C++的哲学思想

C++的设计哲学：1. C++底层不应该基于任何其他语言 2.只为使用的东西付费 3.以低成本提供高级抽象

天赐细莲

1467人浏览 · 2024-09-24 00:25:52

天赐细莲 · 2024-09-24 00:25:52 发布

C++的哲学思想

文章目录

C++的哲学思想
💡前言
💡C++的哲学思想
⭐END
- 🌟跋
- 🌟交流方式

💡前言

在很多领域，有些东西是永恒的。而在 C++ 中有下面三条哲学思想便属于这一类：

C++底层不应该基于任何其他语言
只为使用的东西付费
以低成本提供高级抽象

向我们的 C++之父 Bjarne Stroustrup 致敬！

Bjarne Stroustrup’s Homepage

注意：本文并不攻击其他任何语言。

💡C++的哲学思想

☁️C++底层不应该基于任何其他语言

（汇编语言除外）

如果一个语言的目标就是成为正真的高级，那他就必须把做系统程序的设计工作让给其他语言。比如java，python等。这就不得不同时记住两种语言的原语和准则。

C++ 试图给出另一条路，它提供了低级特性和抽象机制，支持这两种东西构造混合的系统。

☁️只为使用的东西付费

（不需要为没有使用到的语言特性付费）

对于规模较大的语言，有一种论断人人皆知，说它们会产生大而慢的结果代码。

如：

由于支持某种特性，使得这个开销遍布于整体，如 java 的很多类型必须开启在堆区，而 C++ 可以自由的在堆或栈创建需要的对象。

还有比如在 C++11 推出的std::thread，没有自动join的机制，在 C++20 推出了std::jthread弥补了这一缺陷。而不是直接在原有的std::thread中修改。因此在以往的代码中，使用者应该清晰的知道自己使用std::thread的代价（如效果，内存大小等），不能因为被后续的规定影响以往的代码。保证十年前的代码，在十年后编译还能表现一致的效果。

这个规则在 C++ 的设计决策中不断成为最关键的考虑。虚函数，多重继承，运行时的类型识别，异常处理和模板，都是与此有关的特性实例。

☁️以低成本提供高级抽象

（更高级的目标是0成本提供高级抽象）

如果像拒绝人们建议一个特性，0开销原则可能是所有规则中最锋利的一个。

但一切都是折中的，这正是设计的美妙所在。

下面是0开销原则的一个经典应用：这是一个时间单位转换问题的小例子。

以第一段代码的风格写更容易出错。

而第二段代码，更抽象，且不会付出格外的代价。两者生成的汇编代码可以达到一致的效果。

struct Duration {
    int millis_;
};

void example() {
    auto d    = Duration{};
    // 毫秒
    d.millis_ = 100;

    // 秒
    auto timeout = 1;
    // 直接将秒在没*1000情况下，直接赋值到毫秒上
    d.millis_    = timeout;
}

#include <chrono>

using namespace std::literals::chrono_literals;

struct Duration {
    std::chrono::microseconds millis_;
};

void example() {
    auto d    = Duration{};
    // 编译错误
    // d.millis_ = 100;
    // 效果一致，且表达更清晰
    d.millis_ = 100ms;

    // 或者写 `std::chrono::seconds(1)`
    // 但`1s`能更抽象，清晰，简洁
    auto timeout = 1s;
    // 由程序自动帮你做转换
    d.millis_    = timeout;
}