隨筆檔案

轉(zhuǎn)載自：cool shell，作者：陳皓
From:http://coolshell.cn/articles/7992.html 

先說明一下，我不希望本文變成語言爭論貼。希望下面的文章能讓我們客觀理性地了解C++這個語言。（另，我覺得技術(shù)爭論不要停留在非黑即白的二元價值觀上，這樣爭論無非就是比誰的嗓門大，比哪一方的觀點強，毫無價值。我們應(yīng)該多看看技術(shù)是怎么演進的，怎么取舍的。）

事由

周五的時候，我在我的微博上發(fā)了一個貼說了一下一個網(wǎng)友給我發(fā)來的C++程序的規(guī)范和內(nèi)存管理寫的不是很好（后來我刪除了，因為當(dāng)事人要求），我并非批判，只是想說明其實程序員是需要一些“疫苗”的，并以此想開一個“程序員疫苗的網(wǎng)站”，結(jié)果，@簡悅云風(fēng)同學(xué)直接回復(fù)到：“不要用 C++ 直接用 C , 就沒那么多坑了。”就把這個事帶入了語言之爭。

我又發(fā)了一條微博：

@左耳朵耗子 ： 說C++比C的坑更多的人我可以理解，但理性地思考一下。C語言的坑也不少啊，如果說C語言有90個坑，那么C++就是100個坑（另，我看很多人都把C語言上的坑也歸到了C++上來），但是C++你得到的東西更多，封裝，多態(tài)，繼承擴展，泛型編程，智能指針，……，你得到了500%東西，但卻只多了10%的坑，多值啊。

結(jié)果引來了更多的回復(fù)（只節(jié)選了一些言論）：

• @淘寶褚霸也在微博里說：“自從5年前果斷扔掉C++，改用了ansi c后，我的生活質(zhì)量大大提升，沒有各種坑坑我。”

• @Laruence在其微博里說: “我確實用不到, C語言靈活運用struct, 可以很好的滿足這些需求.//@左耳朵耗子: 封裝，繼承，多態(tài)，模板，智能指針，這也用不到？這也學(xué)院派？//@Laruence: 問題是, 這些東西我都用不到… C語言是工程師搞的, C++是學(xué)院派搞的”

那么，C++的坑真的多么？我還請大家理性地思考一下。

不要太糾結(jié)上圖，只是輕松一下，我沒那么無聊，讓我們來看點真正的論據(jù)。

相信用過C++的程序員知道，C++的很多特性主要就是解決C語言中的各種不完美和缺陷：（注：C89、C99中許多的改進正是從C++中所引進的）

• 用namespace解決了很C函數(shù)重名的問題。

• 用const/inline/template代替了宏，解決了C語言中宏的各種坑。

• 用const的類型解決了很多C語言中變量值莫名改變的問題。

• 用引用代替指針，解決了C語言中指針的各種坑。這個在Java里得到徹底地體現(xiàn)。

• 用強類型檢查和四種轉(zhuǎn)型，解決了C語言中亂轉(zhuǎn)型的各種坑。

• 用封裝（構(gòu)造，析構(gòu)，拷貝構(gòu)造，賦值重載）解決了C語言中各種復(fù)制一個結(jié)構(gòu)體（struct）或是一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（link, hashtable, list, array等）中淺拷貝的內(nèi)存問題的各種坑。

• 用封裝讓你可以在成員變量加入getter/setter，而不會像C一樣只有文件級的封裝。

• 用函數(shù)重載、函數(shù)默認(rèn)參數(shù)，解決了C中擴展一個函數(shù)搞出來像func2()之類的ugly的東西。

• 用繼承多態(tài)和RTTI解決了C中亂轉(zhuǎn)struct指針和使用函數(shù)指針的諸多讓代碼ugly的問題。

• 用RAII，智能指針的方式，解決了C語言中因為出現(xiàn)需要釋放資源的那些非常ugly的代碼的問題。

• 用OO和GP解決各種C語言中用函數(shù)指針，對指針亂轉(zhuǎn)型，及一大砣if-else搞出來的ugly的泛型。

• 用STL解決了C語言中算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的N多種坑。

上述的這些東西填了不知有多少的C語言編程和維護的坑。少用指針，多用引用，試試autoptr，用用封裝，繼承，多態(tài)和函數(shù)重載…… 你面對的坑只會比C少，不會多。

C++的坑有多少？

C++的坑真的不多，如果你能花兩到三周的時候讀一下《Effecitve C++》里的那50多個條款，你就知道C++里的坑并不多，而且，有很多條款告訴我們C++是怎么解決C的坑的。然后，你可以讀讀《Exceptional C++》和《More Exceptional C++》，你可以了解一下C++各種問題的解決方法和一些常見的經(jīng)典錯誤。

當(dāng)然，C++在解決了很多C語的坑的同時，也因為OO和泛型又引入了一些坑。消一些，加一些，我個人感覺上總體上只比C多10%左右吧。但是你有了開發(fā)速度更快，代碼更易讀，更易維護的500%的利益。

