一个牛逼C 程序员的编程素养

以下内容精选自Boolan系列大咖直播：《一个牛逼C++程序员的编程素养》本文原创，转载请注明出处。

另外，高博老师作为“2016 C++及系统软件技术大会”的讲师之一，也将在10月底和C++之父Bjarne Stroustrup、前Facebook研究科学家Andrei Alexandrescu、ISO C++标准委员会资深权威Mike Spertus等一起做出精彩分享。

首先介绍一下我自己和这门课。我会对在博览网开设的这门课程《C++11/14最佳实践》做一个简介。然后开始今天的议题，它包括四个模块：

• C++是怎么演化的，演化的基本规律

• C++里哪些特性是被废弃的，以及为什么会被废弃

• 新的习惯用法和赏析

• 没有银弹（没有完美的解决办法）

最后一个是QA环节。

那么我们现在就开始。

我叫高博，英文名叫Daniel，原先是EMC的首席工程师，当然我已经离开了这家公司，开始自己的Business。

除了职业经历这一块，还有一个与众不同的业余爱好，就是做翻译。我最近出的一本书，叫做《C++覆辙录》，它可以说是C++98时代的教训总结吧，里面列举了99种常犯的一些错误。其他的一些我翻译过的，包括《编程格调》（ The Elements of Programming Style），《研究之美》（Surreal Numbers）以及《信息简史》。你可以看到我是按照C++的相关度来排序的。（笑）

好，讲一下我在博览网开设的这门课的受众。

第一种呢，是之前掌握过一门编程语言，现在想转到C++。不管是从哪门语言转过来，只要你有一定的编程经验。

还有一种是，之前学过C++98，现在想转型到C++11/14，他可能会涉及到一些遗留代码的处理，自己写过的也好，看别人写过的也好。

当然如果没有任何编程基础的话，我们也非常欢迎，但是需要你非常认真地听课，有比较不错的悟性。如果说是直接跨越式地学习C++11/14，就把它当做你的第一门语言，并不是没有可能的，我之前也有过成功案例。

更何况C++之父Bjarne Stroustrup，我曾采访过他，学C++是否非要先从98学起，他的回答是非常斩钉截铁的，完全没有必要，C++是一门可以从任何版本（当然是C++的标准版本）开始学起，并且能够学得非常好的一门语言。

所以如果你完全没有一点基础的话，也是可以来听这门课，我觉得完全没有必要做这样的限制了。

前面我也有提到过，我在做翻译，我这门课程的基础，就是最近我在翻译的一本书，《Effective Modern C++》。我看到有很多网友在问，什么时候能出版。因为实在比较忙，这本书一拖再拖，但是我会争取本月之内截稿，根据出版规律，一般会等两个月左右上市，也就是10月。

报名这门课程的同学，也就是有一个幸运的机会哈，能跟我一起，把这本书详细地看一遍。

这本书可以看作是，从作坊时代到工程时代的飞跃，它就是这么有影响力。大家如果学了这本书，一定会跟我一样，非常有收获。

好，闲话休提，我们开始来说一些干货。

C++是非常博大精深的二十四史，从何说起？那我这里，想先从一个小例子跟大家探讨一下，我在面试时也经常出这道题。

class Student{
char *name;
int age;
};

假如说我们现在有这么一个class，我想请大家用三分钟时间看看，能不能实现这个东西：

operator =
它的赋值运算符

如果能够正确实现的话，是有一个小奖品的：）
那么大家一边继续往下写，我继续往下讲。

我们可以看到，C++是一门非常复杂的语言，原来就有三种范式在工作：

• 面向过程，把C++当作更好的C编译器来使用；

• 基于对象，把数据表现成抽象数据结构；

• 继承抽象，把一部分class视作接口，把一部分实现放到passion类里面去。

然后在现代C++里，又多了一种，叫做函数式编程。函数甚至可以是匿名的，我们把它称作lamda表达式，它可以即时定义，即时执行。现在C++就有了四种编程范型，这四种又相互影响，让它变得更复杂。

但是所谓的C++，还是有一些核心价值观，我们可以从《C++的设计与演化》里看到一些。当然这里面也有一些过时的东西，仍然成立的，有这些：

C++实际上非常讲究抽象性，它不仅是可以对数据本身，对数据的实现有比较强的抽象，它对数据类型也会有一定的抽象。其他语言也有一些类似模板的东西。

你看在C++11里面，这个其实就引入了一种新的语义，叫做移动语义。你只需要把旧的搬到新的里面中去就行，它的代码就会变得非常简洁。

那么实际上，C++另外一个比较大的核心价值在于，它可以极其精确地分配内存和代码的执行，在冯诺依曼的体系结构里，所有的代码，不是数据就是执行。很多语言提供了高层的抽象，但是你没有办法知道它的底下是如何运作的。但是C++的话，如果你想，完全可以自己来实现。

