作者: jjhou (jjhou)
標題: 【C++ 的沉迷與愛戀】
時間: Mon Sep 28 16:00:19 1998
【C++ 的沉迷與愛戀】
侯捷 jjhou@ccca.nctu.edu.tw
1998.09.28 第一次發表於
清大 BBS.楓橋驛站.電腦書訊版（140.114.87.5）
平面發表於 RunPC 雜誌 1998/11 月號（預定）
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每年的 09/28 於我都是一個特殊的日子 -- 不只是因為教師節。今年
很特殊地沒有普天同慶，那麼我就寫篇文章自己慶祝一下好了。
根據我個人的過往、我的教學經驗、以及與週遭朋友的心得交流，
我對於 C++/OOP 的學習概況累積了相當多的想法。寫下這篇文章，
以為後學者戒。
●<多型與虛擬> 序言節錄
首先讓我節錄 <多型與虛擬> 一書序言：
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<多型與虛擬> 序 （侯俊傑/松崗/1998/07）
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一般而言，C++ 是一個難學易用的語言。
C++ 的難學，初始在於其重重的佈幕，佈幕之中編譯器對我們的程式碼
做了太多的手腳，使我們慣於循序思考的工程腦袋一無所措。及長，又
面臨新的思維模式，使我們必須扭轉慣常的思考習慣。
C++ 的易用則在於其巨大的彈性，能夠以多型（polymorphism）、虛擬
（virtual）、模板（template）等種種方式，讓既有的碼去處理未知的
、未來的資料型態。
當然，易用必須先能用。用不好或不能用的話，「寫 C++ 程式」最後就
成了只是「使用 C++ 編譯器」，這是大家常拿來彼此調侃的笑話。
在「難學」的背景下，「易用」是使我們依然前仆後繼的動力。愈來愈
多的大學資訊科系把 C++ 開在大一課程，這雖然說明 C++ 是多麼地重
要，可也苦了資訊新兵們。
其實「難學」的最大癥結在於，很難得有一本書，能夠一針見血地指出
多型與虛擬的重要性；在我們粗具語法基礎之後，直接把我們導引到最
核心最重要的思想，並且在建立這個思想的過程中，提供足夠的必要基
礎。
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●困難度之一
「C++ 是個難學易用的語言」，這句話相信很多人心有戚戚。C++ 的學
習難度，一在於語言本身太多的「幕」，一在於 "paradigm shift"
（思考模式的移轉）。
傳統循序語言如 C, Pascal, Basic, Fortran...，除了模樣看起來稍有
不同，基本上都是函式 call 來 call 去，大同小異，很容易掌握。你
想做的動作，在 code 中都看得一清二楚。你所看不到的，犖犖大者也
不過就是編譯器為你的 function 加上處理堆疊所需的一小段碼（prologue
和 epilogue），這一小段碼基本上做的是 housekeeping 工作，你沒看
到也沒有關係（更好），並不影響你的程式邏輯。
C++ 不一樣，C++ 有太多和程式邏輯息息相關的動作是編譯器為我們加上
去的。換句話說 C++ 編譯器為我們「加碼」。如果不識清這一節，學習
C++ 有如霧裡看花，霧非霧，花非花。
編譯器為我們的 C++ 程式加了什麼碼呢？多了！物件誕生時 ctor 會被
喚起，物件死亡時 dtor 會被喚起，這都是加碼的結果。ctor 中設定
vtpr 和 vtbl，這也是加碼的結果。new 一個物件時會產生 memory block
cookie，new 一個物件陣列時會有內部結構記錄 object size 和 class
ctor...，這也都是佈幕後的工作。可以說，程式碼中看不到而卻必須完成
的所有與程式邏輯有關的動作，統統都是 C++ 編譯器加碼後的結果。
當繼承發生，整個情況變得稍微複雜起來。多重繼承又更複雜，虛擬繼承
再更複雜。
這些佈幕下的主題，統可歸類為所謂的 C++ object model。如果你不知
道這些底層機制，你就只能夠把 "make destructors virtual in base
