有什么C可以实现但C++不能实现的东西吗？
这是一个非常有意思的问题，而且探讨起来也很有深度。从绝对的“不能”这个角度来说，确实很难找出 C++ 完全无法实现，而 C 可以轻易做到，并且这是 C 语言设计哲学中独有的东西。毕竟，C++ 是在 C 的基础上发展起来的，它吸收了 C 的大部分特性，并在其之上增加了许多强大的抽象和面向对象的概念。
但是，我们可以从风格、便利性、以及某些特定场景下“更自然”的实现方式来讨论这个问题。
C 语言在某些方面的“原始”和“直接”，反而让它在特定场景下拥有 C++ 所不具备的独特优势，或者说 C++ 需要通过更复杂的方式去模拟或绕过。
下面我将从几个角度来展开，尽量避免使用过于“官方”或“模板化”的语言：
1. 对底层内存和硬件的直接操控与管理
C 语言的设计哲学非常强调“零抽象”。它提供的功能非常接近计算机的底层结构，比如直接的指针操作、对内存的细粒度控制。
在 C 中，我们写代码就像是在直接跟内存打交道。
手动内存分配与释放： `malloc`, `calloc`, `realloc`, `free`。你每次申请内存后，都必须自己管理好，确保在不需要的时候释放掉，否则就会有内存泄漏的风险。
对比 C++： C++ 引入了 `new` 和 `delete` 操作符，它们在很多情况下比 C 的函数更方便，而且与对象的构造和析构函数集成得更好。更重要的是，C++ 推崇 RAII（资源获取即初始化）原则，通过智能指针（`std::unique_ptr`, `std::shared_ptr`）等机制，可以极大地自动化内存管理，让你“忘记”释放。
C 的优势： 这种直接的、无需考虑对象生命周期的问题，反而让 C 在某些极度追求效率和精细控制的场景下更具优势。例如，在一些嵌入式系统、操作系统内核、或者需要管理大量可变大小数据的场景下，C 程序员可以更自由地规划内存布局，甚至可以自己实现更高级的内存分配器（比如伙伴系统、内存池），来满足特定需求。C++ 的智能指针虽然强大，但在某些非常底层、内存访问模式非常特殊的场景下，可能会引入一定的开销（比如原子操作计数）。
结构体（Struct）的自由组合与位域： C 中的 `struct` 是一种非常纯粹的数据聚合方式，你可以将各种类型的数据打包在一起，并且可以非常方便地使用位域（bit fields）来精确控制数据在内存中的占用空间。
位域的例子：
```c
struct Flags {
unsigned int is_enabled : 1;
unsigned int mode : 2;
unsigned int padding : 5; // 剩余的位
};
```
这种写法直接将变量映射到内存的特定位数上，对于节省空间、模拟硬件寄存器非常有用。
对比 C++： C++ 的 `struct` 也可以做到这一点，因为它们继承了 C 的特性。但是，C++ 的 `struct` 和 `class` 之间界限模糊，引入了成员函数、继承等面向对象特性，使得 struct 的定义更像是面向对象设计中的一部分，而不是纯粹的数据容器。 在 C++ 中，如果只是为了打包数据，并且需要精确的位控制，我们可能更倾向于使用 C 风格的 `struct` 或者更复杂的自定义类型来避免不必要的面向对象特性带来的开销。
C 的优势： 在需要与硬件直接交互、解析二进制数据格式（比如网络协议、文件头）时，C 语言的位域和结构体填充（padding）的特性，使得我们可以非常直观地将内存布局映射到代码结构上，无需额外的技巧。
2. 极致的函数式编程风格和低层函数指针操作
C 语言的函数是一等公民，你可以将函数作为参数传递，也可以将函数的地址赋值给指针。
更纯粹的函数指针： C 中的函数指针非常直接，可以指向任何函数。你可以将函数指针传递给其他函数，让它们在运行时决定调用哪个函数。
例子： 一个通用的排序函数，可以接收一个比较函数作为参数。
```c
// 假设我们有一个数据数组和它的长度
void data;
size_t num_elements;
size_t element_size;
// 定义一个比较函数类型
typedef int (Comparator)(const void a, const void b);
// 通用的排序函数
void generic_qsort(void base, size_t num, size_t size, Comparator cmp);
