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揭秘C++的“創(chuàng)世紀(jì)”：一位挪威學(xué)者的遠(yuǎn)見卓識

在計(jì)算機(jī)科學(xué)的浩瀚星空中，C++無疑是一顆璀璨奪目的明星。它以其強(qiáng)大的性能、靈活的語法以及跨平臺的特性，征服了無數(shù)開發(fā)者，成為游戲開發(fā)、系統(tǒng)編程、高性能計(jì)算等眾多領(lǐng)域的基石。當(dāng)我們驚嘆于C++的強(qiáng)大之時(shí)，是否曾好奇，這門語言的火種，究竟是由誰點(diǎn)燃的呢？答案指向了一位名叫BjarneStroustrup的丹麥計(jì)算機(jī)科學(xué)家。

故事要從上世紀(jì)70年代末說起。當(dāng)時(shí)，Stroustrup正在丹麥的奧胡斯大學(xué)攻讀博士學(xué)位。他的研究方向是計(jì)算機(jī)科學(xué)，而他所使用的語言，是樸實(shí)的C語言。C語言以其接近硬件的特性和高效的執(zhí)行速度而聞名，但與此它也存在一些顯著的局限性。對于編寫大型、復(fù)雜的軟件系統(tǒng)而言，C語言的結(jié)構(gòu)化編程方式顯得力不從心，難以管理龐大的??代碼庫，也容易導(dǎo)致維護(hù)困難和bug頻出。

Stroustrup對此深有體會。他在撰寫博士論文時(shí)，就面臨著如何高效地組織和管理復(fù)雜程序的挑戰(zhàn)。他看到了C語言的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也渴望一種能夠引入更高級抽象機(jī)制的編程語言，以便更好地應(yīng)對日益增長的軟件復(fù)雜度。他的目光，自然而然地投向了當(dāng)時(shí)備受關(guān)注的Simula語言。

Simula，一種在60年代末出現(xiàn)的??語言，引入了“類”（class）和“對象”（object）的概念，這便是后來面向?qū)ο缶幊蹋∣OP）的雛形。Simula的出現(xiàn)，極大地??簡化了模塊化設(shè)計(jì)和代碼復(fù)用，為構(gòu)建大型軟件系統(tǒng)提供了新的思路。Stroustrup對Simula的抽象能力印象深刻，他認(rèn)為，將Simula的面向?qū)ο笏枷肱cC語言的底層控制能力相結(jié)合，將是解決軟件開發(fā)難題的一條可行之路。

直接使用Simula也存在問題。Simula的運(yùn)行效率相對較低，難以滿足對性能有極致要求的場景。Stroustrup的愿景是創(chuàng)造一種既能享受面向?qū)ο髱淼谋憷?，又能保持C語言般高效的語言。他開始在C語言的基礎(chǔ)上，嘗試添加Simula的特性。

這并非易事。將兩種截然不同的編程范式融合在一起，需要深厚的理論功底和卓越的實(shí)踐能力。Stroustrup并沒有選擇從零開始創(chuàng)造一門全新的語言，而是另辟蹊徑，選擇在C語言的“骨架”上，嫁接面向?qū)ο蟮摹把狻薄Ｋ钪狢語言的強(qiáng)大生命力，以及它在系統(tǒng)編程領(lǐng)域的不可替代性。

與其顛覆，不如在已有基礎(chǔ)上進(jìn)行“進(jìn)化”。

1979年，BjarneStroustrup移居美國，加入了貝爾實(shí)驗(yàn)室。貝??爾實(shí)驗(yàn)室，這片孕育了C語言、Unix操作系統(tǒng)的編程圣地，為Stroustrup提供了絕佳的研究環(huán)境和資源。在這里，他得以全身心地投入到這項(xiàng)充滿挑戰(zhàn)的工作之中。他開始在C語言的基礎(chǔ)上，逐步引入類、繼承、虛函數(shù)等面向?qū)ο蟮暮诵母拍睢?/p>

最初，他將這種新語言稱為“CwithClasses”（帶類的C）。這個(gè)名字直觀地反映了它的起源和核心特性。他編寫了一個(gè)名為“Cfront”的編譯器，這個(gè)編譯器可以將“CwithClasses”的??代碼轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的C代碼，然后再由C編譯器生成可執(zhí)行文件。

