C++的“前世今生”:從C的堅(jiān)實(shí)土壤中孕育的“新生命”
當(dāng)我們談?wù)揅++,一個(gè)極富力量感和靈活性的編程語(yǔ)言,總會(huì)有人好奇它的誕生。尤其是在某些技術(shù)討論的角落,可能會(huì)出現(xiàn)“17c.c++”這樣的表述,仿佛它是一個(gè)孤立的、憑空出現(xiàn)的實(shí)體。真相遠(yuǎn)比這復(fù)雜而迷人。C++并非憑空而生,它的根須深深扎根于C語(yǔ)言這片肥沃的土壤,而“17c.c++”這個(gè)看似神秘的稱謂,更像是對(duì)一個(gè)漫長(zhǎng)孕育過(guò)程中的某個(gè)特定時(shí)間點(diǎn)的模糊指代,而非其正式的“身份證”。
要理解C++是誰(shuí)“起草”的,我們必須將目光投向它的“父親”——BjarneStroustrup。這位丹麥計(jì)算機(jī)科學(xué)家,在20世紀(jì)80年代初,身處貝爾實(shí)驗(yàn)室(BellLabs)這樣一個(gè)孕育了無(wú)數(shù)技術(shù)奇跡的地方,懷揣著一個(gè)宏大的愿景:創(chuàng)造一種語(yǔ)言,既能擁有C語(yǔ)言那種接近硬件的強(qiáng)大控制力,又能集成當(dāng)時(shí)新興的面向?qū)ο缶幊蹋∣OP)思想的便利性和抽象能力。
在Stroustrup的眼中,C語(yǔ)言是無(wú)與倫比的。它簡(jiǎn)潔、高效,能夠直接操作內(nèi)存,精通C語(yǔ)言幾乎等同于掌握了計(jì)算機(jī)的底層運(yùn)作。隨著軟件項(xiàng)目的規(guī)模日益龐大,復(fù)雜性指數(shù)級(jí)增長(zhǎng),純粹的C語(yǔ)言在管理大型代碼庫(kù)、提高開發(fā)效率方面顯得力不從心。面向?qū)ο缶幊?,以其封裝、繼承??、多態(tài)等核心理念,為解決這些難題提供了新的思路。
但當(dāng)時(shí)流行的面向?qū)ο笳Z(yǔ)言,如Simula,在性能上又無(wú)法與C語(yǔ)言媲美。Stroustrup渴望一種“融合體”,一種能夠兼收并蓄的語(yǔ)言。
于是,在C的基礎(chǔ)??上,Stroustrup開始了他的??“超集”(Superset)實(shí)驗(yàn)。他并??沒(méi)有另起爐灶,而是選擇了一條更具挑戰(zhàn)性但也更具顛覆性的道路:在C語(yǔ)言的語(yǔ)法和語(yǔ)義基礎(chǔ)上,逐步添加面向?qū)ο蟮男绿匦?。這個(gè)過(guò)程并非一蹴而就,而是經(jīng)歷了漫長(zhǎng)而細(xì)致的設(shè)計(jì)與迭代。
最初,他將這種語(yǔ)言稱??為“CwithClasses”(帶類的C),這清晰地表明了其核心目標(biāo):將C的強(qiáng)大與類的概念結(jié)合。
“17c.c++”這個(gè)說(shuō)法,可能來(lái)源于早期對(duì)C++版本的命名習(xí)慣,或者是在某個(gè)特定歷史文獻(xiàn)、版本控制系統(tǒng)中的一個(gè)編號(hào)。例如,在軟件開發(fā)早期,版本命名可能比較隨意,或者為了區(qū)分不同的開發(fā)階段和內(nèi)部測(cè)試版本,會(huì)使用類似“v1.7.c++”的標(biāo)識(shí)。
也可能是在某個(gè)特定時(shí)間點(diǎn),某個(gè)編譯器或工具鏈將C++的某個(gè)版??本或特性集命名為“17c.c++”。需要強(qiáng)調(diào)的是,這并非C++的官方名稱,也并非由某個(gè)叫做“17c.c++”的實(shí)體“起草”的。C++的“起草者”和“設(shè)計(jì)者”,始終是BjarneStroustrup及其團(tuán)隊(duì)。
Stroustrup的??工作,更像是一位技藝精湛的建筑師,在堅(jiān)固的C語(yǔ)言地基上,精心設(shè)計(jì)并搭建起了一座更加宏偉、功能更加豐富的“大廈”。他引入了類(class)、對(duì)象(object)、構(gòu)造函數(shù)(constructor)、析構(gòu)函數(shù)(destructor)、繼承(inheritance)、虛函數(shù)(virtualfunction)等一系列面向?qū)ο缶幊痰暮诵母拍睢?/p>
這些新特性并非隨意堆砌,而是與C語(yǔ)言的??底層??機(jī)制巧妙地結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了高性能的面向?qū)ο缶幊獭?/p>