// 使用示例
int compare_ints(const void a, const void b) {
int ia = (const int)a;
int ib = (const int)b;
return (ia > ib) (ia < ib); // 简单比较
}
int numbers[] = {5, 2, 8, 1, 9};
generic_qsort(numbers, 5, sizeof(int), compare_ints);
```
对比 C++： C++ 也有函数指针，并且引入了更强大的概念，如函数对象（functors）和 `std::function`。`std::function` 可以包装函数指针、lambda表达式、函数对象等，提供了极大的灵活性。然而，C++ 的这些抽象层级，在某些对性能要求极其苛刻、需要精确控制调用的场景下，可能会引入一些微小的开销。 C 语言的函数指针操作更底层，更直接，没有这些抽象层。
C 的优势： 在需要实现非常底层的回调机制、或者像上面 `qsort` 这样通用但不关心具体类型和比较逻辑的库函数时，C 的函数指针用法显得非常直接和高效。很多 C 的标准库函数（如 `qsort`, `bsearch`）就是基于这种函数指针机制构建的。
3. 更少的“隐式行为”和预期的“意外”
C 语言的设计哲学是“你明确告诉编译器做什么，它就做什么”。它尽量避免“隐藏”的细节。
没有复杂的构造/析构函数链： C++ 中的对象，即使是一个简单的结构体，如果定义了构造函数，在创建时就会自动调用。当对象超出作用域时，析构函数也会被自动调用。这在管理资源时非常有用，但有时也可能带来一些不直观的行为。
对比 C++： C++ 的对象生命周期管理是其核心优势之一，但正是这种自动化的行为，在某些极其底层的场景下，可能会让你觉得它“多了些什么”。
C 的优势： 在 C 中，你只是在操作内存块。任何初始化或清理工作都需要你显式地编写函数来完成。这使得 C 代码的行为更加可预测，尤其是在调试和理解代码执行流程时。你可以完全控制何时、何地调用初始化或清理函数。
更直接的类型转换（Casting）： C 语言的类型转换（`static_cast`, `dynamic_cast`, `reinterpret_cast`, `const_cast`）虽然在 C++ 中提供了更细粒度的控制，但也引入了更复杂的规则。C 语言的类型转换，尤其是 `void` 的强制类型转换，虽然危险，但其“直接性”使得在编写底层通用库时，可以做到更少的约束。
C 的优势： 在编写需要处理各种不同数据类型的通用库时（比如上面 `qsort` 的例子），通过 `void` 和强制类型转换，可以实现非常灵活的代码，而不需要 C++ 中那么多的模板元编程或 `std::function` 的包装。这种直接的类型擦除（type erasure）能力，在 C 中是天生的。
总结一下，C 和 C++ 并非谁“能”谁“不能”的问题，更多的是设计哲学、抽象层级和便利性的取舍。
C 语言的优势体现在：
极致的底层控制和效率： 在需要精细管理内存、直接操作硬件、或者避免任何不必要的运行时开销时，C 的“裸露”更受欢迎。
简单和直接： C 的语法和概念相对较少，更容易理解其底层的运作方式，也更容易编写出高度可移植的代码。
强大的通用库开发能力： 基于函数指针和 `void` 的抽象，可以构建出非常灵活且高效的通用函数库，这些库可以被各种语言调用。
位域操作的便捷性： 在处理硬件寄存器、序列化数据时，C 的位域提供了最直接的解决方案。
当然，C++ 在绝大多数情况下提供了更高级、更安全、更易于维护的抽象。 大部分你想象中 C++ 无法实现，但 C 可以实现的东西，往往是因为 C 的方式更“原始”或“直接”，而 C++ 选择了更抽象或更自动化的路径。
所以，与其说 C++“不能”实现，不如说在某些场景下，C 的实现方式更加“自然”、“直接”，或者更少“隐藏的开销”，而 C++ 需要通过额外的技巧（或者说，它提供了更强大的工具，但也因此带来了更多的复杂性）来达到类似的效果。就像你问一把瑞士军刀能不能做一件铁匠铺里的活儿，它可以，但铁匠铺里的锤子和铁砧更能“自然”地完成这项工作，并且效率更高。
但是，我们可以从风格、便利性、以及某些特定场景下“更自然”的实现方式来讨论这个问题。