這種“寄生”于C語言的策略，極大地降低了新語言的推廣門檻，也保證了其兼容性和可移植性。

“CwithClasses”的出現(xiàn)，在貝爾實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部引起了不小的反響。它為開發(fā)者提供了一種全新的編程方式，能夠更清晰地表達(dá)復(fù)雜的軟件設(shè)計(jì)，并且在性能上并沒有因?yàn)橐朊嫦驅(qū)ο蠖蠓鶢奚troustrup及其同事們開始在實(shí)際項(xiàng)目中運(yùn)用這門語言，并不斷根據(jù)反饋進(jìn)行改進(jìn)和完善。

隨著語言功能的不斷豐富和代??碼量的增加，“CwithClasses”已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了“帶類的C”的范疇。它不僅包含了面向?qū)ο蟮奶匦?，還借鑒了其他語言的優(yōu)點(diǎn)，并且在C語言的基礎(chǔ)??上進(jìn)行了大量的擴(kuò)展。為了更好地標(biāo)識這門日益成熟的語言，Stroustrup和他的團(tuán)隊(duì)決定為其賦予一個(gè)全新的名字——C++。

“++”在C語言中是自增運(yùn)算符，象征著“在C的基礎(chǔ)上有所增強(qiáng)，有所發(fā)展”。這個(gè)名字簡潔而富有力量，恰如其分地概括了C++的本質(zhì)。1983年，C++這個(gè)名字正式誕生。而1985年，《C++程序設(shè)計(jì)語言》第??一版（通常被稱為“C++的圣經(jīng)”）的出版，標(biāo)志著C++作為一門獨(dú)立的編程語言，正式走上了歷史的舞臺。

回顧C(jī)++的誕生過程，我們不難發(fā)現(xiàn)，BjarneStroustrup并非是一個(gè)憑空創(chuàng)造者，他更像是一位偉大的融合者和演進(jìn)者。他敏銳地捕捉到了當(dāng)時(shí)軟件開發(fā)面臨的痛點(diǎn)，并以C語言為基石，巧妙地吸收了Simula的面向?qū)ο缶A，最終孕育出??了C++這門革命性的語言。

他的遠(yuǎn)見卓識、持之以恒的努力，以及對編程藝術(shù)的深刻理解，共同譜寫了C++的“創(chuàng)世紀(jì)”。

C++的“進(jìn)化史詩”：從貝爾實(shí)驗(yàn)室到全球舞臺

BjarneStroustrup創(chuàng)造C++的初衷，是為了解決大??型軟件系統(tǒng)的開發(fā)難題，賦予開發(fā)者更強(qiáng)大的抽??象能力，同時(shí)又不失C語言的高效。歷史的車輪滾滾向前，C++的命運(yùn)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了Stroustrup最初的設(shè)想。這門語言，如同生命體一般，在不斷的演進(jìn)和擴(kuò)展中，逐漸枝繁葉茂，成為編程世界中不可或缺的一部分。

C++的早期發(fā)展，主要得益于貝爾實(shí)驗(yàn)室的內(nèi)部支持和Stroustrup團(tuán)隊(duì)的持續(xù)努力。他們不斷地為C++添加新的特性，優(yōu)化其性能，并撰寫相關(guān)的技術(shù)文檔和教材?。1985年，《C++程序設(shè)計(jì)語言》的出版，為開發(fā)者提供了一個(gè)權(quán)威的學(xué)習(xí)指南，也為C++的標(biāo)??準(zhǔn)化奠定了基礎(chǔ)。

任何一門語言的普及，都需要走出實(shí)驗(yàn)室，走向更廣闊的市場。C++的傳播，離不開第三方編譯器和工具鏈的支持?。早期的C++編譯器，如AT&T的cfront，以及后來的GCC（GNUCompilerCollection）和MicrosoftVisualC++等，為開發(fā)者提供了在不同平臺編譯和運(yùn)行C++代碼的可能性。

