上一篇文章中,我从 C 语言开始说起,聊了聊面向过程式的编程范式,相信从代码的角度你对这类型的语言已经有了一些理解。作为一门高级语言,C 语言绝对是编程语言历史发展中的一个重要里程碑,但随着认知的升级,面向过程的 C 语言已经无法满足更高层次的编程的需要。于是,C++ 出现了。
C++ 语言
1980 年,AT&T 贝尔实验室的 Bjarne Stroustrup 创建的 C++ 语言横空出世,它既可以全面兼容 C 语言,又巧妙揉和了一些面向对象的编程理念。现在来看,不得不佩服 Stroustrup 的魄力。在这里,我也向你推荐一本书,书名是《C++ 语言的设计和演化》。
这本书系统介绍了 C++ 诞生的背景以及初衷,书的作者就是Stroustrup本人,所以你可以非常详细地从语言创建者的角度了解他的设计思路和创新之旅。当然,就是在今天,C++ 这门语言也还有很多争议,这里我不细说。如果你感兴趣的话,可以看看我几年前在酷壳上发表的文章《C++ 的坑真的多吗?》。 从语言角度来说,实际上早期 C++ 的许多工作是对 C 的强化和净化,并把完全兼容 C 作为强制性要求(这也是 C++ 复杂晦涩的原因,这点 Java 就干得比 C++ 彻底得多)。在 C89、C99 这两个 C 语言的标准中,有许多改进都是从 C++ 中引进的。
可见,C++ 对 C 语言的贡献非常之大。是的,因为 C++ 很大程度就是用来解决 C 语言中的各种问题和各种不方便的。比如:
用引用来解决指针的问题。
用 namespace 来解决名字空间冲突的问题。
通过 try-catch 来解决检查返回值编程的问题。
用 class 来解决对象的创建、复制、销毁的问题,从而可以达到在结构体嵌套时可以深度复制的内存安全问题。
通过重载操作符来达到操作上的泛型。(比如,消除《01 | 编程范式游记:起源》中提到的比较函数cmpFn,再比如用>>操作符消除printf()的数据类型不够泛型的问题。) 通过模板 template 和虚函数的多态以及运行时识别来达到更高层次的泛型和多态。
用 RAII、智能指针的方式,解决了 C 语言中因为需要释放资源而出现的那些非常 ugly 也很容易出错的代码的问题。
用 STL 解决了 C 语言中算法和数据结构的 N 多种坑。
C++ 泛型编程
C++ 是支持编程范式最多的一门语言,它虽然解决了很多 C 语言的问题,但我个人觉得它最大的意义是解决了 C 语言泛型编程的问题。因为,我们可以看到一些 C++ 的标准规格说明书里,有一半以上都在说明 STL 的标准规格应该是什么样的,这说明泛型编程是 C++ 重点中的重点。
理想情况下,算法应是和数据结构以及类型无关的,各种特殊的数据类型理应做好自己分内的工作,算法只关心一个标准的实现。而对于泛型的抽象,我们需要回答的问题是,如果我们的数据类型符合通用算法,那么对数据类型的最小需求又是什么呢?