C 语言在某些方面的“原始”和“直接”，反而让它在特定场景下拥有 C++ 所不具备的独特优势，或者说 C++ 需要通过更复杂的方式去模拟或绕过。
下面我将从几个角度来展开，尽量避免使用过于“官方”或“模板化”的语言：
1. 对底层内存和硬件的直接操控与管理
C 语言的设计哲学非常强调“零抽象”。它提供的功能非常接近计算机的底层结构，比如直接的指针操作、对内存的细粒度控制。
在 C 中，我们写代码就像是在直接跟内存打交道。
手动内存分配与释放： `malloc`, `calloc`, `realloc`, `free`。你每次申请内存后，都必须自己管理好，确保在不需要的时候释放掉，否则就会有内存泄漏的风险。
对比 C++： C++ 引入了 `new` 和 `delete` 操作符，它们在很多情况下比 C 的函数更方便，而且与对象的构造和析构函数集成得更好。更重要的是，C++ 推崇 RAII（资源获取即初始化）原则，通过智能指针（`std::unique_ptr`, `std::shared_ptr`）等机制，可以极大地自动化内存管理，让你“忘记”释放。
C 的优势： 这种直接的、无需考虑对象生命周期的问题，反而让 C 在某些极度追求效率和精细控制的场景下更具优势。例如，在一些嵌入式系统、操作系统内核、或者需要管理大量可变大小数据的场景下，C 程序员可以更自由地规划内存布局，甚至可以自己实现更高级的内存分配器（比如伙伴系统、内存池），来满足特定需求。C++ 的智能指针虽然强大，但在某些非常底层、内存访问模式非常特殊的场景下，可能会引入一定的开销（比如原子操作计数）。
结构体（Struct）的自由组合与位域： C 中的 `struct` 是一种非常纯粹的数据聚合方式，你可以将各种类型的数据打包在一起，并且可以非常方便地使用位域（bit fields）来精确控制数据在内存中的占用空间。
位域的例子：
```c
struct Flags {
unsigned int is_enabled : 1;
unsigned int mode : 2;
unsigned int padding : 5; // 剩余的位
};
```
这种写法直接将变量映射到内存的特定位数上，对于节省空间、模拟硬件寄存器非常有用。
对比 C++： C++ 的 `struct` 也可以做到这一点，因为它们继承了 C 的特性。但是，C++ 的 `struct` 和 `class` 之间界限模糊，引入了成员函数、继承等面向对象特性，使得 struct 的定义更像是面向对象设计中的一部分，而不是纯粹的数据容器。 在 C++ 中，如果只是为了打包数据，并且需要精确的位控制，我们可能更倾向于使用 C 风格的 `struct` 或者更复杂的自定义类型来避免不必要的面向对象特性带来的开销。
C 的优势： 在需要与硬件直接交互、解析二进制数据格式（比如网络协议、文件头）时，C 语言的位域和结构体填充（padding）的特性，使得我们可以非常直观地将内存布局映射到代码结构上，无需额外的技巧。
2. 极致的函数式编程风格和低层函数指针操作
C 语言的函数是一等公民，你可以将函数作为参数传递，也可以将函数的地址赋值给指针。
更纯粹的函数指针： C 中的函数指针非常直接，可以指向任何函数。你可以将函数指针传递给其他函数，让它们在运行时决定调用哪个函数。
例子： 一个通用的排序函数，可以接收一个比较函数作为参数。
```c
// 假设我们有一个数据数组和它的长度
void data;
size_t num_elements;
size_t element_size;
// 定义一个比较函数类型
typedef int (Comparator)(const void a, const void b);
// 通用的排序函数
void generic_qsort(void base, size_t num, size_t size, Comparator cmp);
// 使用示例
int compare_ints(const void a, const void b) {
int ia = (const int)a;
int ib = (const int)b;
return (ia > ib) (ia < ib); // 简单比较
}
int numbers[] = {5, 2, 8, 1, 9};
generic_qsort(numbers, 5, sizeof(int), compare_ints);
