C++ - 认识C++

c++的起源可以追溯到1979年，当时 Bjarne Stroustrup(本贾尼·斯特劳斯特鲁普) 在贝尔实验室从事计算机科学与软件工程的研究工作。面对项目中复杂的软件开发任务，特别是模拟和操作系统的开发的工作时，他感受到了现有语言（C语言）在表达能力、可维护性和可扩展性方面的不足；

1983年。Bjarne Stroustrup 在C语言的基础上添加了面向对象编程的特性，设计出了C++语言的雏形，此时的C++已经有了类、封装、继承等核心概念，为后来的面向对象编程奠定了基础；这一年该语言被正式命名为C++；

在随后几年中，C++在学术界和工业界的应用逐渐增多。一些大学和研究所开始将C++作为数学和研究的首选语言，而有一些公司开始在成品开发中尝试使用C++。也是在这一时期，C++的标准库和模板等特性得到了进一步的发展和完善；

C++的标准化工作从1989年开始，并成立了一个ANSI 和ISO（International Standards Organization）国际标准化组织的联合标准委员会。1994年标准委员会提出了第一个标准化草案，在该草案中，委员会在保持本贾尼博士最初定义的所有特征的同时，还增加了部分新的特征；在完成C++标准化的第一个草案后不久,STL（Standard Template Library）是惠普实验室开发的一系列软件的通称。它是由 Alexander Stepanov、Meng Lee 和 David R Musser 在惠普实验室工作时所提出来的。STL 对C++ 的扩展超出了C++ 的最初定义范围。虽然在标准中增加STL 是一个很重要的决定，但也因此延缓了C++标准化的进程；

1997年11月14日，联合标准化委员会通过了该标准化的最终草案。1998年，C++的ANSI/ISO标准被投入使用；

注：很多计算机发展的基础均是从贝尔实验室出来的：eg.通信、晶体管、UNIX操作系统、C语言（Linux 和Windows 是从NUIX 操作系统发展而来的）

Q1：美国国家安全局建议从 C/C++切换到内存安全语言:

C/C++ 是直接操作系统应用软件层上跑的，而Java 是跑在虚拟机上的，操作系统、数据库等基础的大型软件上都是用的C/C++ 写的；C++ 是许多基础软件（如数据库、浏览器引擎、操作系统）的构建语言，迁移成本极高。例如，Linux 内核、Chrome 浏览器等均依赖 C++，重写需要耗费数十年时间和巨额资金；

Q2：随着AI的发展，未来是否会利用AI工具来重写C++代码？

AI 工具（如 Copilot）可提升 C++ 开发效率，自动生成代码或优化算法，但难以完全替代人工。例如，复杂的内存管理和性能优化仍需开发者深度参与；C++ 系统的底层逻辑和硬件依赖使得 AI 重写风险极高，尤其在需要严格实时性的场景（如航空航天控制系统）；重写，即使在有AI 工具的情况下，仍然是一个巨大的消耗，企业更倾向于维护现有 C++ 系统而非重写，尤其涉及关键基础设施时；若未来 AI 自举编程技术成熟，可能催生更高效的二进制级语言，但这类语言仍需与 C++ 生态兼容。短期内，AI 更可能作为辅助工具而非颠覆者；至少目前学习阶段，大可不必担心C++在这几十年间会被淘汰。

2、C++版本

注：版本更新并不代表语言的改变，新版本兼容旧版本；（版本更新：优化旧版本中的Bug ，去掉不合理的部分；还会更新新得语法库）

C++经历了近20年的沉淀才发布了第一个版本的标准（1998年）；从C++98 到 C++11花了11年是因为：

九几年的时候还在PC（Personal Computer）互联网时代，在那个时代人们想要上网就只能用电脑，而在电脑上就可以使用各种软件（此时的软件许多都是用 C/C++ 写的）
所以在1998年C++的标准版本发布以后，C++在当时就是一个巅峰的存在，也是因为当时C++太火了，许多的后台程序（存储、管理数据……）以及前端的东西均可以用C++来写；
也是在1998版本发布之后，C++委员会便制定了一个五年计划：每五年更新一个大版本；
在2003年的时候，更新了一个版本（这个版本并非是大版本，而是小版本）该版本主要是针对98版本进行的修复，并没有增加新语法、新库。
在2008年得时候，也出现了一个更新版本，但是当时得C++出现了烂尾工程；因为在2007年的时候，此版本发布不出来，但是委员会想着要给大家一个交代，于是也就发布了点内容，称为C++0x;

在上述过程中，C++就没有那么火了；因为移动互联网的时代来了；大概在07、08年左右；乔布斯当时发布了苹果，用的是IOS系统（IOS系统当时很贵，并且并未普及），所以谷歌就做了一个系统——安卓（安卓是免费的，其底层就是剪裁的Linux）;当安卓出来的时候，各大厂商就开始转型去做智能手机，也就是在这段时间附近，移动互联网的时代来临了；

