The Design and Evolution of C++ 簡體中文版

[descent (「雄辯是銀，沉默是金」)]

和大家聊聊這本書的一點心得。

p23 提到 Cpre (1981 第一個發佈版本), 這是 c with class 的 preprocessor。
p34 說明 this 為什麼是 this 而不是 self (取自 simula), 為什麼是 pointer 而不是
 reference (因為這時候還沒有 reference)

c 語言的 f(void), 竟然是被 Bjarne 所遺棄的語法, c++ f() 相當於 c f(void), 這是
和 c 不同的地方, 也就是和 c 不相容, 所以 c++ 真的是另外一種語言。

2.7 (p37) 這應該是很多人的疑問, 為什麼是架構在 c 而不是發明一個全新的語言?
Bjarne 大約用了兩頁在說明原因, 並提到從 simula, algol68, bcpl 那裡「偷」了什麼
特性用到 c++ 中。

2.8.1 介紹了 -> 來代替 *, 這是為了改善 c 的宣告語法, 我的老天, 還好最後
Bjarne 沒這麼做。int v[10]-> 等同於 int *v[10], int f(char)->[10]->(double)->
對於習慣 c 宣告的我來說, 這似乎也不怎麼高明. 讓 typedef 來對付複雜宣告就好。

c++ 一開始被取名為 C84 (一點都不威阿), 後來 Rick Mascitti 提出了 c++ 這個名字
(真是厲害), 這個名字看來厲害多了。

g++ 1.13 在 198712 公佈, 這是第一個 g++ 版本。

cfront (1984/08 第一個發佈版本) 1986 移植到 pc/at, cfront 並不是 c++
compiler, p59 有張圖可以了解 cfront 的角色, 簡單說透過 cfront 產生的原始碼還要
經過 c compiler, 所以才叫 cfront。

c++ 的設計理念之一, 『你只需要為你用的東西付出代價。』用上 class, 和 c 的
struct 一樣, 不會有任何負擔, 加上 virtual function, 呃 ... 這和 c 就不同了, 得
付出一點代價。

p77 介紹了對於 operator[]() 這個 operator 重新定義時會有的問題, 以 string 為例
子, 引入了輔助用 class 來分別處理左值、右值, 真是巧妙。

garbage collection 在 2.13, 3.9, 10.7 被談到, 尤其是 10.7 花了不少篇幅在討論
garbage collection 所帶來的空間/時間開銷, 這會讓 c++ 威力大減。只提出了
optional garbage collection 的概念, c++11 似乎要加入這個, 我不相信魚與熊掌能兼
得, 希望這功能是可以關閉的, 而不是強迫使用。

3.8
對於 const 這個關鍵字的意義在 c 和 c++ 有所不同, 不過 const 關鍵字可是由
Bjarne 引進到 c 的, 意外吧! 不過當時使用的是 readonly, writeonly 這兩個關鍵字
, 最後是由 ANSI C 改用 const 而成為 C 標準, 這是 Bjarne 第一次的標準化經驗 (對
象是 c 語言), 不過 c 的 const 無法使用 const expression, 和 c++ 的 const 語意
所有不同。

ex:

const int max = 14;
int a[max+1];

在 c 無法這樣使用。別再說 c++ 改變了 c 的 const 用法, 而是 ANSI C 標準委員會沒
有採納 Bjarne 的 const 用法。

3.11.1
// 則是由 BCPL 的注解風格, 因為還蠻好用的, Bjarne 就引進了 c++, C99 也支援這個
注解風格。

3.11.4 在探討 initialization of global objects, Bjarne 並不是只考慮完成這功能
, 還要考慮效率問題, C++ 的設計原則:
"a C++ feature not only has to be usefuel, it also has to be affordable."
這個 c++ 特性不只要有用, 還要能負擔的起 (直翻就是這樣, 完全沒有美感, 請原諒我)
。而這個解決辦法會帶來效率上的問題, 所以才說負擔不起。這個方法是 Jerry
Schwarz 所提供。現在的 c++ 似乎已經解決這問題 (我不確定)。

有興趣可參考完整圖文:
descent-incoming.blogspot.tw/2014/01/books-design-and-evolution-of-c.html

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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) 
◆ From: 58.114.151.71
→ uranusjr:所以 C++ 用 this 而非 self 的原因是？
推 littleshan:因為 simula 用 this 啊
推 yoco315:好文耶
→ uranusjr:就只有這樣喔, 我還以為是有什麼理由... orz
推 ukjhsa:好文推
推 soheadsome:好文 可以縮一下網址
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作者: GameHeven (Mark Williams) 站內: C_and_CPP
標題: Re: [分享] The Design and Evolution of C++ 心得
時間: Wed Jan 15 20:30:50 2014

