C++的“前世今生”:從C的堅實土壤中孕育的??“新生命”
當我們談論C++,一個極富力量感和靈活性的編程語言,總會有人好奇它的誕生。尤其是在某些技術討論的角落,可能會出現(xiàn)“17c.c++”這樣的表??述,仿佛它是一個孤立的、憑空出現(xiàn)的??實體。真相遠比這復雜而迷人。C++并非憑空而生,它的根須深深扎根于C語言這片肥沃的土壤,而“17c.c++”這個看似神秘的稱謂,更像是對一個漫長孕育過程中的某個特定時間點的模糊指代,而非其正式的“身份證”。
要理解C++是誰“起草”的,我們必須將目光投向它的“父親”——BjarneStroustrup。這位丹麥計算機科學家,在20世紀80年代初,身處貝爾實驗室(BellLabs)這樣一個孕育了無數(shù)技術奇跡的地方,懷揣著一個宏大的愿景:創(chuàng)造一種語言,既能擁有C語言那種接近硬件的強大控制力,又能集成當??時新興的面向?qū)ο缶幊蹋∣OP)思想的便利性和抽象能力。
在Stroustrup的眼中,C語言是無與倫比的。它簡潔、高效,能夠直接操作內(nèi)存,精通C語言幾乎等同于掌握了計算機的底層運作。隨著軟件項目的規(guī)模日益龐大,復雜性指數(shù)級增長,純粹的C語言在管理大型代碼庫、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。
但當時流行的面向?qū)ο笳Z言,如Simula,在性能上又無法與C語言媲美。Stroustrup渴望一種“融合體”,一種能夠兼收并??蓄的語言。
于是,在C的基礎上,Stroustrup開始了他的“超集”(Superset)實驗。他并沒有另起爐灶,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語言的語法和語義基礎上,逐步添加面向?qū)ο蟮男绿匦?。這個過程并非一蹴而就,而是經(jīng)歷了漫長而細致的設計與迭代。
最初,他將這種語言稱為“CwithClasses”(帶??類的C),這清晰地表明了其核心目標:將C的強大與類的概念結合。
“17c.c++”這個說法,可能來源于早期對C++版本的命名習慣,或者是在某個特定歷史文獻、版本控制系統(tǒng)中的一個編號。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)部測試版本,會使用類似“v1.7.c++”的標識。
也可能是在某個特定時間點,某個編譯器或工具鏈將C++的某個版本或特性集命名為“17c.c++”。需要強調(diào)的是,這并非C++的官方名稱,也并非由某個叫做“17c.c++”的實體“起草”的。C++的“起草者”和“設計者”,始終是BjarneStroustrup及其團隊。
Stroustrup的工作,更像是一位技藝精湛的建筑師,在堅固的C語言地基上,精心設計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)、對象(object)、構造函數(shù)(constructor)、析構函數(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語言的底層機制巧妙地結合,實現(xiàn)了高性能的面向?qū)ο缶幊獭?/p>
想象一下,C語言是一把精密的瑞士軍刀,能夠完成各種基礎的切割、鉆孔任務。而C++則是在這把軍刀上,增加了一個可伸縮的、多功能的工具箱,你可以根據(jù)需要選擇不同的工具——比如一個微型鋸子,一個精密的螺絲刀,甚至是一個小型的顯微鏡。這些工具不僅強大,而且還能與軍刀本體無縫協(xié)作。
早期的C++,其編譯器實現(xiàn)也經(jīng)歷了一個演變過程。從最初在C語言編譯器(如Cfront,這是Stroustrup自己開發(fā)的一個C++到??C的轉(zhuǎn)換器)基礎上實現(xiàn),到后來出現(xiàn)獨立的C++編譯器,這個過程本身就充??滿了技術挑戰(zhàn)。Stroustrup和他的同事們,在解決兼容性、性能優(yōu)化、標準制定等一系列難題的過程中,不斷打??磨和完善著C++。
因此,當我們聽到“17c.c++”時,不妨將其視為一個關于C++演進史的“小彩蛋??”,一個可能指向某個特定版本、某個特定階段的線索。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,他憑借遠見卓識和卓越的編?程技藝,將C語言的精髓與面向?qū)ο缶幊痰膹姶罄砟钊跒橐惑w,為編程世界帶來了一場意義深遠的變革。
理解這一點,我們才能真正領略C++作為一門語言的深度、廣度和它在現(xiàn)代計算機科學中不可動搖的地位。
BjarneStroustrup的“匠心獨運”:C++的??誕生與標準化之路
