C++的坑真的多吗？
openkk 12年前
<div id="news_body"> <p> 先说明一下，我不希望本文变成语言争论贴。希望下面的文章能让我们客观理性地了解 C++ 这个语言。（另，我觉得技术争论不要停留在非黑即白的二元价值观上，这样争论无非就是比谁的嗓门大，比哪一方的观点强，毫无价值。我们应该多看看技术是怎 么演进的，怎么取舍的。）</p> <p> <strong>事由</strong></p> <p style="text-align:center;"><img title="C Plus Plus" alt="C++的坑真的多吗？" src="https://simg.open-open.com/show/d39585e45f363e96dac4cd4569a5b38a.jpg" width="300" height="240" /></p> <p style="text-align:center;"> 周五的时候，我在我的微博上发了一个贴说了一下一个网友给我发来的 C++ 程序的规范和内存管理写的不是很好（后来我删除了，因为当事人要求），我并非批判，只是想说明其实程序员是需要一些“疫苗”的，并以此想开一个“程序员疫苗的网站”，结果，@简悦云风同学<a href="/misc/goto?guid=4958521768578429435">直接回复到</a>：“<strong>不要用 C++ 直接用 C ， 就没那么多坑了。</strong>”就把这个事带入了语言之争。</p> <p> 我又<a href="/misc/goto?guid=4958521768668598685" target="_blank">发了一条微博</a>：</p> <p> <a title="左耳朵耗子" href="/misc/goto?guid=4958521768766669617">@左耳朵耗子</a> <a href="/misc/goto?guid=4958521768853482818" target="_blank"><img title="新浪个人认证 " alt="C++的坑真的多吗？" src="https://simg.open-open.com/show/046c7604a84c0768ef44c7afc2dff647.gif" width="8" height="7" /></a></p> <p>： 说 C++ 比C的坑更多的人我可以理解，但理性地思考一下。C语言的坑也不少啊，如果说C语言有 90 个坑，那么 C++ 就是 100 个坑（另，<strong>我看很多人都把C语言上的坑也归到了 C++ 上来</strong>），但是 C++ 你得到的东西更多，封装，多态，继承扩展，泛型编程，智能指针，……，你得到了 500% 东西，但却只多了 10% 的坑，多值啊。</p> <p> 结果引来了更多的回复（只节选了一些言论）：</p> <ul> <li>@淘宝褚霸<a href="/misc/goto?guid=4958521768951872665">也在微博里说</a>：“自从 5 年前果断扔掉C++，改用了 ansi c 后，我的生活质量大大提升，没有各种坑坑我。”</li> </ul> <ul> <li>@Laruence<a href="/misc/goto?guid=4958521769037733749" target="_blank">在其微博里</a>说: “我确实用不到， C 语言灵活运用 struct, 可以很好的满足这些需求.//@左耳朵耗子: 封装，继承，多态，模板，智能指针，这也用不到？这也学院派？//@Laruence: 问题是， 这些东西我都用不到… C 语言是工程师搞的， C++ 是学院派搞的”</li> </ul> <p> <strong>那么，C++的坑真的多么？我还请大家理性地思考一下</strong>。</p> <p> <strong>C++真的比C差吗？</strong></p> <p> 我们先来看一个图——《<a href="/misc/goto?guid=4958521769132396497" target="_blank">各种程序员的嘴脏的对比</a>》，从这个图上看，C程序员比 C++ 的程序员在注释中使用 fuck 的字眼多一倍。这说明了什么？<strong>我个人觉得这说明C程序员没有 C++ 程序员淡定</strong>。</p> <p style="text-align:center;"><img title="Google Code 中程序语言出现 fuck 一词的比率" alt="C++的坑真的多吗？" src="https://simg.open-open.com/show/1e69fd40d44db31152807d7b9e60fa06.jpg" width="543" height="303" /></p> <p> 不要太纠结上图，只是轻松一下，我没那么无聊，让我们来看点真正的论据。</p> <p> 相信用过 C++ 的程序员知道，C++的很多特性主要就是解决C语言中的各种不完美和缺陷：（注：<strong>C89、C99中许多的改进正是从 C++ 中所引进的</strong>）</p> <ul> <li>用 namespace 解决了很C函数重名的问题。</li> </ul> <ul> <li>用 const/inline/template 代替了宏，解决了C语言中宏的各种坑。</li> </ul> <ul> <li>用 const 的类型解决了很多C语言中变量值莫名改变的问题。</li> </ul> <ul> <li>用引用代替指针，解决了C语言中指针的各种坑。