classes"（<Effective C++>, item14）或 "never treat arrays polymorphically"
（<More Effective C++>, item 3）這類規則背下來，卻不明白它的道理。
用一樣東西，卻不明白它的道理，林語堂如是說：『不高明』。只知道
how，不知道 why，侯捷如是說：『不高明』。
●困難度之二
C++ 的第二個學習難度，在於 "paradigm shift"（思考模式的移轉）。
別說自己設計 classes 了，光使用別人的 classes，就都是一種思考模
式和行為模式的移轉 -- MFC (or OWL) programmer 必然甚能夠領略並
體會我的意思。
前面所說的 C++ Object Model，偏屬程式設計的低層面；思考模式的
移轉，則是程式設計的高層面。能夠把物件導向（OO）威力發揮得最
淋漓盡致的，就是 polymorphism（多型）和 template（模板）。如果
你沒有使用這兩項特性，你根本就沒有踏入 OO 領域。
●反覆焠鍊，循環震盪
想像 C++ 是一把用來解決程式問題的刀，要它堅軔，要它鋒利，就必
須經過多次的回火，在高熱和驟冷之間焠鍊。
初學 C++ 語法（syntax）之後，你應該儘快嘗試體驗 polymorphism
（大致而言也就是 virtual functions 的應用）。等到對 OO 的精神
有了大局掌控的能力，但對 C++ 的許多小細節不甚清楚，就是回到
object model 焠鍊的時機。
成長，是在高階（polymorphism）和低階（object model）之間反覆
震盪，才能夠震盪到更高的位階，而不是平平庸庸於中階（C++ syntax）
的一灘死水。
●不要沉淪於 C++ syntax
100 個人跟我說他懂 C++/OOP，只有 10% 不到可以讓我認為他沒有
胡吹大氣。太多的人，上嘛上不到 polymorphism，下嘛又下不到
object model。就這樣不上不下地卡在 C++ 語法層面。大一學了
C++，到大四快畢業了，連 virtual functions 是怎麼回事都期期
艾艾支支吾吾說不出個道理。
有時候我覺得，太苛責同學也於心不忍，因為同學們事實上處於一種
無知的狀態，既不知道 C++/OOP 該怎麼學，也不知道哪些書可以教他
們那麼學。所以，苛責同學，不如責怪老師。
眾所週知，大學教授泰半是動口不動手，普遍的心態是「論文第一，
升等為要；程式語言？哎，末流！」。「末流」課程通常由教授們輪流
教，誰倒楣誰教。於是就常常有「下學期要教 C++ 語言了，這學期
寒（暑）假趕快去要本書來 KK」的情況發生。偏偏程式語言這東西，
只動口不管用，一定要動手，而且要常動手。老師自己沒有摸到
C++/OOP 的精神，學生又能學到什麼？
有些學校資訊系聽說不教特定的程式語言，系上的態度是「語言是一
種自己學就好了的東西嘛，拿到大學殿堂來，哎，不入流」！循序性
（sequential）語言我認為尚有自修學會的可能，物件導向語言嘛，
以大學生的程度來講，自修實在困難，只會修出個四不像、半瓶水。
管不到學校！管不到教授！自求多福的情況下，希望看到這篇文章的
你，知道 C++/OOP 該怎麼學。
●不要沉迷於 C++ semantics
對於底層知識感興趣的朋友，下探到 object model 領域，一定會非
常開心地在 object size、object layout、vptr/vtbl、以及許多佈
幕後的技術之間玩將起來。瞭解這些東西，當然是必要的，但是由於
一探究竟得其奧秘的快感與成就感，使得一些朋友們在這個層面裡
「玩」起來了，小地方玩得很精，玩得不亦樂乎，玩得忽略了 C++/OOP
的最終目標。
最終目標是 polymorphism！
我要說，在 C++ syntax 以及相對低階的 C++ semantics 裡，不要玩
得太過火。過猶不及，會傷身的。C++ 經典名書內附的一些習題，在我
看來頗有點玩得過火的味道。至於什麼百題精選、題庫大成，都滿無趣
的東西。Programming 應該是一種天馬行空的想像力與創意的組合；
如果你能夠自己想題目，譬如說實作一個天體運行的 class 體系、或是
實作一個生物分類（界門綱目科屬種）體系，不是很有趣嗎？準備資料
