C/C++ 學習手札（一）：從結構體到類別的演進

以「座標輸入與倒三角列印」為例，對比 C 語言「結構體 + 函式」與 C++「類別 + 封裝 + 內聯函式」的程式設計風格差異，並延伸展示 Java 實作，幫助跨語言開發者快速掌握 C++ 核心觀念轉換。

C 風格：結構體 + 全域函式

#include <stdio.h> #include <stdlib.h>

struct Location { int x, y; } location; // 全域實例

void print(int x, int y); // 前向宣告

int main() {
    printf("輸入X: "); scanf("%d", &x); location.x = x;
    printf("輸入Y: "); scanf("%d", &y); location.y = y;
    printf("X=%d Y=%d\n", location.x, location.y);
    print(x, y);
    return EXIT_SUCCESS;
}

void print(int x, int y) {
    for (int i = 0; i < y; i++) {
        printf("%d\t", i+1);
        for (int j = i; j < x; j++) printf("* ");
        printf("\n");
    }
}

特徵：資料（結構體）與行為（函式）分離、全域變數可見、手動前向宣告、scanf/printf 格式化字串。

C++ 風格：類別 + 封裝 + 內聯函式

#include <iostream>
using namespace std;

class Location {
    int x, y; // private 預設
public:
    Location() {}
    Location(int x, int y) : x(x), y(y) {} // 初始化列表
    int getX() const { return x; }
    void setX(int x) { this->x = x; }
    int getY() const { return y; }
    void setY(int y) { this->y = y; }
};

inline void print(int x, int y) { // 建議內聯
    for (int i = 0; i < y; i++) {
        cout << i+1 << "\t";
        for (int j = i; j < x; j++) cout << "* ";
        cout << endl;
    }
}

int main() {
    Location loc;
    int x, y;
    cout << "輸入X: "; cin >> x; loc.setX(x);
    cout << "輸入Y: "; cin >> y; loc.setY(y);
    cout << "X=" << loc.getX() << " Y=" << loc.getY() << endl;
    print(x, y);
    return 0;
}

關鍵差異對照

進階：類別外定義成員函式

// 類別內宣告
class Location {
    int x, y;
public:
    Location(int x, int y);
    int getX() const;
    void setX(int x);
    // ...
};

// 類別外實作
Location::Location(int x, int y) : x(x), y(y) {}
int Location::getX() const { return x; }
void Location::setX(int x) { this->x = x; }

適用於大型專案分離介面與實作、減少編譯相依。

跨語言對照：Java 實作

import javax.swing.JOptionPane;
public class Location {
    private int x, y;
    public int getX() { return x; }
    public void setX(int x) { this.x = x; }
    // ...
    public static void main(String[] args) {
        Location loc = new Location();
        int x = Integer.parseInt(JOptionPane.showInputDialog("輸入X:"));
        int y = Integer.parseInt(JOptionPane.showInputDialog("輸入Y:"));
        loc.setX(x); loc.setY(y);
        loc.print(x, y);
    }
    public void print(int x, int y) { /* 同 C++ 邏輯 */ }
}

觀察：Java 強制類別即檔案、無 this->（用 this.）、System.out 替代 cout、例外處理機制完善。

輸出結果（三語言一致）

輸入X: 9
輸入Y: 9
X=9 Y=9
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學習心得

1. C++ 保留 C 的指標/記憶體控制力，同時提供封裝/多型/泛型等高階抽象。
2. cin/cout 雖不如 Java 直觀，但支援運算子重載擴充，型別安全優於 printf。
3. 從 C 遷移關鍵在於：「資料與行為合一」、「私有預設」、「建構/解構自動化」、「const 正確性」。
4. 善用 inline、初始化列表、const 成員函式，寫出高效且安全的 C++ 代碼。

此對比為後續學習繼承、多型、STL、範本等進階主題奠定堅實基礎。