强大、灵活、复杂：C++ 的起源可以追溯到 40 年前，但它仍然是当今使用最广泛的编程语言之一。为了找出原因，TechRepublic 采访了 C++ 之父 Bjarne Stroustrup。


C++ 的起源可以追溯到 1979 年，那时编程语言的创造者 Bjarne Stroustrup 第一次开始研究 C++ 这门语言，当时被称为“带类的 C”（C with Classes）。该语言的设计初衷是作为对 C 编程语言的改进，添加了一些基于面向对象编程的功能。


Stroustrup 告诉 TechRepublic 说：“C++ 的成功显然令人吃惊。我认为 C++ 的成功在于其最初的设计目标：高效地使用硬件，再加上强大的抽象机制，并在实际使用反馈的基础上谨慎地改进”。如今，它已经成为最受开发人员欢迎的语言之一，支撑着世界各地的系统和服务。


Stroustrup 解释道：“我想建立一个多计算机系统，它有一个通信系统，既可以是共享内存，也可以是网络。”


“我的重点是软件。我需要编写接近硬件的低级代码，例如内存管理器、进程调度器和设备驱动程序来分离软件组件，以便它们能够在通信方式定义明确的不同计算机上运行。”


在那时，还没有一种语言能够胜任这项任务，因此 Stroustrup 致力于构建一种语言来胜任这项任务。他这样描述这种语言：“带类的 C 应该结合了 C 接近硬件工作的能力和类似 Simula 的抽象和代码组织能力。”


从相当早的时候起，Stroustrup 就认识到，他不能在控制语言方面实行“专制”。尽管早期 C++ 的工作仅仅涉及到他和贝尔实验室（Bell Labs）的几个同事，但当 C++ 语言标准化的努力开始时，这方面的工作才迅速增加到几十人。


如今，C++ 的标准委员会中有大约 400 名成员，以及关注并试图影响该语言发展方向的广大用户社区。


那么，在面对满怀热忱的人们时，该如何使编程语言保持连贯性呢？“这是一个机遇，也是一个巨大的问题，”Stroustrup 说。


“最困难的部分是确定重要内容并保持连贯性。一旦你知道自己想要什么，最终，你就会发现一种很好的技术方法来达到目的。”


记住 Vasa


1998 年，C++ 正式实现了标准化，并成为可靠的主力军。至此，C++ 已成为世界上最常用的编程语言之一，并且一直保持到今天。


Stroustrup 说，正是 13 年后 C++11 的到来，这才为该语言未来的发展奠定了基础。他说：“C++11 使 C++ 感觉像是一种全新的语言。”


“对并发类型的安全支持是必不可少的。C++11 提供了一个密集的网络，其中包含相互支持的功能，如用于编译时计算的（常量表达式）函数、lambdas、自动类型推导以及可变模板。”


尽管 C++11 引入了一些新的特性和功能，使得该语言变得更简单，更快速，更具表现力，但这种语言仍然以难以掌握而著称，Stroustrup 也承认了这一点。


Stroustrup 说：“C++ 确实很复杂，要想学好用好它，需要付出很多努力。不幸的是，人们不只是想要简单，他们还想要某种不可能的东西：一种更简单的语言，拥有更多的特性，并且还不会破坏他们现有的代码。”


Stroustrup 对这个“三难问题”的回应，正如他所说的那样，就是增加一些特性，“让简单的事情变得简单”，举例来说，通过对常见的用例进行泛化或直接支持——同时还要保持兼容性和稳定性。


对于像 C++ 这样的“庞然大物”，或者任何主流编程语言来说，这件事说起来容易做起来难。Stroustrup 解释说，在决定采用哪种新特性还是省去哪种特性方面，达成共识是一个巨大的挑战，需要大量的努力、讨论、时间和耐心。


即便如此，也并不是所有的优秀特性都能被接受。他解释说：“你必须试着只加入那些真正能帮助人们的东西，然后再加入一些这样的东西——因为如果我们接受那些能够帮助人们的特性，语言就会不堪其重而倾覆。”


Stroustrup 指的是Vasa，这是 17 世纪瑞典的一艘大型战舰，由于设计不佳，在处女航时就在斯德哥尔摩港沉没了。


他说：“在国王——最高管理者的坚持下，这艘战舰满载漂亮的雕塑和大炮，这与技术人员的专业判断相悖，造成这艘战舰头重脚轻，结果被一阵风给掀翻了。”


