希臘文翻譯無聊寫的，合適晚上睡不著的人催眠用翻譯包管對進修沒扶助，對了解 C++
是什麼，有必然的混淆感化；各人沒事看看就好，不消在乎。
◎貓抓老鼠－－沒有適合所有人的編程說話
經常見到很多人在問「華頓翻譯公司應該進修什麼說話？」。類似如許的問題，與
其說是「見仁見智」，不如說是「貓抓老鼠」。俗語說：「會抓老鼠的
貓，就是好貓翻譯」對利用者而言，事實何種編程語言是最適合的，端視
其個人的需求及能力。如果始終拿不住耗子，這隻貓就算再寶貴，再漂
亮，也沒什麼意義翻譯
固然，反過來講，如果學欠好某種語言，也沒必要太甚氣餒，這也許表示
您應當嘗試著轉往別的一片更合適本身的天空成長（另一片天空，可能
是換養另外一隻貓，也可能是換抓分歧的老鼠，乃至多是不抓老鼠轉業
養老鼠）。但千萬莫要因本身的挫折經驗，就拼命攻擊抵毀它，特別是
當「這隻貓」早已被全部地球上業界頂尖的高手，和無數職業編程人
員及業餘玩家，證明了「它絕對是個好樣的」，適用價值無可庖代時，
那些私心的談吐，只不外暴露了指摘者本身的偏狹翻譯
◎其他主流說話與 C/C++ 的差別
在評論辯論 C++ 和 C 的區分之前，或許先從「旁觀」者的角度，看看它們
「相同」或「類似」的部份。此處主要的參照體是選擇一般通用型的編
程說話。
1、現實運作的概念
首先，從實際運作的概念，C 及 C++ 都是循傳統的體式格局，透過編譯器
和保持器，直接產生原生的機械碼（Machine Code 或 Native Code）
，而新一代的編程說話，有很多（例如 Java翻譯社 C# 等）是先透過翻譯轉
成 bytecode，然後再由虛擬機器（Virtual Machine）來履行。
雖然良多人認為 Java、C# 等說話依靠虛擬機器履行的方式，效率欠安
，不外客觀的說，其實這類手藝在某種意味上是比較先進的觀念，它最
主要的優勢顯示在移植性方面翻譯至於效率的問題多半出在各平台間的差
異太大，而實作技術則明顯還沒有完全成熟。（但這是可以戰勝的）
可能已有人開始著急了。「照如許說，C/C++ 不是落伍了嗎？」其實
並沒有。素質上來看，兩者是一樣的。因為大可以把 C++ Complier 當
成虛擬機，只是它不是由一家公司或少數特定人士所規範的，而且絕大
多半的平台（機械和功課系統）上，都是撐持 C/C++ 的翻譯而像 J2SE翻譯社
.NET 這些架構則是 Sun 或 MS 所制定的。
（甚至可以如許認為：C/C++ 的虛擬機器是很多分歧廠商、組織各自實
作的，只是它們儘量遵守 ISO ANSI C/C++ 的標準，而 JVM 又或 CLI
這些器械，雖然說也是開放的，但實則操作在 Sun 和 MS 手中。）
現實上，C/C++ 與 Java, C# 等最大的分別，並非體現在虛擬機器的
觀念或作法上，而是表現在利用層面翻譯光學會 C/C++ 說話，乃至它們
的標準程式庫後，通常幹不了什麼有用的事。一個 C/C++ 程式人員，
最少得熟悉一種 GUI 框架、一種 IPC 框架及一種 Database 框架，才
大致可以說能處理大部分的利用問題。
固然，不是說用 Java, C# 就沒必要學會這些東西，只是這些功能有很多
都已成為該語言（框架）標準的一部分，在進修說話的時候，每每就
會順便學到應用的架構。但在 C/C++ 中，所謂的「標準程式庫」，卻
只規範了最最根基的 I/O，檔案處置，和經常使用的根本演算法等等，其他
都必須仰賴第三方或特定廠商的程式庫的支援，而這些東西則沒有所謂
的標準，又經常受限於特定的平台環境，在取捨上比較不容易翻譯
2、型別系統的概念
C/C++ 說話都是採用傳統的靜態型別系統（static type system），而
許多新語言，為了便當物件導向特性的運作，是採用基於單根擔當的泛
化型別系統，例如 Object Pascal, Java, C# 都是如此。
靜態型別系統的特性，就是不強迫改變利用者自訂型別（UDT: User-
defined Type）的記憶體結構，而且允許在 stack 中配置 UDT 變量（
也就是「物件」，但由於在 C 說話中，沒有真正物件導向的觀念，因