另外，不可否認(rèn)的是，C++中的代碼出了錯誤，有時候很難搞，而且似乎用C++的人會覺得C++更容易出錯？我覺得主要是下面幾個原因：

• C和C++都沒學(xué)好，大多數(shù)人用C++寫C，所以，C的坑和C++的坑合并了。

• C++太靈活了，想怎么搞就怎么搞，所以，各種不經(jīng)意地濫用和亂搞。

另外，C++的編譯對標(biāo)準(zhǔn)C++的實現(xiàn)各異，支持地也千差萬別，所以會有一些比較奇怪的問題，但是如果你一般用用C++的封裝，繼承，多態(tài)，以及namespace，const, refernece,  inline, templete, overloap, autoptr，還有一些OO 模式，并不會出現(xiàn)奇怪的問題。

而對于STL中的各種坑，我覺得是程序員們還對GP（泛型編程）理解得還不夠，STL是泛型編程的頂級實踐！屬于是大師級的作品，一般人很難理解。必需承認(rèn)STL寫出來的代碼和編譯錯誤的確相當(dāng)復(fù)雜晦澀，太難懂了。這也是C++的一個詬病。

這和Linus說的一樣 —— “C++是一門很恐怖的語言，而比它更恐怖的是很多不合格的程序員在使用著它”。注意我飄紅了“很多不合格的程序員”！

我覺得C++并不適合初級程序員使用，C++只適合高級程序員使用（參看《21天學(xué)好C++》和《C++學(xué)習(xí)自信心曲線》），正如《Why C++》中說的，C++適合那些對開發(fā)維護效率和系統(tǒng)性能同時關(guān)注的高級程序員使用。

這就好像飛機一樣，開飛機很難，開飛機要注意的東西太多太多，對駕駛員的要求很高，但你不能說飛機這個工具很爛，開飛機的坑太多。（注：我這里并不是說C++是飛機，C是汽車，C++和C的差距，比飛機到汽車的差距少太多太多，這里主要是類比，我們對待C++語言的心態(tài)！）

C++的初衷

理解C++設(shè)計的最佳讀本是《C++演化和設(shè)計》，在這本書中Stroustrup說了些事：

1）Stroustrup對C是非常欣賞，實際上早期C++許多的工作是對于C的強化和凈化，并把完全兼容C作為強制性要求。C89、C99中許多的改進正是從C++中所引進。可見，Stroustrup對C語言的貢獻非常之大。今天不管你對C++怎么看，C++的確擴展和進化了C，對C造成了深遠(yuǎn)的影響。

2）Stroustrup對于C的抱怨主要來源于兩個方面——在C++兼容C的過程中遇到了不少設(shè)計實現(xiàn)上的麻煩；以及守舊的K&R C程序員對Stroustrup的批評。很多人說C++的惡夢就是要去兼容于C，這并不無道理（Java就干的比C++徹底得多），但這并不是Stroustrup考慮的，Stroustrup一邊在使盡渾身解數(shù)來兼容C，另一方面在拼命地優(yōu)化C。

3）Stroustrup在書中直接說，C++最大的競爭對手正是C，他的目的就是——C能做到的，C++也必須做到，而且要做的更好。大家覺得是不是做到了？有多少做到了，有多少還沒有做到？

4）對于同時關(guān)注的運行效率和開發(fā)效率的程序員，Stroustrup多次強調(diào)C++的目標(biāo)是——“在保證效率與C語言相當(dāng)?shù)那闆r下，加強程序的組織性；能保證同樣功能的程序，C++更短小”，這正是淺封裝的核心思想。而不是過渡設(shè)計的OO。（參看：面向?qū)ο笫莻€騙局）

5）這本書中舉了很多例子來回應(yīng)那些批評C++有運行性能問題的人。C++在其第二個版本中，引入了虛函數(shù)機制，這是C++效率最大的瓶頸了，但我個人認(rèn)為虛函數(shù)就是多了一次加法運算，但讓我們的代碼能有更好的組織，極大增加了程序的閱讀和降底了維護成本。（注：Lippman的《深入探索C++對象模型》也說明了C++不比C的程序在運行性能低。Bruce的《Think in C++》也說C++和C的性能相差只有5%）

6）這本書中還講了一些C++的痛苦的取舍，印象最深的就是多重繼承，提出，拿掉，再被提出，反復(fù)很多次，大家在得與失中不斷地辯論和取舍。這個過程讓我最大的收獲是——a) 對于任何一種設(shè)計都有好有壞，都只能偏重一方，b) 完全否定式的批評是不好的心態(tài)，好的心態(tài)應(yīng)該是建設(shè)性地批評。