想象一下,C語(yǔ)言是一把精密的瑞士軍刀,能夠完成各種基礎(chǔ)的切割、鉆孔任務(wù)。而C++則是在這把軍刀上,增加了一個(gè)可伸縮的、多功能的工具箱,你可以根據(jù)需要選擇不同的工具——比如一個(gè)微型鋸子,一個(gè)精密的螺絲刀??,甚至是一個(gè)小型的顯微鏡。這些工具不僅強(qiáng)大,而且還能與軍刀本體無(wú)縫協(xié)作。
早期的C++,其編譯器實(shí)現(xiàn)也經(jīng)歷了一個(gè)演變過(guò)程。從??最初在C語(yǔ)言編譯器(如Cfront,這是Stroustrup自己開發(fā)的一個(gè)C++到C的轉(zhuǎn)換器)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn),到后來(lái)出現(xiàn)獨(dú)立的??C++編譯器,這個(gè)過(guò)程本身就充??滿了技術(shù)挑戰(zhàn)。Stroustrup和他的??同事們,在解決兼容性、性能優(yōu)化、標(biāo)準(zhǔn)制定等一系列難題的過(guò)程中,不斷打磨和完善著C++。
因此,當(dāng)我們聽到“17c.c++”時(shí),不妨將其視為一個(gè)關(guān)于C++演進(jìn)史的“小彩蛋”,一個(gè)可能指向某個(gè)特定版本、某個(gè)特定階段的線索。但絕不能將其誤解為C++的“創(chuàng)世記”或“發(fā)明者”。C++的??真正創(chuàng)造者,是BjarneStroustrup,他憑借遠(yuǎn)見卓識(shí)和卓越的編程技藝,將C語(yǔ)言的精髓與面向?qū)ο缶幊痰??強(qiáng)大理念融為一體,為編程世界帶來(lái)了一場(chǎng)意義深遠(yuǎn)的變革。
理解這一點(diǎn),我們才能真正領(lǐng)略C++作為一門語(yǔ)言的深度、廣度和它在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)中不可動(dòng)搖的??地位。
BjarneStroustrup的“匠心獨(dú)運(yùn)”:C++的誕生與標(biāo)準(zhǔn)化之路
回溯到20世紀(jì)80年代初,貝??爾實(shí)驗(yàn)室的這片沃土,孕育出了影響深遠(yuǎn)的??C++。而“17c.c++”這個(gè)表述,更像是歷史長(zhǎng)河中某個(gè)不經(jīng)意的??回響,它無(wú)法定義C++的??全部,更無(wú)法取代其真正的設(shè)計(jì)者——BjarneStroustrup。C++的誕生,是一場(chǎng)精心策劃的“融合”,一次對(duì)編程范式的深刻思考,更是Stroustrup“匠心獨(dú)運(yùn)”的結(jié)晶。
Stroustrup在設(shè)計(jì)C++之初,就面臨著一個(gè)核心的權(quán)衡:如何在保持C語(yǔ)言原有性能和效率的引入面向?qū)ο蟮男绿匦??他深知,如果C++的性能損耗過(guò)大,那么它將難以被那些對(duì)效率要求極高的系統(tǒng)級(jí)編程、嵌入式開發(fā)等領(lǐng)域所接受。因此??,他選擇了一條“漸進(jìn)式”的創(chuàng)??新之路。
C++的??早期版??本,被廣泛地稱為“CwithClasses”。這個(gè)名字非常直觀地揭示了它的本質(zhì):在C語(yǔ)言的框架下,增加了“類”的概念。通過(guò)引入類,C++獲得了封裝(Encapsulation)的能力,可以將數(shù)據(jù)和操作數(shù)據(jù)的??方法(成??員函數(shù))捆綁在一起,形成一個(gè)獨(dú)立的單元。
這極大地提高了代碼的可維護(hù)性和可重用性,使得開發(fā)者能夠以更抽象、更模塊化的方式來(lái)組織代碼,應(yīng)對(duì)日益復(fù)雜的軟件工程挑戰(zhàn)。
Stroustrup的野心遠(yuǎn)不止于此??。他很快就認(rèn)識(shí)到,僅僅擁有類是不夠的。面向?qū)ο缶幊痰恼嬲υ谟谄淅^承(Inheritance)和多態(tài)(Polymorphism)的能力。繼承允許創(chuàng)建新的類,這些新類可以繼承現(xiàn)有類的屬性和行為,從而實(shí)現(xiàn)代??碼的復(fù)用,并構(gòu)建出層次化的類體系。
而多態(tài),則使得不同類型的對(duì)象能夠以統(tǒng)一的方式進(jìn)行響應(yīng),這為編寫更靈活、更具擴(kuò)展性的代碼提供了可能。
例如,假設(shè)我們有一個(gè)“圖形”基類,它定義了一個(gè)通用的“繪制”操作。然后,我們可以創(chuàng)建“圓形”、“正方形”等派生類,它們都繼承自“圖形”類,并各自實(shí)現(xiàn)了自己的??“繪制”方法。當(dāng)我們將一個(gè)“圖形”指針指向一個(gè)“圓形”對(duì)象時(shí),調(diào)用“繪制”操作實(shí)際上會(huì)執(zhí)行“圓形”類的繪制邏輯。
