1. C++真的很復(fù)雜嗎

這個(gè)問題的答案是肯定的。從C++語言本身的發(fā)展和組成來看，C++語言并不是一種單一、“純粹”的編程語言，他有著復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

最初，C++僅僅是在C的基礎(chǔ)上附加了一些object-oriented（面向?qū)ο螅┑奶匦?。C++最初的名字是“C with Class”。以后C++不斷的創(chuàng)新和發(fā)展，融入了procedural（過程化），object-oriented（面向?qū)ο螅?，functional（函數(shù)化），generic（泛型）以及metaprogramming（元編程）特性。這些能力和彈性使C++成為強(qiáng)大而又復(fù)雜的工具。

面對(duì)如此復(fù)雜強(qiáng)悍的編程語言，我們?cè)撊绾卫斫馑蛯W(xué)習(xí)它呢？最簡(jiǎn)單的方法就是將C++視為一個(gè)由相關(guān)子語言組成的聯(lián)合體。在每一個(gè)特定的子語言中，它的特性趨向于直截了當(dāng)，簡(jiǎn)單易記。但當(dāng)你從一個(gè)子語言跳轉(zhuǎn)到另一個(gè)子語言的時(shí)候，它的規(guī)則就會(huì)發(fā)生變化。C++的子語言有4個(gè)。

（1）C

歸根結(jié)底，C++仍然是基于C的。blocks（模塊）、statements（語句、preprocessor（預(yù)處理器）、built-in data types（內(nèi)建數(shù)據(jù)類型）、arrays（數(shù)組）、pointers（指針）等，全都是來自于C。在很多方面，C++提出了比相應(yīng)C版本更高級(jí)的解決問題的方法，例如內(nèi)聯(lián)函數(shù)、引用、函數(shù)和操作符重載等。這些特性能夠和傳統(tǒng)的C很好地結(jié)合在一起，可以視對(duì)C的擴(kuò)充體現(xiàn)了C++的“A better C”的初衷。

（2）Object-Oriented C++

面向?qū)ο蟮腃++就是C with Classes涉及到的全部：classes（類）、encapsulation（封裝）、inheritance（繼承）、polymorphism（多態(tài)）、virtual functions（虛函數(shù)）等。C++這一部分直接用于object-oriented design（面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)）的經(jīng)典規(guī)則。

（3）Template C++

這是C++ generic programming（泛型編程）部分，大多數(shù)程序員對(duì)此缺乏經(jīng)驗(yàn)。Template（模板）的考慮已遍及C++，而且好的編程規(guī)則中包含特殊的template-only（模板專用）條款已經(jīng)不再不同尋常。實(shí)際上，tempalate（功能）極為強(qiáng)大，它提供了一種全新的programming paradigm（編程范式）——template metaprogramming（TMP，模板元編程）。

（4）STL（Standard Template Library，標(biāo)準(zhǔn)模板庫）

STL是個(gè)template程序庫，看名稱就知道，但它是非常特殊的一個(gè)。它對(duì)容器（container）、迭代器（iterator）、算法（algorithm）以及函數(shù)對(duì)象（function objects）的規(guī)約有極佳的緊密配合與協(xié)調(diào)。但是templates即程序庫也可以以其他的方式建立起來。STL有很多獨(dú)特的處理方法，使用STL編程時(shí)，需要遵循它的規(guī)則。

C++的四種子語言（sublanguages）緊密地結(jié)合在一起，但它們的確又有各自鮮明的風(fēng)格。當(dāng)從一種子語言轉(zhuǎn)到另一種時(shí)，為了搞笑編程時(shí)需要改變編程的策略，這是C++程序員可能遇到的情形，對(duì)此必須有心里準(zhǔn)備。例如，使用built-in（內(nèi)建）類型時(shí)，pass-by-value（傳值）通常比pass-by-reference（傳引用）更高效。但當(dāng)從C++的C部分轉(zhuǎn)移到Object-Oriented C++（面向?qū)ο驝++），由于傳值傳值調(diào)用會(huì)導(dǎo)致建立參數(shù)的副本，調(diào)用用戶自定義的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)會(huì)降低效率，所以更好的做法是傳const引用。在Template C++中工作時(shí)，這一點(diǎn)更加重要。因?yàn)樵谶@種情況下，你甚至不知道你的操作涉及到的對(duì)象的類型。然而，當(dāng)你進(jìn)入STL，由于iterator（迭代器）和function objects（函數(shù)對(duì)象）以C的pointers（指針）為原型塑造出來的，所以對(duì)STL的迭代器和函數(shù)對(duì)象而言，舊式的C中的pass-by-value（傳值）規(guī)則又重新生效。