此以「變量」來指稱）。此外，在靜態型別系統中，「型別」和「變量
」之間，是壁壘分明的，翻譯公司無法在編譯期產生變量，也不行能在履行期
產生新的「型別」。
相對的，基於單根繼續的泛化型別系統，例如在 Delphi 的 VCL 架構中
，所有的 VCL 元件，都擔當自 TObject，這就使得某些非凡的功能，例
如以 ClassName 獲得物件的實際型別資訊，就很輕易實現翻譯Java 和 C#
等也都是如此。某些語言乃至內建 MetaClass 的特征，型別自己也能夠
當作變量，在執行期創設新的、或修改既有的型別，這些都是根源於泛
化型別系統的根蒂根基。相形之下，在靜態型別系統中，良多非凡的功能，
說話本身不直接支持，就必需自己去實現，或仰賴函式庫。
固然，靜態型別系統的最大優勢，就是履行期的效力。這也就是 C/C++
的「零成本」原則：「利用者不該為他沒有用到的功能，支付履行期的
效力價格」。因為不是每一件事情都得靠泛化型別系統的多態性來解決
，而且解決的辦法也不應該只有一種（該說話所限制住的那一種）翻譯
3、哲學的概念
簡單的說，C/C++ 的設計哲學是把程式人員視為「成人」。它認為程式
人員知道本身在幹什麼，而不是把程式人員當成「小孩」甚至「囚犯」
，需要特別的護衛，甚至預設程式人員一定會犯某種毛病，所以它儘量
賜與最大的自由及彈性，而不是強制的限制或規範。
例如，包羅內建型別，使用者自訂型別，和指標在內，它不強迫你必然
要將變量（物件、陣列或指標）初始化，不強迫你檢查陣列的局限，不
逼迫指標必然要指向正當的位址，它乃至答應翻譯公司在各型別之間任意轉換。
又例如，C/C++它其實不內建垃圾回收器（GC: Garbage Collection），
它認為唯有程式人員本身，才能決議什麽時候方是償還動態申請記憶體的最
適當時機，而不會在背後監督著一舉一動，幫忙收破爛翻譯
當然，假如只是因為「自由」和「彈性」，而要支出奮發的辦理和維護
的代價，那是不值得的翻譯C/C++ 相對於其他說話，顯得較為「寬鬆」，
主要仍是基於效力方面的考量。許多基於物件導向特性的新說話，雖然
增加了平安和供給某些狀態下的便當性，然而一旦面對生疏或特異的問
題，既有的工具和規範，無法直接套用時，過量的限制或「預設立場」
，就極可能反釀成了累墜。
從這個角度，也可以說，C/C++（其實主要指 C++）其實不認為存在著某
種最完善的方案，可以解決所有「利用層次」的問題，因此其實不在說話
條理去規範這些問題應當怎麼解決，而是把解決方案交給應用層（程式
庫）去負責翻譯語言自己只提供各種抽象的設計機制（介面），讓程式庫
的利用能儘量與說話系統的氣勢派頭一致。
◎ 偉大的 C 說話
就筆者小我的認知，C 絕對稱得上是一個偉大的說話。它最偉大之處，
在於說話本身，良好地對映了 Von Neumann 所提出的現代較量爭論機的模
型（首要是：二進位制、序列履行，和將程式與資料都儲存在機器裏
）翻譯C 說話的指標（pointer），對記憶體操縱的簡潔、自由、及靈動
性，就充份表現了這一特點。透過 C 說話，使用者可以較為直覺地運
用抽象的數學觀念，來編寫程式，而不必直接面臨晦澀的機械指令。
由於與機械模子之間的高度映射關係，和語言本身的精鍊，相較於機
器說話，C 除具有高度的移植性，在效能方面的浮現也相當突出，大
部份的環境下，幾乎不遜於機器說話幾多。許多大型的系統，除少部
份的核心代碼使用機械語言以外，絕大部份都是以 C 語言編寫的。
以目前的目光，固然 C 說話不是大多數應用範疇的首選（當然，還是
有很多範疇長短常 prefer C 說話的），但透過 C 說話的學習，對於
理解程式在機器中現實的運作景象，有莫大的幫助，也能夠說是理解程
式的基礎。任何人若想成為編程高手，精曉 C 說話，可以說是起碼的
條件。在全部資訊科學範疇中，C 語言更是佔有極爲關鍵、沒法磨滅的
歷史性地位翻譯
◎從 C 到 C++
固然其實筆者是很想下「偉大的 C++」這樣的題目，但實際上若是不是
秉承了 C 語言的精髓，C++ 是不行能有今天的成績的翻譯另一方面，C++
