什么是高級C++？

——軟件工業化時代的C++價值觀
孟巖
《程序員》雜志社

開門見山

主要論點：
    1. C++本質上是一種重“創新”而輕“生產”的語言，到目前為止仍然是主流語言中最適合技術創新的一個；
    2. 1995年之前，整個軟件產業處于“創新為王”的階段，C++是最適合這個階段的語言，這是C++紅極一時的大背景和根本原因。
    3. 1995年發生了一系列影響深遠的事件，軟件產業整體上轉向工業化，為了支持工業化，創新的重點由技術創新轉向體系創新。然而C++沒有能夠迅速適應這一變化。
    4. 今天，C++應當準確定位，彌補不足，有針對性地發展，它將仍然是最重要的幾種工業級語言之一。

從一本書說起
James Coplien，Advanced C++ Programming Styles and Idioms, Addison Wesley, 1991
—— 市面上唯一一本名副其實的“高級”C++書（Scott Meyers）
 ●面向對象特性的運用和把握
 ●面向對象的程序風格
 ●動態特征的運用和超越
 ●符號語言模擬
 ●設計模式

    這本書代表了當時專家們對于“高級C++”的理解，換句話說代表了當時C++社群的一個審美價值取向。我們看到了什么？技術、技巧、風格、模式，但沒有與工程相關的東西。更有意思的事情是，這本書的中文版12年后被剽竊出版，此時書中對于C++面向對象能力發揮到了我當時沒有想到的程度。這說明即使在 template被廣泛應用之前，C++語言的技巧性就達到了如此的高度。然而耐人尋味的是，書中最高深的技巧從來就沒有在C++實踐中流行過。

另一本書...
Scott Meyers, Effective C++ ，1991年第1版，1998年第二版，2005年第三版。
 ●來自教學經驗
 ●最初想開發一個代碼掃描工具
 ●包含實際工程建議
 ●歷史上最重要的C++著作之一

    這本書出版的同時，還有一本在C++歷史上影響更大的書問世——Scott Meyers的Effective C++。這本書并沒有過多地探索語言技巧，而是探討實踐中應當遵循的規則，或者換句話說，探討怎樣在應用這種語言的同時保持軟件的質量，提高開發效率。這本書的內容被整個C++社群熟知并吸收，至今仍在翻新，影響著更多的人。

還是在1991年...
 ●“按照1991年3月C++程序員增長的速度計算，到1996年5月，全世界每一個人都將成為C++程序員。此后我們將不得不教外星人學習C++。”
 ●問題：當時人們為什么如此瘋狂地學習一種新語言？
    答案很有趣：大部分人是盲從。但他們所追隨的人并非等閑之輩，幾乎所有在AT&T Bell Labs、Sun、Borland、IBM、Microsoft的C語言大師都轉向C++（Brain Kernighan，Jon Bentley，Peter van der Linden）。而這些人轉向C++，不是因為他們知道Effective C++，而是因為他們知道Advanced C++。什么意思呢？就是說人們轉向C++，是因為C++充滿了令人興奮的新技巧和未知的創新空間。

1991年...
 ●5000行C代碼可以寫一個完整的應用程序，獲得數萬$的回報；
 ●一個TSR式的Help程序可以以shareware的方式通過磁盤發行，開發者銀行戶頭里會收到大量匯款；
 ●John Carmark和Michael Abrash正在各自擅長的方向上不斷創新。Doom發行后，id獲得收入一度超過微軟銷售額。

C++歷史選擇中“創新”壓倒“生產”
“相信程序員”；
Be an enable language;
Zero overhead；
STL投票的通過；
偏特化的引入
多繼承
Generic/Generated/Meta
IOStream庫的設計
Loki/Boost

counted_ptr被否決
可選GC方案被否決
加入類似delegate的對象方法指針提議未引起關注；
virtual關鍵字
exception機制
缺乏Thread, Network, Regex, DB...等標準庫
沒有ABI規范
孱弱的RTTI

    并不是事后諸葛亮式的譴責，這就是C++的歷史選擇，無所謂對錯。

    C++重創新輕生產，重技巧輕規范，語言上的創新試驗直到1996年ANSI C++標準草案落地才結束。直到2001年Modern C++ Design出版，人們還不斷地發現新的語言運用技巧。我們每個人都經歷過這個階段，在實踐中發現一個問題，想方設法用盡各種語言技巧來克服它，成則欣喜，敗不氣餒。我們都曾經相信，C++中一切問題都可以優雅地解決，只有想不到，沒有做不到。問題是，從Advanced C++到Modern C++ Design，許許多多令人第一眼看上去無比驚喜的技術，最后在實踐中被大范圍推廣運用的少之又少。C++大師們說這是教育問題，真的是這樣嗎？

C++社群的價值觀
 ●用優雅的技巧解決復雜問題
 ●自己動手，豐衣足食
 ●決不讓運行時效率蒙受半點損失
 ●妙者為王
    “管理一群C++程序員就像放牧一群驕傲的貓。”——B. Moo
    “C++程序員是高速公路上穿著短皮茄克，帶著墨鏡，抽著雪茄，揮舞著鐵鏈的英勇無畏的摩托騎士。” ——VC產品經理