因此，C++不是使用一套規(guī)則的單一語言，而是由上面四個(gè)子語言組成的聯(lián)邦語言。每一種都有自己的規(guī)則。有了這樣的理解，就能更清楚地了解C++的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并能根據(jù)不同的應(yīng)用需求使用不同的子語言，充分發(fā)揮C++語言的長(zhǎng)處。

C++的的復(fù)雜性可以體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

（1）學(xué)習(xí)周期長(zhǎng)。C++由于其內(nèi)在的復(fù)雜機(jī)制，要想成為一名合格的C++程序員，業(yè)界的規(guī)律是3到5年。

（2）開發(fā)效率低。主要是歷史原因，C++諸多庫都停留在“很低”的層次上，使用的便利性無法與RAD工具（Rapid Application Develop，快速應(yīng)用開發(fā))相提并論。有人提議將C++庫的層次提高，但是這是一件非?？嚯y的工作，原因是這與C++語言的設(shè)計(jì)理念是有沖突的，C++希望最大限度地保持通用性和底層性。

（3）容易犯錯(cuò)，維護(hù)難度大。C++是一種功能強(qiáng)大且自由度極大的語言，使用C++的過程中一不小心就犯下錯(cuò)誤，留下代碼漏洞，特別對(duì)于初學(xué)者，要能夠自如高效的使用C++語言需要很長(zhǎng)時(shí)間的磨練。

2. C++語言復(fù)雜的原因

C++復(fù)雜的真正原因是什么？對(duì)此，仁者見仁智者見智。因?yàn)槭菍W(xué)院派的東西嗎?不，學(xué)院派的出來的東西就一定復(fù)雜嗎？這個(gè)理由站不住腳。

經(jīng)歷三十多年的發(fā)展，C++的觸角已經(jīng)遍及了當(dāng)今世界學(xué)術(shù)、工業(yè)界的方方面面，體積雖然龐大，但結(jié)構(gòu)卻很清晰，C++并不因此而復(fù)雜。

C++是因?yàn)橹С值木幊谭妒教嗔藛?？也不是，新生的語言幾乎都在走C++的成功范式，Python和Ruby等新型動(dòng)態(tài)語言的范式甚至更多，然而它們卻以簡(jiǎn)單和開發(fā)效率高而著稱、其實(shí)C++正真復(fù)雜的原因在于，堅(jiān)守三大原則決不妥協(xié)。一是對(duì)C的完全兼容，而是靜態(tài)類型檢查，三是最高性能。而其中最高性能又是這三大原則中的重點(diǎn)。既要發(fā)展新的特性，同時(shí)又要保持最高的性能，這是C++語言復(fù)雜性的根本原因。

C++沒有采用一些可能會(huì)降低程序性能的做法，如采用來及回收機(jī)制等。而這些做法是有可能降低C++的復(fù)雜性的。Bjarne Stroustrup教授（C++之父）在多種場(chǎng)合下表示，對(duì)C++的設(shè)計(jì)沒有大的后悔支出，原因在于對(duì)三大原則的堅(jiān)持首先是正確的，然后，若堅(jiān)守三大原則，即使重新設(shè)計(jì)一遍C++，結(jié)果也與今日相差不遠(yuǎn)。

3.需要學(xué)習(xí)和使用C++嗎

既然C++如此復(fù)雜，那么有必要學(xué)習(xí)和使用C++嗎？

對(duì)于這個(gè)問題，無法給出強(qiáng)制性的回答。在這個(gè)世界上，一定存在從來不用C++編程能夠出色完成特定編碼工作的程序員，也許他們所使用的語言就是Java、C#或者其他的編程語言。但是，我的建議是需要就用，不需要就不用學(xué)。但是，C++是一門優(yōu)秀且值得學(xué)習(xí)的語言。原因是C++具有如下特性。