的某些不盡人意的地方（例如語法的過於複雜），也是因為承襲了 C 語
言的特點才釀成的。
事實 C++ 和 C 有什麼不同呢？本來，在 ANSI C99 的標準之前（C89）
，C++ 最少有 95% 乃至可以說 99% 是兼容於 C 語言的，因此可以說
C 說話是 C++ 的一個子集。但在 C99 以後，某些 C 語言新的特征，
特別是動態長度的 Array，使得這類大體上的兼容性被粉碎了，也就是
說，把 C 當成 C++ 的子集，如許的說法可能要有所保留了翻譯如果未來
，C 和 C++ 再度呈現某些重大的不合，也不是什麼令人意外的工作。
1、強化「型別安全」－－對型別系統的周全改進
很多觸及語法細節的地方就略過了。在此只提出一個較主要的部份，是關
於 C++ 與 C 的基本分歧之處：
int *v = ...;
void *p = v;
int *p2 = p; // 正當的 C 程式碼，但在 C++ 中不合法
簡單的說，C++ 不答應 void * 隱式轉換為肆意型別 T 的指標翻譯但在
C 語言中，這是合法的。
C++ 制止上述操作的來由，是為了強化「型別安全」翻譯程式中一旦利用
void *，就等於自動摒棄了編譯器對型另外自動查抄與核對動作，也就
是抛卻了型別平安。而明知不好，C++ 仍然支援 void * 這類用法的原
因，首要是為了兼容於 C，但由於 void * 隱式換為任意型此外 T *，
這種用法其實太危險，所以在 C++ 中被制止了。
理想的 C++ 程式，是不應該泛起 void * 這類用法的。C++ 之父 B.S.
就曾指出，除低階程式之外，應該儘量避免利用 void *，若是非得
用 void * 不可，凡是代表你的設計出了某些問題翻譯
仔細考察，C++ 的每項基礎舉措措施，都有提升型別安全的意味在個中。
例如：
１引入 bool 型別，避免混合。（首要問題在函式 overload 時）
２鼓勵以 0 而非自行定義的 NULL 巨集等代表空指標。（B.S.大和另
一名 Herb Sutter 大，在 2003 年末提出新增加 nullptr 關頭字，
但不曉得 C++03 是不是有經由過程）。
３引入 const，讓「常數性」成為與型別不行朋分的一部份，除晉升
安全，讓編譯器承當檢核的責任之外，也有助於代碼的優化翻譯（是以
後來 C 說話也跟進採用。）
４引入 const, inline 等用法，減少非必要巨集的利用翻譯（因為睜開
巨集是預處理器的動作，沒有經由過程編譯器，也就沒有型別安全可言）。
５引入 reference 機制，簡化指標的語法，並有用削減指標（尤其是
兩層以上的複雜指標）的利用翻譯
６引入 new 和 delete，取代 malloc 和 free，把動態記憶體設置裝備擺設的
工作，晉升至語言層級，減少強迫轉型的利用（另一首要目的是為了
合營 operator overloading，晉升介面的一致性）。
７引入新的 static_cast翻譯社 const_cast 等環節字，激勵儘量削減強制
轉型的利用。
８引入 function/operator overloading 機制，讓同名函式及各類運
算子，可根據分歧的操作型別，實現分歧的動作。強調「型別」也是
函式簽字的一部分，殺青介面一致性，並使 UDT 能像內建型別的操
作一樣天然翻譯
這些每一個小地方，都可以看出 C++ 為了強化「型別安全」，所付出的
用心和起勁，固然除制止 void * 的隱式轉型以外，根基上沒有限制
C++ 利用者延用舊的 C 說話的舊式習慣寫法，但筆者認為，了解型別系
統的特性，並隨時意識著「型別安全」，是把握優越 C++ 編程氣勢派頭的最
主要觀念。
2、在「思惟方式」上的差別
程式說話處置的不過乎資料佈局及演算法，STL 的發現人也說過：「程
式基於切確的數學。」前面提過，C 說話偉大的地方，就是它十分傑出地
對映到機械模子，免去了直接利用機械說話的艱澀。
也就是說，C 程式人員沒必要去費心 register 經管、記憶體定址等等極