看了這篇文，我也去找這本書來看。這本是1994年出版，20年前的舊書。

世界級的大師真的很強。
一般人對C++提出的質疑，其實他早在20年前全部都想到了。
有些真的無解，所以不改。
有些是效率太差，所以不加這功能。
有些是時間不夠，等到下一版再改。

Bjarne設計的時候，一直保持幾個大原則。

盡量與純C相容。不要求100%，但是要有99%相容。
函式庫可以作到的事情，就直接用函式庫解決。加入新特性是最後手段。
盡量不要新增關鍵字，如果真的要加，盡量用冷門的單字。
不需要為你沒用到東西付出代價。
所有功能都要考量「現實」。
包括執行效率/編譯效率/編譯器能不能實做。
實做過度困難，那就不加。
效率過差，只有高級電腦能用，那就先不加。等以後硬體進步再加。
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最原始的c++編譯器，只是單純把c++代碼翻譯成純c代碼。

所以新功能還是可以用純c硬幹。只是代碼會很醜。
書裡面還寫了一段，純c模擬template的方法。(利用#define)
真華麗。


純C對於變數有三種記憶體配置方式
static
stack
heap

所以增加class之後，class也都支援三種方式。
而且Bjarne要求class記憶體配置要跟struct一模一樣。

先有private , public
protected是比較晚加入的功能。

operator=容易造成暫存物件太多
例如這樣
string a,b,c,d;
a = b+c+d;

當年就知道有這問題，只是拖到c++11才修正。
(利用新特性，右值參考)

operator[]()
Bjarne一開始就知道，很多人希望讀/寫需要分開處理。也曾經想過要增加新特性來分離
兩種情況。但是後來發現proxy class可解決此問題。所以最後不加新特性。
(有夠懶惰)

大家都知道garbag collection效率會比手動delete差。

所以Bjarne堅持，gc可以加入，但是不能強迫使用。
喜歡手動delete的人，可以繼續使用舊方式。

關閉gc之後，選擇手動delete。
那編出來的代碼效率，就要跟以前手動delete效率一模一樣。不可以有任何差異。

當然「選擇性」的gc是一個很困難的問題。20年後的今天還是沒加入。

set_new_handler
照理說每次new之後，都要檢查指標來確定new成功與否。
只是new使用的太頻繁，大家都很懶。所以Bjarne決定加入set_new_handler函式。

Bjarne認為平行運算還要20年才會普及。所以不願意加入平行運算功能。
(真的被他猜中了)

如果要加入，他建議使用函式庫，不須要增加新特性。

關鍵字盡量不要加太多。
例如說
int using(int namespace);

這個函式肯定編不過，因為using,namespace都是關鍵字。
所以刻意挑了using，而不是use。刻意挑了namspace，而不是scope
運氣不好的話，很多代碼要重寫。任何新關鍵字都要非常小心。

template
使用()作為括號是可以做的，編譯器沒有任何困難。
採用<>作為括號理由是，大家都覺得<>比較好閱讀。

vector<vector<int>>
兩個>>會誤判的問題，當年就知道了。
編譯器需要針對這點特殊處理。

函式加上template之後，函式回傳值也可能是未知的型別。
Bjarne希望有一種新的函式寫法，函式回傳值的聲明往後挪動。
這樣編譯器比較好寫。

到了C++11終於實現了

增加const,inline,template之後
完全不需要再用#define

而且新寫法效率一樣好。

try,catch,throw
增加三個關鍵字實在太多了。有考慮過刪除try。但發覺代碼很難閱讀。


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一些沒採用的設計：

contructor/destructor
原始設計是要求函式命名成new()，delete()


class裡面有兩個特殊函式
call()
return()

呼叫class裡面所有函式，都會先執行一次call()，再開始執行。
函式執行結束，會自動執行return()函式。
頗無聊的設計。

function overloading
原始設計要求，如果函式同名，參數不同。需要明確寫出overload關鍵字。
理由是擔心編譯器太難寫。
後來發覺自己想太多，所以也取消了。

禁止複製class
禁止在stack/heap裡面產生class
禁止class被繼承
這些都可以利用現有技術作到，不需要增加任何新特性。
Bjarne真的很懶......
不過c++11還是新增了一點小設計，來輔助這些情況。

operator++
最原始的版本沒有區分++在前面或是後面。
++x;
x++;
兩者都會呼叫到同個函式
有考慮過新增兩個關鍵字 prefix , postfix

也有考慮過
operator++()
++operator()

老實說我覺得++operator比較好

inherited
用來呼叫父層class的函式，就跟java的super關鍵字類似
但因為C++有多重繼承，所以inherited肯定不能用。

(C++呼叫父層class，必須明確寫出class的名字)

書裡也寫明。inherited機制可以利用typedef模擬。那就更不用加了。

include
有考慮過新增這個關鍵字，取代傳統的#include