的過程中，查查百科全書，你也因此查到了太陽系九大行星的幾何資料，
哈雷慧星的軌道週期，或是黑面琵鷺的「界門綱目科屬種」英文名稱，
這難道不比鑽研於 ++++i 或 ----i 或 *&*&p 之類的頭腦體操題目有趣嗎？
（看過不少這類好笑題目，沒一個記下來，只好胡亂寫幾個運算式。諸位
應該知道我說的那種頭腦體操題目）
固然，在科學與工程的領域裡頭，無技術無以為立，但別把自己弄得
過於僵化，過於匠氣。僵化與匠氣是我們教育體系的最大沉痾。到了高
專層次，敗象顯露無遺。
●名書推薦
如果沒有介紹幾本好書，我就是為德不卒。
讓我再節錄 <多型與虛擬> 的二刷感言：
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<多型與虛擬> 一版二刷感言 （侯俊傑/松崗/1998/08）
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C++ 相關書籍，如天上繁星，如過江之鯽。廣博如四庫全書者有之
（如 The C++ Programming Language、C++ Primer），
深奧宛如山重水複有之（如 Inside The C++ Object Model），
獨沽一味者有之（如 C++ Programming Style、More Effective C++），
獨樹一幟者有之（如 The Design and Evolution of C++），
另闢蹊徑者亦有之（如 STL tutorial Reference Guide）。
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以下是我認為你應該要擁有的書籍。有趣的是，我才在自己班上做了一個
調查，擁有以下 1~5 本書的人舉手。舉手人數都很少，而且老是那幾位
（最高記錄是擁有四本）。這讓我感覺，強者恆強，弱者恆弱。悲夫！
1. C++ Primer (3/e), Lippman/A.W./1998
（聽說將有中譯本）
2. The C++ Programming Language (3/e), Bjarne/A.W./1997
（聽說 1999 會有中譯本）
這兩本書是 C++ 經典百科。就內容水平而言，我認為同為瑜亮。大多
數讀者的一般印象是，第一本較易接受，第二本澀味稍重。第二本書
作者 Bjarne 是 C++ 語言的創造者，所以有其權威性。我認識的多
位 C++/OO 高手，都是兩書齊具。
3. Inside The C++ Object Model, Lippman/A.W./1996
（中譯本 <深度探索 C++ 物件模型>）
全書講解 C++ object model，上窮碧落下黃泉。內容很好，層次也高，
只可惜原文書大大小小的錯誤繁如晨星，閱讀時需小心。
4. Effective C++, Meyers/A.W./1992
（印象似有中譯本，名稱忘了，誰可補充說明？）
5. More Effective C++, Meyers/A.W./1996
（有中譯本嗎？我不知道，誰可補充說明？）
同一作者的這兩本書，專講 C++ programming 的重要觀念，使你的程式
更穩健更有效率。書中許多觀念涉及 C++ object model，與 3. 混合看，
如魚得水。
6. Polymorphism in C++ <多型與虛擬> 侯俊傑/松崗/1998
（沒有中譯本 -- 它本身就是中文書）
在語法粗具的基礎上，直接把讀者導引到最核心最重要的思想，並且
在建立這個思想的過程中，提供足夠的必要基礎。
我只列出一本中文書，是因為這方面的中文書我看得少，英文書看得多。
「恐有遺珠之憾」這類「八方得體」的話，還是說一下好了 :)。
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※ Origin: 楓橋驛站<bbs.cs.nthu.edu.tw> ◆ Mail: jjhou@CCCA.NCTU.edu.tw
※ X-Info: Mave -> ric.bbs@ptt.csie.ntu.edu.tw
※ X-Sign: 0ROABLHPHZsCSVTVkCdU (99/07/09 7:05:21 )