度低階的細節問題。其所思慮的，多半像是「我應該用什麼演算法，把
某幾段特定記憶體內的資料掏出來，經由如何的運算後，再存到特定的
記憶體區段去……翻譯」這類把運算和存取操作的細部具體動作，轉換為
抽象的數學思慮的流程，素質上依然長短常貼近機械模型的。而這樣的
風格，不僅反映在 C 程式碼上，更多半根深蒂固地植入 C 程式人員的
思惟體式格局內翻譯
跟著資訊科學的成長，越來越多的運用問題，需要行使編寫程式來處置懲罰
；人們發現，大部份應用程式所使用的演算法和資料構造，是極為有限
的。另外一方面，編寫程式說話的經常使用技能，卻已積累地相當做熟了，
程式人員需要支出更多心力的，不再是某個典型的演算法或資料佈局，
應當若何實現，若何處置；而在於，若何將問題的自己，恰當地轉換為
程式說話。
是以，一種讓程式說話可以或許以「切近待解決的問題」的體例來思慮，而
不再只是侷現於「切近機械模子」的思惟，就應運而生翻譯簡單地說，它
就是起源於 70 年月（乃至更早），在 80~90 年月最先快速成長，直至
本日，雖不再新穎，卻仍屬旭日東升的「物件導向」的觀念。
由於物件導向（OO: Object-Orientd）的觀念是如此氾濫，乃至已經上
升到哲學的層次，幾乎沒有一個比較新的語言（80年月今後），不支援
它的特征，所以這裏也就不多介紹了翻譯只是要指出一點， C++ 也好，或
其他支援物件導向特征的編程說話也好，它們與 C 說話最大的離別，並
不在語法或功能的區分上，而是在於看待問題的基本思考體式格局，也就是
所謂「思惟方式」上的差別。
3、multi-paradigm
C++ 和 C 說話，在觀念上最大的分歧的地方，就是，C++ 是撐持 multi-
paradigm 的編程說話翻譯以下面所示，C 說話及傳統的 Pascal 說話，
是所謂 procedual-based 的編程說話，而 Java, C# 等較新的說話，則
是 object-oriented 的編程說話（OOPL）。
至於 C++，它現實上是個支援 multi-paradigm 的編程說話，因為它不
僅保存了 C 的法式導向的編程，更主要的是它沒有無為了要支援 OO，
而毀壞基於 C 說話的靜態型別系統，是以它供給的 ADT（abstract data
type）機制，與擔當和履行期繫結等 OO 特性的機制是相互自力的。這使
得 C++ 在 OO 的履行期多型以外，罕有地供應了壯大的編譯期多型的機
制，也就是一般稱為「泛型編程」的手藝。
procedual-based（eg: C, Pascal...）
object-oriented（eg: Objective C翻譯社 Object Pascal, Java, C#...）
C++: procedual-based object-based(ADT)
\ / \
\ / \
\ / \
generic object-oriented(OO)
由上面的簡單示意圖可看出，泛型（generic）的編譯期多型的特征，不
止對應在 ADT 上，也可以直接對應到法式導向的編程，例如 C++ 標準程
式庫所提供的泛型演算法，就大部份是以函式而不是 class 來呈現的，
實際上，整個 C++ Standard Library，除 I/O 的部分，幾近完全沒有
用到 OO 的履行期多型的特征（更多的是 ADT 和 template）。
另外，也許有人會提出，其實 Java 或 C# 也是支援 generic 編程的，是
沒錯，Java 也有雷同 C++ 的樣板容器的功能，但實際上是用「代換法」
做的，並沒有真正產生新的型別，因此它無法到達 C++ template 那樣可
以有型別客製化（非凡化: specialization），或與其他抽象化機制合作
（例如繼續、乃至遞迴）的多樣化的能力，其實不算真正意義上的編譯期多
型。現實上，Java 和 C# 說話所採行的單根繼續的泛化型別系統，早就先
天限制它們不合適朝編譯期多型的標的目的成長，它們比力接近純潔的 OOPL翻譯