這些工具的出現(xiàn)，極大地降低了C++的學(xué)習(xí)和使用門檻，使其能夠觸及到更廣泛的用戶群體。

進(jìn)入上世紀(jì)90年代，隨著計(jì)算機(jī)硬件性能的飛速提升和互聯(lián)網(wǎng)的興起，對高性能、高效率軟件的需求日益增長。C++憑借其在性能上的優(yōu)勢，在游戲開發(fā)、圖形圖像處理、金融交易系統(tǒng)、操作系統(tǒng)等領(lǐng)域大放異彩。從早期的3D游戲引擎，到后來的操作系統(tǒng)內(nèi)核，再到如今的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，C++的身影無處??不在。

與此，C++的標(biāo)準(zhǔn)也在不斷演進(jìn)。1998年，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）發(fā)布了第一個(gè)C++國際標(biāo)準(zhǔn)，即C++98。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)志著C++語言的正式規(guī)范化，為跨平臺開發(fā)和代碼互操作性提供了堅(jiān)實(shí)的保障。C++98的出現(xiàn)，也為后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)的制定提供了基礎(chǔ)。

此后，C++每隔幾年便會迎來一次重要的更新。2003年的C++03，對C++98進(jìn)行了一些小的修正和補(bǔ)充。2011年，C++11的發(fā)布，堪稱C++的一次“大版本更新”。C++11引入了大量革命性的新特性，極大??地提升了語言的表達(dá)能力和開發(fā)效率，例如：

自動(dòng)類型推導(dǎo)(auto)：簡化了變量聲明，減少了冗余。范圍for循環(huán)(range-basedforloop)：使得遍歷容器更加便捷。Lambda表達(dá)式(lambdaexpressions)：提供了在需要時(shí)定義匿名函數(shù)的??強(qiáng)大??能力。

智能指針(smartpointers)：如std::unique_ptr和std::shared_ptr，有效解決了內(nèi)存管理問題，降低了內(nèi)存泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。右值引用和移動(dòng)語義(rvaluereferencesandmovesemantics)：極大地提升了資源轉(zhuǎn)移的效率，特別是在處理臨時(shí)對象時(shí)。

并發(fā)編程支持(concurrencysupport)：引入了std::thread等??，為多線程編?程提供了原生支持。

C++11的出現(xiàn)，為C++社區(qū)注入了新的活力，也讓許多曾經(jīng)因?yàn)镃++的復(fù)雜性而望而卻步的開發(fā)者重新拾起了它。

緊隨其后，C++14、C++17、C++20等標(biāo)準(zhǔn)也相繼發(fā)布，每一次更新都帶來了新的特性和改進(jìn)，例如：

C++14：引入了泛型lambda、返回類型推導(dǎo)??等，進(jìn)一步提升了語言的靈活性。C++17：增加了結(jié)構(gòu)化綁定（structuredbindings）、ifconstexpr、文件系統(tǒng)庫等，使得代碼更加簡潔和強(qiáng)大。C++20：可以說是C++歷史上最重要的一次更新之一，引入了概念（concepts）、模塊（modules）、協(xié)程??（coroutines）、范圍（ranges）等劃時(shí)代的新特性，極大地改善了C++的開發(fā)體驗(yàn)和語言的整體設(shè)計(jì)。

如今，C++依然是全球最受歡迎的編程語言之一。它不僅在傳??統(tǒng)的領(lǐng)域保持著強(qiáng)大的競爭力，還在人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)領(lǐng)域扮演著越來越重要的角色。雖然C++以其“學(xué)習(xí)曲線陡峭”而聞名，但正是這種復(fù)雜性，賦予了它無與倫比的靈活性和性能。

從BjarneStroustrup最初在C語言基礎(chǔ)上孕育出的“CwithClasses”，到如今功能強(qiáng)大、標(biāo)準(zhǔn)化的C++20，這門語言的進(jìn)化史，是一部充滿智慧、探索和不斷突破的史詩。它證明了，優(yōu)秀的語言設(shè)計(jì)，不僅在于其初始的優(yōu)雅，更在于其生命力——能否在時(shí)代的浪潮中不斷自我革新，滿足開發(fā)者日益增長的需求。

C++的故事，仍在繼續(xù)，而它的未來，依然充滿無限可能。