硬件是允许这一切发生的原因。您可以将图形存储器看作一个大数组(由屏幕上的每个像素组成)。要绘制到屏幕上，您可以使用c++或任何允许直接访问该内存的语言写入该内存。该内存恰好可以被显卡访问或位于显卡上。

在现代系统中，由于各种限制，直接访问图形存储器需要编写驱动程序，因此您可以使用间接方法。库创建一个窗口(实际上只是一个像其他图像一样的图像)，然后将该图像写入图形内存，然后GPU将其显示在屏幕上。除了写入特定内存位置的能力之外，该语言不需要添加任何东西，这就是指针的作用。

C和c++有两个属性，允许OP所谈论的所有这些可扩展性。

C和c++可以访问内存 C和c++可以调用非C或c++语言中的汇编代码。

在内核或基本的非保护模式平台中，外围设备(如串口或磁盘驱动器)以与RAM相同的方式映射到内存映射中。内存是一系列的开关，翻转外围设备的开关(比如串口或磁盘驱动器)可以让外围设备做一些有用的事情。

在保护模式操作系统中，当用户希望从用户空间访问内核时(比如写入文件系统或在屏幕上绘制像素)，需要进行系统调用。C语言没有指令来进行系统调用，但是C语言可以调用汇编代码来触发正确的系统调用，这就是为什么C代码可以与内核对话。

为了使特定平台的编程更容易，系统调用被包装在更复杂的函数中，这些函数可以在自己的程序中执行一些有用的函数。可以直接调用系统调用(使用汇编程序)，但是使用平台提供的一个包装器函数可能更容易。

还有另一层API比系统调用有用得多。以malloc为例。这不仅会调用系统来获取大块的内存，而且还会通过对正在发生的事情进行所有簿记来管理这些内存。

Win32 api用一个公共平台小部件集包装了一些图形功能。Qt更进一步，以跨平台的方式包装了Win32(或X Windows) API。

从根本上讲，C编译器将C代码转换为机器代码，由于计算机被设计为使用机器代码，所以你应该期望C能够完成计算机所能完成的大部分工作。包装器库所做的一切都是为您做繁重的工作，这样您就不必做了。

语言(如c++ 11)是纸上的规范，通常用英语编写。看看最新的c++ 11草案(或者从ISO供应商那里购买昂贵的最终规范)。

你通常使用带有语言实现的计算机(原则上你可以在没有任何计算机的情况下运行c++程序，例如使用一群人类奴隶来解释它;那样既不道德又低效)

你的c++实现通常工作在某个操作系统之上，并与它通信(使用一些特定于实现的代码，通常在一些系统库中)。通常这种通信是通过系统调用完成的。在instance into syscalls(2)中查找Linux内核上可用的系统调用列表。

从应用程序的角度来看，系统调用是一个基本的机器指令，就像x86-64上的SYSENTER一样，具有一些约定(ABI)。

在我的Linux桌面上，Qt库位于X11客户端库之上，通过X Windows协议与X11服务器Xorg通信。

在Linux上，在可执行文件上使用ldd来查看对库的依赖项的(长)列表。在正在运行的进程上使用pmap查看在运行时“加载”了哪些文件。顺便说一句，在Linux上，你的应用程序可能只使用免费软件，你可以研究它的源代码(从Qt，到Xlib, libc，…内核)以了解更多正在发生的事情

When you try to draw something on the screen, your code calls some other piece of code which calls some other code (etc.) until finally there is a "system call", which is a special instruction that the CPU can execute. These instructions can be either written in assembly or can be written in C++ if the compiler supports their "intrinsics" (which are functions that the compiler handles "specially" by converting them into special code that the CPU can understand). Their job is to tell the operating system to do something.

When a system call happens, a function gets called that calls another function (etc.) until finally the display driver is told to draw something on the screen. At that point, the display driver looks at a particular region in physical memory which is actually not memory, but rather an address range that can be written to as if it were memory. Instead, however, writing to that address range causes the graphics hardware to intercept the memory write, and draw something on the screen. Writing to this region of memory is something that could be coded in C++, since on the software side it's just a regular memory access. It's just that the hardware handles it differently. So that's a really basic explanation of how it can work.

好问题。每一个新的C或c++开发人员都有这样的想法。在本文的其余部分中，我假设使用的是标准的x86机器。如果你使用的是微软c++编译器，打开你的记事本并输入这个(命名为Test.c)

int main(int argc, char **argv)
{
   return 0
}

现在编译这个文件(使用开发人员命令提示符)cl Test.c /FaTest.asm

现在打开Test。在你的记事本里。你看到的是翻译后的代码——C/ c++被翻译成汇编程序。你明白我的意思了吗?

_main   PROC
    push    ebp
    mov ebp, esp
    xor eax, eax
    pop ebp
    ret 0
_main   ENDP

C/ c++程序是设计来在金属上运行的。这意味着他们可以访问较低级别的硬件，从而更容易利用硬件的功能。比如说，我要在x86机器上编写一个C库getch()。

根据汇编器的不同，我可以这样输入:

_getch proc 
   xor AH, AH
   int 16h
   ;AL contains the keycode (AX is already there - so just return)
ret

我用汇编程序运行它并生成一个。obj -命名为getch.obj。

然后我写了一个C程序(我不包括任何东西)

extern char getch();

void main(int, char **)
{
  getch();
}

现在将这个文件命名为GetChTest.c。通过传递getch来编译这个文件。obj。(或者单独编译到.obj和LINK GetChTest。Obj和getch。Obj一起生成GetChTest.exe)。

运行GetChTest.exe，你会发现它在等待键盘输入。

C/C++ programming is not just about language. To be a good C/C++ programmer you need to have a good understanding on the type of machine that it runs. You will need to know how the memory management is handled, how the registers are structured, etc., You may not need all these information for regular programming - but they would help you immensely. Apart from the basic hardware knowledge, it certainly helps if you understand how the compiler works (ie., how it translates) - which could enable you to tweak your code as necessary. It is an interesting package!

这两种语言都支持__asm关键字，这意味着你也可以混合汇编语言代码。学习C和c++会让你成为一个更全面的程序员。

不需要总是与汇编程序链接。我提到它是因为我认为这会帮助你们更好地理解。大多数这样的库调用都利用了操作系统提供的系统调用/ api(操作系统负责硬件交互)。

关键在于操作系统是否可能公开API以及如何使用该API的详细描述。

操作系统提供了一组具有调用约定的api。 调用约定定义了将参数提供给API的方式、返回结果的方式以及如何执行实际调用。

操作系统和为它们创建代码的编译器可以很好地协同工作，所以您通常不必考虑它，只需使用它。