C 說話的思慮體例側重於資料運算和記憶體存取的動作，物件導向的思慮
體例，則是將問題分化成分歧的抽象概念（class），讓利用者專注在概
念與概念間之的聯系關系，能從一個整體的大的標的目的，去存眷問題，避免過早
墮入細節，見樹而不見林。
同時，精良的設計，是當需求有所改變時，只需要修改、調劑部份的模組，
就能夠完成工作，沒必要整體性的翻修，牽一髮而動全身。這也是物件導向
設計的主要精神，有一個專門的領域 DPs（Design Patterns），它與特
定程式說話無關，就是在研究面臨各種問題需求的典型解決方式，現在學
物件導向設計必然會接觸到它翻譯
至於，C++「多思惟面向」（multi-paradigm）的特性，又是若何影響編
程的思考體例呢？
這裏舉個《Modern C++ Design》第七章的例子。Smart Pointer 的成長
動機，是為了防止直接操作指標所帶來的危險性，但跟著各類不同的需求
，它的實作細節也就有所分歧。例如：它能不克不及與其他容器類（例如標準
程式庫中的 vector, list 等）共用，和利用的細節如何？是否許可取
得原始指標？是不是對各種操作動作進行搜檢，如何查抄？乃至，是否支援
多緒程式安全地操作……等等。
若是將各類需求組合都列出清單，再一個一個實作，勢必沒完沒了翻譯最理
想的體式格局，是讓程式員自由選擇各種「需求策略」，讓編譯器主動產生相
應的程式碼翻譯這類設計乍看來是遙不可及的理想，但現實上已做到了。
這就是 Loki 函式庫所提供的實作品 class template SmartPtr：
template
<
typename T翻譯社
template <class> class OwnershipPolicy = RefCounted,
class ConversionPolicy = DisallowConversion翻譯社
template <class> class CheckingPolicy = AssertCheck,
template <class> class StoragePolicy = DefaultSPStorage
>
class SmartPtr;
由於牽扯的選擇項目過多，這裏只诠釋 OwnershipPolicy，也就是現實物
件擁有權的策略，它預設是 RefCounted，也就是參用計數的規則。但也
可以根據需求的分歧，選擇其他的擁有權策略，例如：RefCountedMT、
DestructiveCopy、DeepCopy、……等等翻譯利用方式以下：
class User {...};
typedef SmartPtr<User, RefCounted> UserPtr;
如斯，UserPtr 就變成類似 boost::shared_ptr<User> 的感化，可以和
標準容器合作，而實現 Java、C# 說話常見的功能。又假設：
class Manager {...};
typedef SmartPtr<Manager, DestructiveCopy> ManagerPtr;
現在，MangerPtr 則和 std::auto_ptr<Manager> 一樣，採取所謂「摧毀
式複製」的語義，也就是同時只有一個 ManagerPtr 可以真正操縱統一份
Manager 類型的實體物件。
現實上，SmartPtr 的實現牽涉到 ADT、多重繼承、編譯期多型等等的特
性，它應用了一種叫 policy-based 的設計觀念翻譯這與其他程式說話或是
DPs 所標榜的 OO 的特征，或所謂「良好設計」的終究目的，並沒有分歧
，一樣是將不同的概念獨立分化，再奇妙組合起來。只不過，在 C++ 中，
除傳統 OO 履行期多型的手藝以外，還多了強大的編譯期多型的支援，
使得不僅「物件」（資料佈局和演算法），可以在履行期被彈性處理，就
連「型別」（概念）的自己，在編譯期，也可以自由的拔取整合。這對程
式碼編寫的簡練、靈活性和執行效力，都能帶來很大的晉升。
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