1995年：轉折點
 ●Windows 95問世：GUI時代、保護模式操作系統時代、多線程時代的到來，是推動軟硬件規模迅速膨脹；
 ●Netscape Navigator vs. Internet Explorer: Web的興起將人類一下子拖入互聯網時代, 個人與企業應用軟件網絡化；
 ●Java誕生：提供了網絡時代、跨平臺時代優于C++的企業應用軟件開發語言；
 ●COM時代到來
 ●Delphi誕生：創新與工程原則平衡的典范；

1995年：C++全盛時代
 ●C++標準草案接近完成，語言基本穩定；
 ●C++工具大戰結束：來自商業競爭的動力消失，MFC獲勝；
 ●很多主流軟件廠商轉向C++，C++開始在大范圍內被用于大規模軟件開發；
 ●一切跡象表明，軟件產業的重點將有創新轉向生產。但是：C++社群在指導思想上并沒有發生相應的變化。

我們的歷史失誤
 ●C++社群從來沒有聯合起來支持任何一個跨平臺的二進制組件標準（如COM/SOM/CCM）和基礎庫（如Apache APR、ACE OS Wrapper）；
 ●C++社群從來沒有聯合起來支持任何一個跨平臺的C++虛擬機、解釋器、內存檢測工具和錯誤錄像工具，也從來沒有促成過一個安全的庫；
 ●Boost出現于1999-2000年，而在此之前的跨平臺C++庫都沒有獲得廣泛的支持；
 ●鐘情于用C++語法（無論多么復雜和稀奇古怪）完成所有的任務，卻丟掉了老祖宗C語言的看家法寶——Little Language；
 ●對于風格爭論不休，對于明顯的技術進步拒不接受，對于很多后來被證明并不實用的技巧趨之若鶩。

    沒有跨平臺的基礎庫，就沒有跨平臺的動態模塊加載機制；
    John Spencer夭折的書《The Art of C Programming》，GoF的Interpreter模式；Little Language實際上具有反映計算機本質的一些東西，現在卻成了很少為C++程序員所采用和熟悉的工具。

2005年，C++的現實處境
 ●在系統編程領域仍然強勢；
 ●套裝軟件主流開發語言之一；
 ●嵌入式開發領域進展較快；
 ●游戲引擎開發主力；
 ●科學計算方面略有一席之地
 ●遺留項目的維護；
 ●在企業應用開發領域快速收縮；
 ●Web開發中的影子語言；
 ●從高校主流教學中退潮；
 ●整體水平仍然不高，很多企業急于擺脫；
 ●最致命的：真正了解和熟練掌握C++的人太少；

案例：1. 國外一家公司花高薪聘人，要么能維護目前百萬行規模的代碼，要么把它轉成Java；
          2. IBM Workplace，項目一開始C++/Java并重，之后C++比重越來越??；
          3. 微軟與中國電信合作一個項目，客戶端軟件本來要用C++寫，后來趕到產品化周期太長，改用C#，后發先至。 

問題何在
 ●當前的軟件產業發展的主要矛盾——各行各業對軟件生產標準化、規?；⒏哔|量要求與慢節奏、低效率、低質量的軟件開發之間的矛盾。
 ●解決這個矛盾的關鍵：組件化體系，成熟的軟件生產工具和環境，不斷的創新精神。
 ●C++在外部環境已經發生根本變化的近十年時間里，沒有抓住這個主要矛盾。

重新評估我們的C++價值取向
    重新評估“高級C++”的現實含義：
        - 簡潔有效優于驚世駭俗；
        - 開放靈活優于保守固執；
        - 幫助他人優于凸現自己；
        - 領域創新優于賣弄技巧；

六個建議
 ●學會與現實和諧共處；
 ●盡快面向不同領域建立跨平臺構件標準；
 ●支持各領域已經形成的基礎庫不斷完善；
 ●支持相關工具廠商，迅速完善工具鏈；
 ●支持動態語言的發展；
 ●面向產業挑戰創新發展；

與現實和諧共處
 ●承認C++只適合這個世界的一部分工作，快樂地與其他語言共同協作；
 ●告別妄自尊大和保守傲慢；
 ●尊重其他社群的專業能力和成績；
 ●坦率承認C++在很多場合并非理想選擇；
 ●在C++擅長的領域保持銳意。

跨平臺構件標準
 ●C++邁向未來的關鍵技術步驟；
 ●盡可能支持現有的成熟方案；
 ●在不同尺度的平臺上可能需要不同的標準；

支持成熟的基礎庫
 ●基本組件：STL和Boost（部分）
 ●網絡和系統編程：ACE
 ●分布式計算：ICE
 ●GUI：Qt
 ●Windows：MFC/ATL/WTL
 ●科學計算：MTL

完善工具鏈
 ●C++用的GC；
 ●Code Review工具；
 ●內存錯誤排查工具；
 ●測試工具；
 ●MDA工具；
 ●文檔工具；
 ●持續集成工具；
 ●運行錄像工具。

支持動態語言
 ●動態語言是軟件技術發展的一個重要方向，幾年后會成為主流。
 ●目前幾個流行動態語言天生與C/C++具有親緣關系；
 ●加強對動態語言的友好性，是C++未來發展的一項重要任務；
 ●從這個角度來看待C++/CLI，我們應該持積極態度；
 ●Little Language問題；