这个在 Java 里得到彻底地体现。</li> </ul> <ul> <li>用强类型检查和四种转型，解决了C语言中乱转型的各种坑。</li> </ul> <ul> <li>用封装（构造，析构，拷贝构造，赋值重载）解决了C语言中各种复制一个结构体（struct）或是一个数据结构（link, hashtable, list, array 等）中浅拷贝的内存问题的各种坑。</li> </ul> <ul> <li>用封装让你可以在成员变量加入 getter/setter，而不会像C一样只有文件级的封装。</li> </ul> <ul> <li>用函数重载、函数默认参数，解决了C中扩展一个函数搞出来像 func2()之类的 ugly 的东西。</li> </ul> <ul> <li>用继承多态和 RTTI 解决了C中乱转 struct 指针和使用函数指针的诸多让代码 ugly 的问题。</li> </ul> <ul> <li>用 RAII，智能指针的方式，解决了C语言中因为出现需要释放资源的那些非常 ugly 的代码的问题。</li> </ul> <ul> <li>用 OO 和 GP 解决各种C语言中用函数指针，对指针乱转型，及一大砣 if-else 搞出来的 ugly 的泛型。</li> </ul> <ul> <li>用 STL 解决了C语言中算法和数据结构的N多种坑。</li> </ul> <p> （注意：上面我没有提重载运算符和异常，前者写出来的代码并不易读和易维护（参看《<a title="恐怖的 C++ 语言" href="/misc/goto?guid=4958521769226455399" target="_blank">恐怖的 C++ 语言</a>》后面的那个示例），坑也多，后者并不成熟（相对于 Java 的异常），但是我们需要知道 try-catch 这种方式比传统的不断地判断函数返回值和 errno 形成的大量的 if-else 在代码可读性上要好很多）</p> <p> 上述的这些东西填了不知有多少的C语言编程和维护的坑。<strong>少用指针，多用引用，试试 autoptr，用用封装，继承，多态和函数重载…… 你面对的坑只会比C少，不会多。</strong></p> <p> <strong>C++的坑有多少？</strong></p> <p> C++的坑真的不多，如果你能花两到三周的时候读一下《<a href="/misc/goto?guid=4958521769317717973" target="_blank">Effecitve C++</a>》里的那 50 多个条款，你就知道 C++ 里的坑并不多，而且，有很多条款告诉我们 C++ 是怎么解决C的坑的。然后，你可以读读《<a href="/misc/goto?guid=4958521769412056045" target="_blank">Exceptional C++</a>》和《<a href="/misc/goto?guid=4958521769507758760" target="_blank">More Exceptional C++</a>》，你可以了解一下 C++ 各种问题的解决方法和一些常见的经典错误。</p> <p> 当然，C++在解决了很多C语的坑的同时，也因为 OO 和泛型又引入了一些坑。消一些，加一些，我个人感觉上总体上只比C多 10% 左右吧。但是你有了开发速度更快，代码更易读，更易维护的 500% 的利益。</p> <p> 另外，不可否认的是，C++中的代码出了错误，有时候很难搞，而且似乎用 C++ 的人会觉得 C++ 更容易出错？我觉得主要是下面几个原因：</p> <ul> <li><strong>C和 C++ 都没学好，大多数人用 C++ 写C，所以，C的坑和 C++ 的坑合并了。</strong></li> </ul> <ul> <li><strong><strong>C++太灵活了，想怎么搞就怎么搞，所以，各种不经意地滥用和乱搞。</strong></strong></li> </ul> <p> 另外，C++的编译对标准 C++ 的实现各异，支持地也千差万别，所以会有一些比较奇怪的问题，但是如果你一般用用 C++ 的封装，继承，多态，以及 namespace，const, refernece, inline, templete, overloap, autoptr，还有一些 OO 模式，并不会出现奇怪的问题。</p> <p> 而对于 STL 中的各种坑，我觉得是程序员们还对 GP（泛型编程）理解得还不够，STL 是泛型编程的顶级实践！属于是大师级的作品，一般人很难理解。必需承认 STL 写出来的代码和编译错误的确相当复杂晦涩，太难懂了。这也是 C++ 的一个诟病。</p> <p> 这和 <a href="/misc/goto?guid=4958521769226455399" target="_blank">Linus 说的一样</a> —— “<strong>C++是一门很恐怖的语言，而比它更恐怖的是很多不合格的程序员在使用着它</strong>”。注意我飘红了“<strong>很多不合格的程序员</strong>”！</p> <p> 我觉得 C++ 并不适合初级程序员使用，C++只适合高级程序员使用（参看《<a title="“21天教你学会C++”" href="/misc/goto?guid=4958185568889678838" target="_blank">21天学好C++</a>》和《<a title="C++ 程序员自信心曲线图" href="/misc/goto?guid=4958185568154026079" target="_blank">C++学习自信心曲线</a>》），正如《Why C++》中说的，C++适合那些对开发维护效率和系统性能同时关注的高级程序员使用。