我對C++的感情

我先說說我學(xué)C++的經(jīng)歷。

我畢業(yè)時，是直接從C跳過C++學(xué)Java的，但是學(xué)Java的時候，不知道為什么Java要設(shè)計成這樣，只好回頭看C++，結(jié)果學(xué)C++的時候又有很多不懂，又只得回頭看C，最后發(fā)現(xiàn)，C -> C++ -> Java的過程，就是C++填C的坑，Java填C++的坑的過程。

注，下面這些東西可以看到Java在填C/C++坑：

• Java徹底廢棄了指針（指針這個東西，絕對讓這個社會有幾百億的損失），使用引用。
• Java用GC解決了C++的各種內(nèi)存問題的詬病，當(dāng)然也帶來了GC的問題，不過功大于過。
• Java對異常的支持比C++更嚴(yán)格，讓編程更方便了。
• Java沒有像C++那樣的template/macro/函數(shù)對象/操作符重載，泛型太晦澀，用OO更容易一些。
• Java改進了C++的構(gòu)造、析構(gòu)、拷貝構(gòu)造、賦值。
• Java對完全拋棄了C/C++這種面向過程的編程方式，并廢棄了多重繼承，更OO（如：用接口來代替多重繼承）
• Java比較徹底地解決了C/C++自稱多年的跨平臺技術(shù)。
• Java的反射機制把這個語言提升了一個高度，在這個上面可以構(gòu)建各種高級用法。
• C/C++沒有一些比較好的類庫，比如UI，線程 ，I/O，字符串處理等。（C++0x補充了一些）
• 等等……

當(dāng)然時代還在前進，這個演變的過程還在C#和Go上體現(xiàn)著。不過我學(xué)習(xí)了C -> C++  -> Java這個填坑演進的過程，讓我明白了很多東西：

• 我明白了OO是怎么一回事，重要的是明白了OO的封裝，繼承，和多態(tài)是怎么實現(xiàn)的。（參看我以前寫過的《C++虛函數(shù)表解析》和《C++對象內(nèi)存布局》）
• 我明白了STL的泛型編程和Java的各種花哨的技術(shù)是怎么一回事，以及那些很花哨的編程方法和技術(shù)。
• 我明白了C，C++，Java的各中坑，這就好像玩火一樣，我知道怎么玩火不會燒身了。

我從這個學(xué)習(xí)過程中得到的最大的收獲不是語言本身，而是各式各樣的編程技術(shù)和方法，和技術(shù)的演進的過程，這比語言本身更重要！（在這個角度上學(xué)習(xí)，你看到的不是一個又一個的坑，你看到的是——各式各樣讓你可以爬得更高的梯子）

我對C++的感情有三個過程：先是喜歡地要死，然后是恨地要死，現(xiàn)在的又愛又恨，愛的是這個語言，恨的是很多不合格的人在濫用和凌辱它。

C++的未來

C++語言發(fā)展大概可以分為三個階段（摘自Wikipedia）：

• 第一階段從80年代到1995年。這一階段C++語言基本上是傳統(tǒng)類型上的面向?qū)ο笳Z言，并且憑借著接近C語言的效率，在工業(yè)界使用的開發(fā)語言中占據(jù)了相當(dāng)大份額；
• 第二階段從1995年到2000年，這一階段由于標(biāo)準(zhǔn)模板庫（STL）和后來的Boost等程式庫的出現(xiàn)，泛型程式設(shè)計在C++中占據(jù)了越來越多的比重性。當(dāng)然，同時由于Java、C#等語言的出現(xiàn)和硬件價格的大規(guī)模下降，C++受到了一定的沖擊；
• 第三階段從2000年至今，由于以Loki、MPL等程式庫為代表的產(chǎn)生式編程和模板元編程的出現(xiàn)，C++出現(xiàn)了發(fā)展歷史上又一個新的高峰，這些新技術(shù)的出現(xiàn)以及和原有技術(shù)的融合，使C++已經(jīng)成為當(dāng)今主流程式設(shè)計語言中最復(fù)雜的一員。

在《Why C++? 王者歸來》中說了 ，性能主要就是要省電，省電就是省錢，在數(shù)據(jù)中心還不明顯，在手機上就更明顯了，這就是為什么Android 支持C++的原因。所以，在NB的電池或是能源出現(xiàn)之前，如果你需要注重程序的運行性能和開發(fā)效率，并更關(guān)注程序的運性能，那么，應(yīng)該首選 C++。這就是iOS開發(fā)也支持C++的原因。

今天的C++11中不但有更多更不錯的東西，而且，還填了更多原來C++的坑。（參看：C++11 Wiki，C++ 11的主要特性）

總結(jié)

• C++并不完美，但學(xué)C++必然讓你受益無窮。

• 是那些不合格的、想對編程速成的程序員讓C++變得坑多。

最后，非常感謝能和“@簡悅云風(fēng)”，“@淘寶諸霸”，“@Laruence”一起討論這個問題！無論你們的觀點怎么樣，我都和你們“在一起”，嘿嘿嘿……

(全文完)