书籍推荐:现代C++白皮书(中文版)

文摘   2024-08-23 17:05   上海  
C++ 作为一门博大精深的语言,其发展演化历程也堪称波澜壮阔。由于教育的原 因,很多人对 C++ 还停留在 C++98 之前的版本。殊不知 C++ 在经历从 2006 年之 后至今的 15 年“激流勇进式的发展”,在很多人眼里已经近乎变为一个全新的语 言。这 15 年间,国际 C++ 标准委员会发布的 4 个版本:C++11/14/17/20 也被统 称为“现代 C++”。因为这一时期对 C++ 发展的里程碑作用,我将其称为“现代 C++ 的文艺复兴”。
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到 2006 年时,C++ 已经在业界广泛使用了 20 年。它既包含了自 1970 年代初引入 C 语言以来一直没有改变的部分,又包含了在二十一世纪初仍很新颖的特性。从 2006 年到 2020 年,C++ 开发者人数从约 300 万增长到了约 450 万。在这段时期 里,有新的编程模型涌现出来,有硬件架构的演变,有新的应用领域变得至关重 要,也有好些语言在争夺主导地位,背后有雄厚的资金支持和专业的营销。C++——一种没有真正商业支持的、老得多的语言——是如何在这些挑战面前继 续茁壮成长的? 

本文重点关注 ISO C++ 标准在 2011 年、2014 年、2017 年和 2020 年的修订版中 的重大变化。标准库在篇幅上约占 C++20 标准的四分之三,但本文的主要重点仍 是语言特性和它们所支持的编程技术。 

本文包含了长长的特性清单,其中记录了 C++ 的成长。我会对重要的技术要点进 行讨论,并用简短的代码片段加以说明。此外,本文还展示了一些失败的提案, 以及导致其失败的讨论。它提供了一个视角,如何看待这些年来令人眼花缭乱的 事实和特性。我的重点是塑造语言的想法、人和流程。 

讨论主题包括各种方向上的努力,包括:通过演进式变化保留 C++ 的本质,简化 C++ 的使用,改善对泛型编程的支持,更好地支持编译期编程,扩展对并发和并 行编程的支持,以及保持对几十年前的代码的稳定支持。

ISO C++ 标准是通过一个共识流程演化而来的。无可避免,在方向、设计理念和原 则方面,不同的提案间存在竞争和(通常是礼貌性的)冲突。委员会现在比以往 任何时候都更大、更活跃,每年有多达 250 人参加三次为期一周的会议,还有更 多的人以电子方式参加。我们试图(并不总是成功)减轻各种不良影响,包括 “委员会设计”、官僚主义,以及对各种语言时尚的过度热衷。 

具体的语言技术话题包括内存模型、并发并行、编译期计算、移动语义、异常、 lambda 表达式和模块。要设计一种机制来指定模板对其参数的要求,既足够灵活 和精确,又不会增加运行期开销,实践证明这很困难。设计“概念”来做到这一 点的反复尝试可以追溯到 1980 年代,并触及到 C++ 和泛型编程的许多关键设计问 题。

文中的描述基于个人对关键事件和设计决策的参与,并以 ISO C++ 标准委员会档案 中的数千篇论文和数百份会议记录作为支持。

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