</p> <p> <strong>这就好像飞机一样，开飞机很难，开飞机要注意的东西太多太多，对驾驶员的要求很高，但你不能说飞机这个工具很烂，开飞机的坑太多。</strong>（注：我这里并不是说 C++ 是飞机，C是汽车，C++和C的差距，比飞机到汽车的差距少太多太多，这里主要是类比，我们对待 C++ 语言的心态！）</p> <p> <strong>C++的初衷</strong></p> <p> 理解 C++ 设计的最佳读本是《<a href="/misc/goto?guid=4958521769674308123" target="_blank">C++演化和设计</a>》，在这本书中 Stroustrup 说了些事：</p> <p> 1）Stroustrup 对C是非常欣赏，<strong>实际上早期 C++ 许多的工作是对于C的强化和净化</strong>，并把完全兼容C作为强制性要求。C89、C99中许多的改进正是从 C++ 中所引进。可见，Stroustrup 对C语言的贡献非常之大。<strong>今天不管你对 C++ 怎么看，C++的确扩展和进化了C，对C造成了深远的影响</strong>。</p> <p> 2）Stroustrup 对于C的抱怨主要来源于两个方面——在 C++ 兼容C的过程中遇到了不少设计实现上的麻烦；以及守旧的K&R C 程序员对 Stroustrup 的批评。<strong>很多人说 C++ 的恶梦就是要去兼容于C，这并不无道理（</strong>Java 就干的比 C++ 彻底得多<strong>）</strong>，但这并不是 Stroustrup 考虑的，Stroustrup 一边在使尽浑身解数来兼容C，另一方面在拼命地优化C。</p> <p> 3）Stroustrup 在书中直接说，C++最大的竞争对手正是C，他的目的就是——<strong>C能做到的，C++也必须做到，而且要做的更好</strong>。大家觉得是不是做到了？有多少做到了，有多少还没有做到？</p> <p> 4）对于同时关注的运行效率和开发效率的程序员，Stroustrup 多次强调 C++ 的目标是——“<strong>在保证效率与C语言相当的情况下，加强程序的组织性；能保证同样功能的程序，C++更短小</strong>”，<strong>这正是浅封装的核心思想</strong>。而不是过渡设计的 OO。（参看：<a title="面向对象是个骗局？！" href="/misc/goto?guid=4958521769771532993" target="_blank">面向对象是个骗局</a>）</p> <p> 5）这本书中举了很多例子来回应那些批评 C++ 有运行性能问题的人。C++在其第二个版本中，引入了虚函数机制，这是 C++ 效率最大的瓶颈了，但我个人认为虚函数就是多了一次加法运算，但让我们的代码能有更好的组织，极大增加了程序的阅读和降底了维护成本。 （注：Lippman 的《<a href="/misc/goto?guid=4958521769855159774" target="_blank">深入探索 C++ 对象模型</a>》也说明了 C++ 不比C的程序在运行性能低。Bruce 的《<a href="/misc/goto?guid=4958521769956675481" target="_blank">Think in C++</a>》也说 C++ 和C的性能相差只有5%）</p> <p> 6）这本书中还讲了一些 C++ 的痛苦的取舍，印象最深的就是多重继承，提出，拿掉，再被提出，反复很多次，大家在得与失中不断地辩论和取舍。这个过程让我最大的收获是——a) <strong>对于任何一种设计都有好有坏，都只能偏重一方</strong>，b) <strong>完全否定式的批评是不好的心态，好的心态应该是建设性地批评</strong>。</p> <p> <strong>我对 C++ 的感情</strong></p> <p> 我先说说我学 C++ 的经历。</p> <p> 我毕业时，是直接从C跳过 C++ 学 Java 的，但是<strong>学 Java 的时候，不知道为什么 Java 要设计成这样，只好回头看C++，结果学 C++ 的时候又有很多不懂，又只得回头看C</strong>，<strong>最后发现，C -> C++ -> Java 的过程，就是 C++ 填C的坑，Java 填 C++ 的坑的过程</strong>。</p> <p> 注，下面这些东西可以看到 Java 在填C/C++坑：</p> <ul> <li>Java 彻底废弃了指针（指针这个东西，绝对让这个社会有几百亿的损失），使用引用。</li> <li>Java 用 GC 解决了 C++ 的各种内存问题的诟病，当然也带来了 GC 的问题，不过功大于过。</li> <li>Java 对异常的支持比 C++ 更严格，让编程更方便了。</li> <li>Java 没有像 C++ 那样的 template/macro/函数对象/操作符重载，泛型太晦涩，用 OO 更容易一些。</li> <li>Java 改进了 C++ 的构造、析构、拷贝构造、赋值。</li> <li>Java 对完全抛弃了C/C++这种面向过程的编程方式，并废弃了多重继承，更 OO（如：用接口来代替多重继承）</li> <li>Java 比较彻底地解决了C/C++自称多年的跨平台技术。