移动互联网时代的到临意味着我们的应用需求开始产生了变革（网速变得更快、应用端不再局限于PC电脑的软件，而是Web端和App端）；

而在移动互联网时代，C++在市场中的份额便降低了，C++便更适合去做一些传统的大型软件、服务端、高性能等……

以及C++更新的速度太慢了，就导致很多人不满。于是C++委员会又开会规定：三年更新一次（稳定更新），这也就是2011年之后C++稳定更新的原因；

3、语言

TIOBE 是最知名的编程语言流行度排行榜之一，每月更新一次，基于全球工程师、课程和第三方供应商的数量，以及搜索引擎数据统计得出。

Python：易用，但是没有编译的这个过程，故而用Python 写出来的程序性能比较差；（C/C++首先会将代码编译成二进制指令，然后机器便可以直接执行）

Rust语言：Rust语言可以看作是与C/C++直接竞争的语言，因为Rust也是以高性能著称的语言；但是现在只有部分中、小公司在用，也有部分大厂在部分项目中使用;Rust语言在内存安全方面存在很多问题，有许多坑，并且学习的门槛也比较高；Rust 因内存安全和并发模型备受关注，但其生态尚未成熟，且与现有 C++ 代码的互操作性有限。例如，Rust 无法直接替代需要泛型特化或复杂模板的 C++ 代码

Java: 主要是做后台服务居多；例如：打车软件，顾客可以看到自己的周围有多少辆车，在顾客发起打车之后，周围的司机就可以接单；这些数据并不是在手机上，而是在打车软件的服务器上；该服务器上存了所有司机、以及乘客的信息，当有乘客发起打车的时候，便会利用自己的匹配算法让司机接单；（注：在服务器上写的程序便叫做后台服务）

4、C++在工作领域中的应用

游戏开发

游戏引擎开发：C++ 的高性能和对底层硬件的直接访问能力，使其成为开发游戏引擎的首选语言，如 Unreal Engine、Unity 的部分底层也是用 C++ 实现的，能为游戏提供高效的渲染、物理模拟和资源管理等功能。
游戏逻辑实现：游戏中的各种复杂逻辑，如角色行为、游戏规则、AI 算法等，都可以用 C++ 来实现。像《使命召唤》《英雄联盟》等大型游戏，其核心逻辑都是基于 C++ 编写，以保证游戏的流畅性和稳定性。

软件开发

操作系统开发：C++ 可以直接操作硬件，具有高效性和底层控制能力，因此在操作系统开发中占据重要地位。Windows、Linux 等操作系统的内核部分大量使用 C++ 编写，实现了内存管理、进程调度、设备驱动等关键功能。
数据库管理系统：数据库需要处理大量数据的存储、查询和事务处理等操作，对性能要求极高。C++ 被用于开发数据库管理系统的核心模块，如 MySQL、Oracle 等，能够高效地管理数据存储结构和优化查询算法。

嵌入式系统

硬件驱动开发：在嵌入式设备中，需要编写硬件驱动程序来控制各种硬件设备，如传感器、控制器等。C++ 可以直接访问硬件寄存器，实现对硬件的精确控制，为嵌入式设备提供稳定的驱动支持。如在智能家居设备中，用 C++ 开发的驱动程序可实现对温度传感器、门窗传感器等的控制。
实时控制系统：对于一些对实时性要求极高的嵌入式系统，如航空航天、工业自动化中的控制系统，C++ 能够满足其对响应速度和可靠性的严格要求。如飞机的飞行控制系统、工业生产线上的自动化控制设备等，都是用 C++ 编写控制程序，确保系统在复杂环境下的稳定运行。

金融领域

交易系统开发：金融交易系统需要处理大量的实时交易数据，对交易的准确性和速度要求极高。C++ 的高性能和低延迟特性使其成为开发交易系统的理想选择，能够快速处理订单匹配、交易撮合等操作，如证券交易系统、外汇交易系统等。
风险评估与量化分析：在金融风险评估和量化分析中，需要进行大量的数值计算和数据处理。C++ 提供了丰富的数学库和高效的计算能力，可用于开发风险评估模型、量化交易策略等，帮助金融机构进行精准的风险控制和投资决策。

图形图像领域

计算机图形学：C++ 在计算机图形学领域有广泛应用，用于实现三维建模、图形渲染、动画制作等功能。像 3ds Max、Maya 等专业图形软件，其核心功能部分都是用 C++ 编写，能够高效地处理复杂的图形数据和实现逼真的视觉效果。
图像处理与计算机视觉：在图像处理和计算机视觉领域，C++ 可用于图像滤波、特征提取、目标检测等算法的实现。OpenCV 是一个常用的计算机视觉库，主要用 C++ 编写，为图像和视频处理提供了丰富的函数和工具，广泛应用于安防监控、自动驾驶等领域。