当然，你也可以不去自己实现所有东西，而是理解所有东西，然后去用。这是一个更高的层次，我也会在自己的课程里反复强调，能不要自己做的事情，千万不要自己去做，你要去理解，不要去重新发明轮子。

C++第三个比较大的核心价值，你只为你用的东西付费。你没有必要去申请你不需要的资源。如果你不用的话，编译器不会为你生成一大段不用的代码。C++之父有一句著名的论断，Garbage Collection之所以高效运作，是因为它产生的垃圾代码很少。嗯，可能是最少的。（笑）

跨平台、跨编译器、跨操作系统、关注性能，这都是C++在语言层面就提供的支持。很多语言需要你具备高明的编程技巧，才能够去实现这些东西。

除了了解C++的核心价值，我们更要了解它的趋势是什么，我们可以看到C++从11到14到17，几乎是三年一变，我们可以从中可以看到很多趋势。

第一点，它提供了更强有力的语法。

第二点，它引入了更多的饰词，这样你可以更清楚表达你的意思，不再需要用含含糊糊的隐式的句子来表达自己，更少地犯错。

第三点，越来越多的库支持。一般来说，语言是由两部分组成的，一部分是语法部分，比如for应该怎么写，如何声明变量；另一部分，组成部分，许许多多的标准库，C++的标准库里面有很多的容器和算法，让你可以很容易地编译各种程序。

我觉得这三点，是我总结出来的，比较准确的C++的演变趋势。那么现在我们就举几个例子。

这很C++，你为了学习新的知识，总是需要先清除旧的东西。

我们会越来越少地会有机会来写出这样的代码：

int x;
double d;
MyObject * o = new MyObject();

像这样的一些代码，都是在教科书里反复出现，但是在新标准里，是不提倡的。比如说上面一段，我们没有初始化它，声明完了我们可能就忘了它，然后就引起目录引擎编译错误，或者其他的问题。因此我们提倡，去写让类型自动来推导，类似这样：

auto x = 5;
auto y = 3.0;

这样子的话，你就绝对不会忘记初始化，因为只写auto没有初始化，编译是通不过的。

还有一些，比如lamda表达式里，一些形参，用旧方法是没办法表达的，但是用auto就可以进行表达。这是我们非常基本基本的东西，教科书里写了十多年的东西，但是现在就要被颠覆了，要用auto来表达。

过去我们做类型转换，会这样写，把一个隐式转换成一个实数。

auto x = 5;
double d = x;

现在我们提倡这种写法，如果你真的需要类型转换的话，就需要明确地表达出来。

auto d = static_cast(x);

表面上这只是一种习惯的改变，实质上是思想的转变。

这样子有若干好处，可以避免初始化，它会让代码更容易重构，比如以前你要把所有的int变成double,在老旧的代码里，你需要挨个去判断是否需要改掉，但是用auto的话，这些你都不需要操心。

甚至有些场合，你根本就不知道自己使用了错误的类型。

当然关于auto的形别推导过程和模板推导过程，会在课程中进一步展开，直播中就讲到这里。

那么对于我们的第三个语句来说，我们不会再使用裸指针。当然裸指针有太多的遗留代码，但是一个合格的程序员是后及时地去重构它。也许在面试中会有点用，但是如果你能用新的智能指针的语法，说不定会有更多的加分。

我举一个最简单的例子，过去你或许会写出这样的语句来：

这样的语句它有很多问题，最大的问题是，它不是异常安全的，如果你发生异常的话，你申请的内存就不会被回收，你打开的文件就不会被收回。你可能会打开很多文件，就会发生资源的耗尽。尤其当你需要频繁地打开文件、读写、多线程的情况下，你自己或许能保证，但是你不能保证其他线程也这样。

那么在新的语法规则下，我们就会这样来写：

你看它把它整个写入了一个函数里，用作用域来决定资源的申请与回收。这种用法才是对的，才能保证异常安全。

我们说，在C++98里，有一种所谓智能指针，叫做Autopcr，自动指针，它有一个巨大的问题，会引起所有权的流转。比如你要把a的值赋值给b，它竟然会因被赋值，而自己会发生改变，这是一个很tricky的语法，所以在新标准里，就被废弃。