</li> <li>Java 的反射机制把这个语言提升了一个高度，在这个上面可以构建各种高级用法。</li> <li>C/C++没有一些比较好的类库，比如 UI，线程 ，I/O，字符串处理等。（C++0x 补充了一些）</li> <li>等等……</li> </ul> <p> 当然时代还在前进，这个演变的过程还在 C# 和 Go 上体现着。不过我学习了C -> C++ -> Java 这个填坑演进的过程，让我明白了很多东西：</p> <ul> <li>我明白了 OO 是怎么一回事，重要的是明白了 OO 的封装，继承，和多态是怎么实现的。（参看我以前写过的《<a href="/misc/goto?guid=4958521770039050981" target="_blank">C++虚函数表解析</a>》和《<a href="/misc/goto?guid=4958521770143233805" target="_blank">C++对象内存布局</a>》）</li> <li>我明白了 STL 的泛型编程和 Java 的各种花哨的技术是怎么一回事，以及那些很花哨的编程方法和技术。</li> <li>我明白了C，C++，Java 的各中坑，这就好像玩火一样，我知道怎么玩火不会烧身了。</li> </ul> <p> <strong>我从这个学习过程中得到的最大的收获不是语言本身，而是各式各样的编程技术和方法，和技术的演进的过程，这比语言本身更重要</strong>！（<strong>在这个角度上学习，你看到的不是一个又一个的坑，你看到的是——各式各样让你可以爬得更高的梯子</strong>）</p> <p> 我对 C++ 的感情有三个过程：先是喜欢地要死，然后是恨地要死，现在的又爱又恨，爱的是这个语言，恨的是很多不合格的人在滥用和凌辱它。</p> <p> <strong>C++的未来</strong></p> <p> C++语言发展大概可以分为三个阶段（<a href="/misc/goto?guid=4958521770223908042" target="_blank">摘自 Wikipedia</a>）：</p> <ul> <li>第一阶段从 80 年代到 1995 年。这一阶段 C++ 语言基本上是传统类型上的面向对象语言，并且凭借著接近C语言的效率，在工业界使用的开发语言中占据了相当大份额；</li> <li>第二阶段从 1995 年到 2000 年，这一阶段由于标准模板库（STL）和后来的 Boost 等程式库的出现，泛型程式设计在 C++ 中占据了越来越多的比重性。当然，同时由于 Java、C#等语言的出现和硬件价格的大规模下降，C++受到了一定的冲击；</li> <li>第三阶段从 2000 年至今，由于以 Loki、MPL 等程式库为代表的产生式编程和模板元编程的出现，C++出现了发展历史上又一个新的高峰，这些新技术的出现以及和原有技术的融合，使 C++ 已经成为当今主流程式设计语言中最复杂的一员。</li> </ul> <p> 在《<a title="Why C++ ? 王者归来" href="/misc/goto?guid=4958328540779826906" target="_blank">Why C++? 王者归来</a>》中说了 ，性能主要就是要省电，省电就是省钱，在数据中心还不明显，在手机上就更明显了，这就是为什么 Android 支持 C++ 的原因。所以，在 NB 的电池或是能源出现之前，<strong>如果你需要注重程序的运行性能和开发效率，并更关注程序的运性能，那么，应该首选 C++</strong>。这就是 iOS 开发也支持 C++ 的原因。</p> <p style="text-align:center;"><img title="" alt="C++的坑真的多吗？" src="https://simg.open-open.com/show/f57fe2ae958625f3d5f7a1b882762af8.jpg" width="567" height="318" /></p> <p> 今天的C++11中不但有更多更不错的东西，而且，还填了更多原来 C++ 的坑。（参看：<a href="/misc/goto?guid=4958521770347173782" target="_blank">C++11 Wiki</a>，<a title="C++11 中值得关注的几大变化（详解）" href="/misc/goto?guid=4958521770441585277" target="_blank">C++ 11 的主要特性</a>）</p> <p style="text-align:center;"> <img title="" alt="C++的坑真的多吗？" src="https://simg.open-open.com/show/585c48ddb123d62af6a5f250a2cddd1e.jpg" width="567" height="319" /></p> <p> <strong><strong>总结</strong></strong></p> <ul> <li><strong>C++并不完美，但学 C++ 必然让你受益无穷。</strong></li> </ul> <ul> <li><strong>是那些不合格的、想对编程速成的程序员让 C++ 变得坑多。</strong></li> </ul> <p> 最后，非常感谢能和“@简悦云风”，“@淘宝诸霸”，“@Laruence”一起讨论这个问题！无论你们的观点怎么样，我都和你们“在一起”，嘿嘿嘿……</p> </div>