程范式的语言。Stroustrup发现这种范式对于软件包开发非常有用，但Simula语言的运行速度太慢，无法用于实际应用。

C with Classes的诞生

不久之后，Stroustrup开始开发“C with Classes”，正如其名所示，这是一个C语言的超集。他的主要目标是将自己创建的高级面向对象编程特性添加到C语言中，同时保持C语言的可移植性、便携性和紧凑性，而不牺牲速度或低级实用性。他的编程语言包含了内联、基本继承、默认函数参数、类和可靠的类型检查，以及C语言的所有功能。

第一个C with Classes编译器被称为Cfront，它源自一个名为CPre的C编译器。Cfront是一个将C with Classes代码转换为通用C的程序。一个值得注意的有趣特点是Cfront主要是用C with classes编写的，使其成为一个自举编译器（能够编译自己的编译器）。尽管Cfront在1993年被放弃，因为它变得难以整合新特性，特别是C++异常，但它对未来编译器的实现和UNIX操作系统产生了重大影响。

C++的命名与演变

在1983年，该语言的名称从C with Classes更改为C++。在C语言中，++运算符是用于递增变量的运算符，这反映了Stroustrup对这门编程语言的看法。在这一点上，添加了许多新特性，最值得注意的是虚函数、函数重载、使用const关键字的引用、以及单行注释（这个特性是从语言BCPL中借鉴来的）。

C++的商业化与标准化

1985年，Stroustrup关于该语言的著作《The C++ Programming Language》出版并发布。同年，C++被作为商业产品实施，标志着其商业化历程的开始。尽管C++尚未正式标准化，但该书成为重要的参考文献。1989年，C++进行了更新，增加了受保护和静态成员，以及从多个类和类的多重继承。

1990年，发布了《The Annotated C++ Manual》作为参考。同年，Borland的Turbo C++编译器也被作为商业产品发布。Turbo C++增加了许多其他库，对C++的发展产生了重大影响。尽管Turbo C++的最后一个稳定版本发布于2006年，但该编译器仍然被广泛使用。

C++的标准化进程

1998年，C++标准委员会发布了第一个国际标准C++ ISO/IEC 14882:1998，通常被称为C++98。《The Annotated C++ Manual》被认为是制定标准的重要影响因素。标准模板库（也称为标准模板库）始于1979年的智力构建，也被包含在内。2003年，委员会解决了1998年标准中的一些问题，并相应地修订了标准。修订后的语言被称为C++03。

2005年，C++标准委员会发布了一个技术报告（称为TR1），具体说明了他们计划为最新C++标准添加的特性。新标准被非正式地称为C++0x，因为预计将在本十年末之前发布。然而，具有讽刺意味的是，新标准直到2011年中期才完成。在此期间发布了多个技术报告，一些编译器开始添加对新特性和功能的实验性支持。

C++11的重大更新

2011年中期，新的C++标准（被称为C++11）完成。Boost库项目对新标准产生了重大影响，其中一些新模块直接来自相应的Boost库。新标准中包含的一些新特性包括：

1. 新的for循环语法，提供了类似于其他语言中foreach循环的便利性
2. 标准线程库（在2011年之前，C和C++都缺乏这个特性）
3. 可变模板
4. 自动类型推断（auto）关键字
5. 新的仪器类和类
6. 新的C++时间库、原子支持
7. 综合组织库
8. 正则表达式支持
9. 对联合和数组初始化列表的支持增强

C++20的创新

2020年，新的C++标准C++20最终确定，为语言带来了大量重要的新特性和改进。许多新功能受到了之前提案和C++社区反馈的影响。以下是C++20中引入的一些关键特性：

1. 概念
2. 范围库
3. 协程
4. 模块
5. 日历和时区库
6. constexpr svector和std::string
7. 模板参数列表的lambda
8. 三向比较运算符（<=>）
9. 扩展的std::span
10. 新的std::format库

C++23的发布

C++23是C++的最新版本，于2024年发布。这是一个小版本更新，主要改进了C++的现代、高效和多功能编程能力。

C++的现状

根据TIOBE Index 2019年的最新研究，C++仍然是第三大最受欢迎的编程语言，仅次于Java和C，取代了Python。所有这些成就都归功于新发布的C++11版本，用户认为它使语言更加健壮、安全、简单、易于使用和表达力更强。

C++的主要特点

C++之所以如此迷人，是因为它结合了C语言的速度和高级语言的功能，可以说是两者优点的完美结合。然而，对于初学者来说，C++可能比较难以掌握，同样的代码在C++中编写可能需要比Python多四倍的时间。

以下是C++的五个主要特点：

1. 在竞争性编程中，C++是最常用的编程语言之一。大多数顶级程序员通常使用C++进行加密。
2. STL（标准模板库）：对于熟悉C语言的人来说，这是一个节省时间的工具，避免了编写如冒泡排序等基础代码。
3. 运算符重载
4. 多重继承。许多其他语言不具备这个功能。
5. 模块化代码的能力、封装和多态性。

C++版本历史总结表