C++的坑真的多吗？

最新推荐文章于 2024-08-14 17:40:50 发布

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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。）

事由

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，@简悦云风同学直接回复到：“不要用 C++ 直接用 C , 就没那么多坑了。”就把这个事带入了语言之争。

我又发了一条微博：

@左耳朵耗子：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，我看很多人都把C语言上的坑也归到了C++上来），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。

结果引来了更多的回复（只节选了一些言论）：

@淘宝褚霸也在微博里说：“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。”

@Laruence在其微博里说: “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”

那么，C++的坑真的多么？我还请大家理性地思考一下。

C++真的比C差吗？

我们先来看一个图——《各种程序员的嘴脏的对比》，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？我个人觉得这说明C程序员没有C++程序员淡定。

Google Code 中程序语言出现 fuck 一词的比率

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。

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：C89、C99中许多的改进正是从C++中所引进的）

用namespace解决了很C函数重名的问题。

用const/inline/template代替了宏，解决了C语言中宏的各种坑。

用const的类型解决了很多C语言中变量值莫名改变的问题。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

用STL解决了C语言中算法和数据结构的N多种坑。

（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《恐怖的C++语言》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）

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。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。

C++的坑有多少？

C++的坑真的不多，如果你能花两到三周的时候读一下《Effecitve C++》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《Exceptional C++》和《More Exceptional C++》，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。

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。

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：

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。

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。

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。

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。

这和Linus说的一样 —— “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”。注意我飘红了“很多不合格的程序员”！

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《21天学好C++》和《C++学习自信心曲线》），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。

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。（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！）

C++的初衷

理解C++设计的最佳读本是《C++演化和设计》，在这本书中Stroustrup说了些事：

1）Stroustrup对C是非常欣赏，实际上早期C++许多的工作是对于C的强化和净化，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。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。

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。很多人说C++的恶梦就是要去兼容于C，这并不无道理（Java就干的比C++彻底得多），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。

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——C能做到的，C++也必须做到，而且要做的更好。大家觉得是不是做到了？有多少做到了，有多少还没有做到？

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——“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”，这正是浅封装的核心思想。而不是过渡设计的OO。（参看：面向对象是个骗局）

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《深入探索C++对象模型》也说明了C++不比C的程序在运行性能低。Bruce的《Think in C++》也说C++和C的性能相差只有5%）

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) 对于任何一种设计都有好有坏，都只能偏重一方，b) 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。

我对C++的感情

我先说说我学C++的经历。

我毕业时，是直接从C跳过C++学Java的，但是学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，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。

注，下面这些东西可以看到Java在填C/C++坑：

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。
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。
Java对异常的支持比C++更严格，让编程更方便了。
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。
Java改进了C++的构造、析构、拷贝构造、赋值。
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）
Java比较彻底地解决了C/C++自称多年的跨平台技术。
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。
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）
等等……

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：

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《C++虚函数表解析》和《C++对象内存布局》）
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。
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。

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！（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）

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。

C++的未来

C++语言发展大概可以分为三个阶段（摘自Wikipedia）：

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；
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；
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。

在《Why C++? 王者归来》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，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++。这就是iOS开发也支持C++的原因。