回溯到20世紀80年代初,貝??爾實驗室的這片沃土,孕育出了影響深遠的C++。而“17c.c++”這個表述,更像是歷史長河中某個不經(jīng)意的回響,它無法定義C++的全部,更無法取代其真正的設計者——BjarneStroustrup。C++的誕生,是一場精心策劃的“融合”,一次對編程范式的深刻思考,更是Stroustrup“匠心獨運”的結晶。
Stroustrup在設計C++之初,就面臨著一個核心的權衡:如何在保持?C語言原有性能和效率的引入面向?qū)ο蟮男绿匦裕克钪?,如果C++的性能損耗過大,那么它將難以被那些對效率要求極高的系統(tǒng)級編程、嵌入式開發(fā)等領域所接受。因此,他選擇了一條“漸進式”的創(chuàng)新之路。
C++的早期版本,被廣泛地稱為“CwithClasses”。這個名字非常直觀地揭示了它的本質(zhì):在C語言的框架下,增加了“類”的概念。通過引入類,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,形成一個獨立的單元。
這極大地提高了代碼的可維護性和可重用性,使得開發(fā)者能夠以更抽象、更模塊化的方式來組織代碼,應對日益復雜的??軟件工程挑戰(zhàn)。
Stroustrup的野心遠不??止于此。他很快就認識到,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,從而實現(xiàn)代碼的復用,并構建出層次化的類體系。
而多態(tài),則使得不同類型的對象能夠以統(tǒng)一的方式進行響應,這為編寫更靈活、更具擴展性的代碼提供了可能。
例如,假設我們有一個“圖形”基類,它定義了一個通用的“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,并各自實現(xiàn)了自己的“繪制”方法。當??我們將一個“圖形”指針指向一個“圓形”對象時,調(diào)用“繪制”操作實際上會執(zhí)行“圓形”類的繪制邏輯。
這種能力,是面向?qū)ο缶幊探鉀Q復雜系統(tǒng)設計問題的關鍵。
“17c.c++”這個特定說法,可能與C++早期的某個版本號、內(nèi)部??代號、或者某個特定的實現(xiàn)有關。在C++發(fā)展的早期階段,其標準化程度遠不??如今天。不同的編譯器廠商可能會有自己的實現(xiàn),版本迭代??也可能較為頻繁。也許在某個時間點,C++的某個功能分支或測試版本被賦予了這樣一個編號。
但無論如何,它都只是C++漫長發(fā)展史中的一個“腳注”,而非“正文”。C++的“起草人”,始終是BjarneStroustrup。
Stroustrup的設計哲學,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?,在編譯時就盡可能地轉(zhuǎn)化為高效的??機器碼,而不會在運行時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,但其開銷可以通過精心設計的虛函數(shù)表(vtable)來控制,使其在大多數(shù)情況下能夠接受。
隨著C++功能的不斷豐富,其復雜性也隨之增加。如何在保持強大的讓語言更容易被理解和使用,成為了一個重要的挑戰(zhàn)。Stroustrup和他的同事們,在這個過程中也經(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更好的平衡點。
C++的標準化之路,也是一段充滿挑戰(zhàn)的旅程。從最初的非官方語言,到成為ISO(國際標準化組織)認可的??標準,C++經(jīng)歷了漫長而嚴謹?shù)闹贫ㄟ^程。C++98、C++03、C++11、C++14、C++17、C++20……每一次標準的更新,都代表著C++在功能、性能和易用性上的進步。
而每一次標準的制定,都需要全球范圍內(nèi)的專家們進行大量的討論、評審和投票。
“17c.c++”這個代號,如果聯(lián)系到C++標準的發(fā)布時間,可能會讓人聯(lián)想到C++17標準。C++17是C++11之后的一個重要版本,它引入了許多新特性,例如結構化綁定(StructuredBindings)、ifconstexpr、文件系統(tǒng)庫等,進一步提升了C++的表達能力和開發(fā)效率。
但這仍然是一個模糊的關聯(lián),它不能替代C++設計者的身份。
總而言之,C++的誕生,是BjarneStroustrup及其團隊智慧的結晶。他們以C語言為基石,巧妙地融入了面向?qū)ο缶幊痰膹姶??思想,并不斷追求性能的極致和抽象的優(yōu)雅。而“17c.c++”這個說法,或許只是一個技術發(fā)展的“小插??曲”,它無法掩蓋C++真正創(chuàng)造者的光芒。
C++的故事,是關于一位科學家如何憑借遠見卓識和不懈努力,為世界貢獻了一門如此強大、如此持久的編程語言的傳奇。它至今仍在驅(qū)動著無數(shù)的軟件項目,深刻地影響著我們的數(shù)字世界。