這種能力,是面向?qū)ο缶幊??解決復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題的關(guān)鍵。
“17c.c++”這個(gè)特定說(shuō)法,可能與C++早期的某個(gè)版本號(hào)、內(nèi)部代號(hào)、或者某個(gè)特定的實(shí)現(xiàn)有關(guān)。在C++發(fā)展的早期階段,其標(biāo)準(zhǔn)化程度遠(yuǎn)不如今天。不同的編譯器廠商可能會(huì)有自己的實(shí)現(xiàn),版??本迭代也可能較為頻繁。也許在某個(gè)時(shí)間點(diǎn),C++的某個(gè)功能分支或測(cè)試版本被賦予了這樣一個(gè)編號(hào)。
但無(wú)論如何,它都只是C++漫長(zhǎng)發(fā)展史中的一個(gè)“腳注”,而非“正文”。C++的“起草人”,始終是BjarneStroustrup。
Stroustrup的設(shè)計(jì)哲學(xué),始終圍繞著“零開銷抽象”(Zero-overheadAbstractions)這一核心理念。他力求讓C++的面向?qū)ο筇匦?,在編譯時(shí)就盡可能地轉(zhuǎn)化為高效的機(jī)器碼,而不會(huì)在運(yùn)行時(shí)引入不必要的性能開銷。比如,虛函數(shù)調(diào)用雖然提供了多態(tài)的靈活性,但其開銷可以通過(guò)精心設(shè)計(jì)的虛函數(shù)表(vtable)來(lái)控制,使其在大多數(shù)情況下能夠接受。
隨著C++功能的不斷豐富,其復(fù)雜性也隨之增加。如何在保持強(qiáng)大的讓語(yǔ)言更容易被理解和使用,成為了一個(gè)重要的挑戰(zhàn)。Stroustrup和他的同事們,在這個(gè)過(guò)程中也經(jīng)歷了不??斷的反思和調(diào)整。他們也在思考如何讓C++在易用性和功能性之間找到一個(gè)更好的平衡點(diǎn)。
C++的標(biāo)準(zhǔn)化之路,也是一段充滿挑戰(zhàn)的旅程。從??最初的非官方語(yǔ)言,到成為ISO(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織)認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn),C++經(jīng)歷了漫長(zhǎng)而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹贫ㄟ^(guò)程。C++98、C++03、C++11、C++14、C++17、C++20……每一次標(biāo)準(zhǔn)的更新,都代表著C++在功能、性能和易用性上的進(jìn)步。
而每一次標(biāo)準(zhǔn)的制定,都需要全球范圍內(nèi)的專家們進(jìn)行大量的討論、評(píng)審和投票。
“17c.c++”這個(gè)代??號(hào),如果聯(lián)系到C++標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布時(shí)間,可能會(huì)讓人聯(lián)想到C++17標(biāo)準(zhǔn)。C++17是C++11之后的一個(gè)重要版本??,它引入了許多新特性,例如結(jié)構(gòu)化綁定(StructuredBindings)、ifconstexpr、文件系統(tǒng)庫(kù)等,進(jìn)一步提升了C++的表達(dá)能力和開發(fā)效率。
但這仍然是一個(gè)模糊的關(guān)聯(lián),它不能替代C++設(shè)計(jì)者的身份。
總而言之,C++的誕生,是BjarneStroustrup及其團(tuán)隊(duì)智慧的結(jié)晶。他們以C語(yǔ)言為基石,巧妙地融入了面向?qū)ο缶幊痰膹?qiáng)大思想,并不斷追求性能的極致和抽象的優(yōu)雅。而“17c.c++”這個(gè)說(shuō)法,或許只是一個(gè)技術(shù)發(fā)展的“小插曲”,它無(wú)法掩蓋C++真正創(chuàng)造者的光芒。
C++的故事,是關(guān)于一位科學(xué)家如何憑借遠(yuǎn)見卓識(shí)和不懈努力,為世界貢獻(xiàn)了一門如此強(qiáng)大、如此持久的編程語(yǔ)言的傳奇。它至今仍在驅(qū)動(dòng)著無(wú)數(shù)的軟件項(xiàng)目,深刻地影響著我們的數(shù)字世界。