再駁Linus:思科工程師對(duì)C++不得不說的事

薩丕爾—沃爾夫假說曾經(jīng)在語言學(xué)研究領(lǐng)域風(fēng)靡一時(shí)。我粗略總結(jié)了一下，這個(gè)假說的核心思想是：你使用的語言影響和制約了你的想法。例如，如果你的語言只有一個(gè)單詞來描述雪，你將很難說出粉狀雪和易碎的冰雹之間的差別。

當(dāng)我了解后，我徹底不相信薩丕爾—沃爾夫假說。雖然語言相對(duì)論帶著一套假說卷土重來，但幾乎可以肯定的是，人類思想絕不受制于詞匯和語法的牢籠。

E.W. Dijkstra是編程語言領(lǐng)域的薩丕爾，他曾說過：

“給以前接觸過BASIC學(xué)生教良好的編程幾乎是不可能的。作為潛在的程序員，他們精神上已經(jīng)殘廢，無再生的希望。使用COBOL更是摧殘了他們的心靈，因此，教他們應(yīng)該被視為刑事犯罪”。

今天，我們有Linus Torvalds對(duì)C++的炮轟，他認(rèn)為使用C++的程序員會(huì)破壞他或她接觸到任何項(xiàng)目。Linus是這樣說的：

“我得出的結(jié)論是，任何希望在項(xiàng)目中使用C++而不是C的程序員都是很可能讓我生氣的程序員，因此我不會(huì)給他們機(jī)會(huì)來搞砸我的項(xiàng)目。C++導(dǎo)致真正糟糕的設(shè)計(jì)選擇。”

Torvalds太過武斷

在我所在的大型企業(yè)中，我們的名片背面有一句口號(hào)：不迷信科技。做到這一點(diǎn)可能不容易，但是的，我們?cè)敢鈬L試。

對(duì)我來說，這個(gè)訓(xùn)誡意味著兩件事：

1、嘗試客觀地為工作選擇最佳的工具

2、不要讓你對(duì)工具的偏好指揮完成工作的方法

Linus在他的炮轟中已經(jīng)說得很清楚，任何使用C++編程的人都很心虛，拿這些規(guī)則做借口。

但我有不同的想法，我認(rèn)為C++顯然也有可能成為完成工作最合適的工具。得出這樣的結(jié)論是相當(dāng)客觀的，我認(rèn)為L(zhǎng)inus顯然是被他特殊的技術(shù)流派迷惑了。

一個(gè)簡(jiǎn)單的例子

作為我上學(xué)期C/C++編程班的期末作業(yè)，我要求學(xué)生用C實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的令牌計(jì)數(shù)程序，目標(biāo)是要重現(xiàn)下面這段C++代碼的行為：

map counts;
string s;
while ( cin >> s )
counts[s]++;
for ( auto ii = counts.begin() ; ii != counts.end() ; ii++ )
cout << ii->second << " : " << ii->first << endl;

這個(gè)特殊的程序突出了一些C中沒有的C++功能，如：

●C數(shù)組，向量多功能替換

● 字符串類

● 使用iostreams安全輸入

●關(guān)聯(lián)數(shù)組作為標(biāo)準(zhǔn)庫的一部分

這個(gè)程序用C++來寫是相當(dāng)容易的，只需要處理一下輸入流中的錯(cuò)誤——有時(shí)候甚至這一步都沒有必要。

用C實(shí)現(xiàn)

用C重寫是一個(gè)稍微復(fù)雜點(diǎn)的任務(wù)，因?yàn)镃的庫中沒有任何類型的關(guān)聯(lián)數(shù)組。解決這個(gè)問題的辦法很多，我選擇了下面的辦法：

● 將所有令牌讀入一個(gè)數(shù)組

● 完成后，對(duì)數(shù)組排序

●完成數(shù)組排序后，通過遍歷每個(gè)令牌獲得計(jì)數(shù)

雖然這個(gè)算法占用的空間比C++程序更多。假設(shè)你沒有碰到gsort()之類病態(tài)的問題，花的時(shí)間可能都差不多。

我堅(jiān)信用C++比用C寫這個(gè)程序更容易，理由如下：

●C I/O缺陷。在C中讀字符串有相當(dāng)多的困難，由于C I/O庫沒有標(biāo)準(zhǔn)的方法讀取長(zhǎng)度無限制的字符串(可以使用編譯器特定的擴(kuò)展，但那會(huì)引起其它問題)，你的輸入代碼必須檢查多種錯(cuò)誤情況，或者構(gòu)建你自己的字符串輸入函數(shù)。

● C數(shù)組的內(nèi)存管理基本上是一項(xiàng)手工任務(wù)，我必須為數(shù)組分配原始空間，如果超出了它的長(zhǎng)度，我還得小心重新分配，做完后，我還得釋放空間。