“我反复谈论并撰写关于 Vasa 的文章，来提醒和警告那些渴望通过添加特性来改进 C++ 的人：记住 Vasa！因此到目前为止，C++ 还没有‘倾覆’。”


这么多年来，是什么秘密使 C++ 保持活力？“从小处着手，阐明基本原则，明确长期目标，并根据现实世界中实际使用的反馈进行开发。”


事实上，C++ 在诞生 35 年后，依然保持着强大的生命力。今天的 C++ 远比早期的 C++ 更强大，更具表现力。但即使在今天，最初的设计依然可见。


Stroustrup 说：“40 年前编写的一些简单的程序，到今天还可以运行。”


“对必须工作几十年的语言来说，稳定性是一种重要的特征。实际上，许多早期的想法只有在 C++20 中才能实现。我从一开始就知道，我不可能构建理想的语言，因此我必须以渐进式发展为目标：改进。说真的，我并不相信完美语言的想法：要怎样就算是完美呢？对谁来说（是完美的）？”


他补充说：“为了应对不断变化的世界的挑战，融入新思想，改进是必须的。”


实践中的 C++


截至 2020 年 9 月，C++ 是全球第四大流行的编程语言，仅次于 C、Java 和Python，而且根据最新的 TIOBE 索引来看，它也是增长最快的语言。


作为一种通用的编程语言，C++ 以其强大的功能和灵活性而受到开发人员的青睐，这使得它成为操作系统、网络浏览器、搜索引擎（包括 Google 的）、游戏、企业应用等的理想选择。


Stroustrup 总结道：“如果你有一个问题需要高效地利用硬件，同时还需要处理高度复杂性，那么 C++ 显然是一个不错的选择。如果你没有这两种需求的话，那么低级高效的语言或者高级但不高效的语言都是可以的。”


然而，即使 C++ 广泛流行，Stroustrup 也指出，要想准确地确定 C++ 确切的用途和用处，是非常困难的。


“对这两个问题的答案，估计是‘无处不在’，”他说。


“在任何大型系统中，你通常会在低级和性能关键部分发现 C++ 的影子。系统的这类部分往往不会被最终用户看到，甚至不被系统其他部分的开发人员看到，所以我有时把 C++ 称为一切的无形基础。”


同时他也强调了在评估特定编程语言的流行程度时，开发人员调查相对不可靠：“计算程序员的人数既困难又简单。网络调查通常只是测量‘噪音’，也就是说，统计的是人们都在谈论的，而非他们实际使用过的。”


C++ 的未来


如今，Stroustrup 是 Morgan Stanley 的技术研究员。他与国际标准化组织（ISO）合作制定 C++ 标准和 C++ 核心指南的工作，这被认为是他在这家金融巨头公司的角色的一部分，他仍然非常积极地参与 C++ 的开发。


最值得注意的是，Stroustrup 是方向小组的成员，该小组提出并讨论关于编程语言未来的建议。他还关注改进小组，并参与有关新语言特性的讨论。


然而，当涉及到 C++ 的日常运行方面时，Stroustrup 更乐意担任次要角色。“我关注行政工作，但尽量少做。我并不是一个伟大的管理者，”他承认。


在新冠肺炎疫情之前，Stroustrup 会经常四处授课，并通过他的书籍、文章和采访向全世界解释 C++，但和世界其他地方一样，这一工作在 2020 年暂告一段落。


Stroustrup 说：“在我的工作中，我非常依赖于与人们交谈，了解他们的问题，并且倾听我的想法是如何帮助他们的。”


“在这个新冠肺炎疫情期间，我得不到急需的反馈。而虚拟会谈和现实不一样，在讨论设计和想法时，Zoom 会议的效果并不如真正的面对面会议。”


新冠肺炎疫情阻碍了 C++ 编程语言的下两个迭代版本：C++20 和 C++23 的开发。但 Stroustrup 确认，“几乎所有”的C++20 将在 2020 年发布。


“除此之外，还有 Unicode、数字、游戏开发和低延迟、工具、人工智能等方面的工作都要去做。”他说。


“当一个特性（语言和库）准备就绪时，我们就会进行发布，并且我们每三年会发布一个修订的标准。已按时发布的有 C++14、C++17 和 C++20。值得一提的是，标准的制定与主要实现者是高度同步的。”


“让 C++ 保持连贯性，并作为一个稳定的开发平台，这一点至关重要。”


作者介绍：


Owen Hughes，ZDNet 和 TechRepublic 驻伦敦记者。


原文链接：


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