那么取而代之的呢，就是一系列的指针类型。如果它需要专属的所有权，你可以用nickptr，或者允许多个指针指向同一个目标，用shareptr。

围绕着这些指针的话，你可以在合适的时候使用恰当的指针。这样你就可以避免使用delete，保证了异常安全性。

你看，连最基本类型的赋值，和指针的操作，都完全不一样了。

我们会注意到，被废弃的特性当中，不仅仅包括语法，也包含我们看不到的语义的改变。

比如说，特殊的成员函数（默认构造函数、拷贝构造函数等）这种东西是属于语言层面上会提供一些支持，你虽然没有写，但是C++会自动帮你合成一些函数。

像这样的函数，有相当的部分是不应该替你合成的。大三律，析构函数，拷贝构造函数，赋值运算符重载函数，这三个东西，要有就都有，要没有就都没有。这个实际按成员进行赋值，但是C++98并没有从语言层面支持这一点，你自己定义了一个析构函数，它会自动替你生成赋值运算符等东西，那该怎么办呢？你得用删除函数把它干掉，或者指定默认行为。

像这种，在新的C++标准里，虽然为了兼容旧的予以保留，但实际已经是被废弃的行为了。

再说一点，常量迭代器。像find这种的，在98里是非常量迭代器，而且讨厌的一点是，不能隐式，即不能转换成常量迭代器。在现代C++里，已经做出了调整：

C++98:
begin() end()
Modern C++:
cbegin() cend()

有一些东西，已经从程序员应该管理的东西，变成语言应该管理的东西。

模板的话，是一个太大的话题，我们还是在课程里面讲。好，接下来我们来讲一些全新的东西。

C++现在引入了一些全新的东西。C++的遗留代码很多，C++之父说过，要引入任何新东西都要谨慎。那么在这样的条件下，引入新东西是为了什么呢？

第一个例子，我想强调C++11/14增加了很多字面常量。什么是字面常量？0啊，3.0啊，一个字符啊，一个字符串啊，这些东西都叫做字面量。这些字面量增加了很多种，比如{}。之前你定义一个vector，你是没有办法一次性指定它的值的。

比如你定义一个整型的vector，你要加一个1,2,3，过去你需要多次push back，现在你可以直接用大括号，{1,2,3}。当然不止于此，你还可以用来做初始化，在类的定义中，直接用{}进行初始化。

那么这个{}，也会带来一些问题，我会在第四部分，no bullet silver里讲一讲。

第二个例子，还有一个就是带范围限制的枚举量。从enum改成enum class。虽然只是加了一个class，但实际上完全不一样。欲知详情，还是一样，在课程里找答案哈。

然后，更多的饰词。

第一点，比如noexcept，它不会抛出异常。

大家可能还记得这个东西，throw()，作为函数饰词的一部分，它表征它修饰的函数不会抛出任何异常，如果你有指定类型异常的话，你可以把它枚举一下。它引发了无数的问题，以至于很多编译器的实现，异常规格就当没看到。

但是noexcept，它就是说，我不会抛出任何异常，那么你就可以依据它进行优化。

那么删除函数和deport函数，刚才也有提到，这里就不多说了。

第二点的话，constexpr，它允许你在编译期间进行一些运算，有些东西只有在编译期才能计算，过去C++是找不到任何语法来支持的，现在的话，已经可以通过这个实现。这是一个非常强大的功能。

第三点，特殊成员函数，多了移动构造函数和移动赋值运算符，把大三律进行了扩充。

在学习C++的过程中，你搞清楚初始化和对象构造的过程，你在掌握一些细节语法，包括一些看起来非常难懂的lamda表达式，或者一些智能指针啊，或者一些复杂的东西，比如forward之类，你会发现掌握起来非常简单。所以我们理解C++，要抓住静态布局，以及构造过程两点。

所以说学习你还是要抓住题眼。或者构造，或者赋值，或者析构，或者定义，一共无非就几个过程。只不过在C++里，表层规则有所改变。

刚才说的是语言核心，现在我们来说库的部分。
新的容器里，多了一个array，一个固定尺寸的vector。包括它引入了一堆新的东西，比如unordered。

接下来，我们如果想对C++的未来预测一下的话，unordered这个可能就会被放弃掉，因为还是需要程序员来选择和维护的。最好还是自动地根据场景来选择哪个版本，这是完全有可能的。

再说算法，也是增加了一大堆，它有一些修改性的算法和非修改性的算法。这里我说的不严格，它并不都是新的算法，但是都有新的算法实现。

比较值得注意的是，多了一些实用的工具算法，比如minmax()，同时找最小和最大。

还有一个比较注意的，foreach()，在一些其他语言里，其实早就实现了。但是在C++里，这依然是个非常重大的进步。

最后说一下没有银弹的问题，C++其实提供了很多保护层，它会引入更多的语言特性，来take care原来程序员take care的问题。但这是否就是解决了问题了呢，实际上，说难听一点的话呢，它只是把一些问题的难度做了一些规约。（笑）

所以说没有什么银弹，没有什么完美的工具。我们今天这个直播分享呢，就是通过查看一些被废弃的特性和一些新的特性，对一些思想作了一些总结，希望能帮到大家。

本文转自：开发者头条

微信号：IdeaofSE