● C字符串的內(nèi)存管理有同樣的問題。

● 字符串?dāng)?shù)組的排序使用gsort()只是有一點(diǎn)不方便，gsort()不能提供C++庫中sort()函數(shù)的性能保證。

這個(gè)函數(shù)的C版本代碼行數(shù)要多一些，需要手工完成的任務(wù)也要多一些，因此犯錯(cuò)的幾率也要大一些。

我喜歡C++版本的最后一個(gè)原因是，它同樣適合其它類型，如插入和提取運(yùn)算符類型、比較運(yùn)算符，都可以使用同樣的代碼，只需要變一個(gè)聲明。將實(shí)現(xiàn)同樣的事情的代碼轉(zhuǎn)換成一個(gè)函數(shù)模板，這樣就可以在以后直接拿來使用了。

我一些最好的朋友是C程序員

那么我偏愛C++版本就能說明我是一個(gè)語言偏執(zhí)的人嗎?

我認(rèn)為不能如此下結(jié)論，首先，我認(rèn)為這個(gè)程序的C版本也有一些不錯(cuò)的優(yōu)點(diǎn)：

● 你可以使用POSIX系統(tǒng)調(diào)用編寫這個(gè)程序，除了內(nèi)存分配和排序。

●這個(gè)程序的C版本因?yàn)槭褂昧说讓覫/O，速度將會(huì)更快，C++ iostreams在任何時(shí)候都表現(xiàn)良好，但它們的分層方法在談到效率時(shí)總是處于不利地位。

因此，對(duì)于這樣一個(gè)程序，語言的選擇最終歸結(jié)為背景，如果你相信80/20規(guī)則，并且它不是程序的核心部分，你可能認(rèn)為這個(gè)代碼應(yīng)該用C++編寫。代碼行數(shù)越少，犯錯(cuò)的幾率就越低，效率可能不是最大的問題。

如果這是一段很關(guān)鍵的經(jīng)常執(zhí)行的代碼，你可能會(huì)認(rèn)為C是最佳選擇。如果選擇C，請(qǐng)一定要花點(diǎn)額外的時(shí)間進(jìn)行代碼評(píng)審，確保沒有內(nèi)存泄露和指針錯(cuò)誤，只有那樣，你才上路了。

撫平Linus的情緒

那么Linus看到上面的代碼是如何炮轟的呢?我斗膽猜一下，任何像樣的C++程序員都會(huì)寫出類似的代碼。Linus說：

“你一定使用了這種語言“好的”庫功能，如STL和Boost，它們對(duì)你的程序可能有幫助，但當(dāng)它們不工作時(shí)，會(huì)引起無盡的痛苦”。

在這個(gè)程序中，我好好利用了曾是STL一部分的標(biāo)準(zhǔn)庫組件，它們作為標(biāo)準(zhǔn)的一部分已經(jīng)有十多年的歷史。它們的表現(xiàn)真的很好，在我所知道的任何編譯器中，也沒有可移植性或正確性問題。

“你會(huì)發(fā)現(xiàn)某些抽象編程模型不是很有效，但現(xiàn)在你所有的代碼都依賴于所有圍繞它的好對(duì)象模型。如果不重寫你的應(yīng)用程序，那么你是無法修復(fù)它的。”

的確，盡管C++不能為我做這些事，我只有設(shè)法自己編寫程序，不使用任何抽象——沒有新的類，沒有接口，基本上完全是靠C代碼完成許多有用的類的。

但我認(rèn)為這是規(guī)則而不是例外。

“換句話說，只有這樣才能做得好，效率高，系統(tǒng)級(jí)和可移植的C++最終會(huì)限制自己，但這一切在C中都是可行的。”

除非C有容器類，字符串類，類型安全I(xiàn)/O，以及RAII這樣的技術(shù)，這句話才會(huì)變成真的。現(xiàn)在來看，它完全是胡說。

在現(xiàn)代C++可用之前，我可能會(huì)堅(jiān)持使用一個(gè)簡(jiǎn)單的管道來完成這個(gè)任務(wù)：

tr [:blank:] '\n' | grep -v "^$" | sort | uniq -c

事實(shí)上，我可以在編譯語言中做同樣的事。只要它們能給我一些靈活性，我想我不用成為一個(gè)偏執(zhí)狂就能明白這個(gè)事實(shí)。你對(duì)此又是怎樣看的?

作者簡(jiǎn)介：Mark Nelson，現(xiàn)任思科公司工程師，《The Data Compression Book》的作者，《Developing Cisco IP Phone Services: A Cisco AVVID Solution》的協(xié)作者。

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