```
对比 C++： C++ 也有函数指针，并且引入了更强大的概念，如函数对象（functors）和 `std::function`。`std::function` 可以包装函数指针、lambda表达式、函数对象等，提供了极大的灵活性。然而，C++ 的这些抽象层级，在某些对性能要求极其苛刻、需要精确控制调用的场景下，可能会引入一些微小的开销。 C 语言的函数指针操作更底层，更直接，没有这些抽象层。
C 的优势： 在需要实现非常底层的回调机制、或者像上面 `qsort` 这样通用但不关心具体类型和比较逻辑的库函数时，C 的函数指针用法显得非常直接和高效。很多 C 的标准库函数（如 `qsort`, `bsearch`）就是基于这种函数指针机制构建的。
3. 更少的“隐式行为”和预期的“意外”
C 语言的设计哲学是“你明确告诉编译器做什么，它就做什么”。它尽量避免“隐藏”的细节。
没有复杂的构造/析构函数链： C++ 中的对象，即使是一个简单的结构体，如果定义了构造函数，在创建时就会自动调用。当对象超出作用域时，析构函数也会被自动调用。这在管理资源时非常有用，但有时也可能带来一些不直观的行为。
对比 C++： C++ 的对象生命周期管理是其核心优势之一，但正是这种自动化的行为，在某些极其底层的场景下，可能会让你觉得它“多了些什么”。
C 的优势： 在 C 中，你只是在操作内存块。任何初始化或清理工作都需要你显式地编写函数来完成。这使得 C 代码的行为更加可预测，尤其是在调试和理解代码执行流程时。你可以完全控制何时、何地调用初始化或清理函数。
更直接的类型转换（Casting）： C 语言的类型转换（`static_cast`, `dynamic_cast`, `reinterpret_cast`, `const_cast`）虽然在 C++ 中提供了更细粒度的控制，但也引入了更复杂的规则。C 语言的类型转换，尤其是 `void` 的强制类型转换，虽然危险，但其“直接性”使得在编写底层通用库时，可以做到更少的约束。
C 的优势： 在编写需要处理各种不同数据类型的通用库时（比如上面 `qsort` 的例子），通过 `void` 和强制类型转换，可以实现非常灵活的代码，而不需要 C++ 中那么多的模板元编程或 `std::function` 的包装。这种直接的类型擦除（type erasure）能力，在 C 中是天生的。
总结一下，C 和 C++ 并非谁“能”谁“不能”的问题，更多的是设计哲学、抽象层级和便利性的取舍。
C 语言的优势体现在：
极致的底层控制和效率： 在需要精细管理内存、直接操作硬件、或者避免任何不必要的运行时开销时，C 的“裸露”更受欢迎。
简单和直接： C 的语法和概念相对较少，更容易理解其底层的运作方式，也更容易编写出高度可移植的代码。
强大的通用库开发能力： 基于函数指针和 `void` 的抽象，可以构建出非常灵活且高效的通用函数库，这些库可以被各种语言调用。
位域操作的便捷性： 在处理硬件寄存器、序列化数据时，C 的位域提供了最直接的解决方案。
当然，C++ 在绝大多数情况下提供了更高级、更安全、更易于维护的抽象。 大部分你想象中 C++ 无法实现，但 C 可以实现的东西，往往是因为 C 的方式更“原始”或“直接”，而 C++ 选择了更抽象或更自动化的路径。
所以，与其说 C++“不能”实现，不如说在某些场景下，C 的实现方式更加“自然”、“直接”，或者更少“隐藏的开销”，而 C++ 需要通过额外的技巧（或者说，它提供了更强大的工具，但也因此带来了更多的复杂性）来达到类似的效果。就像你问一把瑞士军刀能不能做一件铁匠铺里的活儿，它可以，但铁匠铺里的锤子和铁砧更能“自然”地完成这项工作，并且效率更高。
网友意见
比较常用的：柔性数组成员（flexible array member），满血的指派初始化器（C++20 的那个有点残废，连乱序都不支持）
不太常用但没替代方案的：非常量大小数组（variable-length array），函数参数声明符方括号内 static（C++ 数组引用无法表达“长度不小于N”），restrict 修饰符
标准提供的比较有用的但实际不太容易找到可靠实现的：部分 Annex K 组件（例如 memset_s 确定性清内存）
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