（1）C++是一門貫通低級(jí)到高級(jí)的語言

C++語言向下兼容C語言，能夠直接通計(jì)算機(jī)的硬件和底層打交道，甚至能夠直接使用內(nèi)聯(lián)匯編。向上，C++語言是4中子語言的而結(jié)合體，它所能支持的特性的豐富程度也是其他語言所難以企及的。對(duì)于一個(gè)能夠靜下心來，能夠持續(xù)持續(xù)不斷努力提升自己對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)理解程度（計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、硬件、操作系統(tǒng)、應(yīng)用開發(fā)、軟件項(xiàng)目和過程管理）的程序員來說，C++語言是一個(gè)絕佳的選擇。

（2）C++是一種高效的語言

C++程序的執(zhí)行效率與C語言相當(dāng)，同時(shí)又提供了諸多的高級(jí)特性。這樣，C++語言為程序員創(chuàng)造了這樣一種可能：在利用各種高級(jí)特性（面向?qū)ο蠓椒?、泛型編程等）充分表達(dá)設(shè)計(jì)思想、解決各種復(fù)雜問題的同時(shí)，保持應(yīng)用程序的高效運(yùn)行。這也是其他編程語言難以做到的。

（3）C++是一門復(fù)雜的語言

這個(gè)觀點(diǎn)聽起來有些怪異。C++語言的復(fù)雜性往往是造成人們放棄C++的原因，但同時(shí)，C++語言的復(fù)雜性也有可能成為人們選擇C++語言的原因。C++的先去大師Andy Koenig在他的《C++沉思錄》里回?fù)袅藢?duì)C++復(fù)雜的攻擊。他認(rèn)為，選擇什么樣的編程語言，取決于要解決的問題。世上沒有萬靈藥，要解決復(fù)雜的問題，必要要依賴于復(fù)雜的工具。C++程序員是實(shí)用主義者，他們首先保證問題能被解決，其次才能談得上其他。實(shí)際上，要解決的問題是復(fù)雜的，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)使不完美的，人類的自然語言體系和表達(dá)習(xí)慣就更是不完美的。而一門成熟的通用編程語言，要在這三極之間保持平衡，談何容易。Java語言通過削減矛盾（用虛擬機(jī)代替真實(shí)機(jī)器），削減表達(dá)能力來獲得簡(jiǎn)單性，這也同時(shí)限制了它在實(shí)時(shí)性高計(jì)算密集的領(lǐng)域里得到應(yīng)用。無論是調(diào)度仿真、實(shí)時(shí)控制還是媒體編輯，一旦觸及重量型的關(guān)鍵應(yīng)用，除了C++你別無選擇。C++的復(fù)雜性源于對(duì)其高效解決問題的承諾。這就好比，現(xiàn)實(shí)生活中，思想簡(jiǎn)單的人不能委以重任。

（4）C++是一門成熟的編程語言。

這并不是說其他的編程語言不成熟。成熟是一種相對(duì)的概念。C++語言在其30多年的發(fā)展和使用過程中，開發(fā)了無數(shù)成功的軟件系統(tǒng)，積累了豐富的成功案例和可重用資源。其數(shù)量之大，應(yīng)用之廣，影響之深，也是首屈一指。有興趣的讀者可以光臨Bjarne Stroustrup教授的主頁，了解一下C++語言在業(yè)界創(chuàng)造的輝煌戰(zhàn)績(jī)。

4.如何應(yīng)對(duì)C++的復(fù)雜性

盡管C++的復(fù)雜性有其產(chǎn)生的深刻背景，但復(fù)雜性確實(shí)是個(gè)問題。在實(shí)踐上最突出的表現(xiàn)就是開發(fā)效率的降低，畢竟簡(jiǎn)單易用的工具能帶來生產(chǎn)率的提高。但是C++的復(fù)雜性導(dǎo)致了開發(fā)效率的降低只是一種表象，它是沒有對(duì)復(fù)雜性進(jìn)行有效控制而產(chǎn)生的后果。換句話說，問題不在于C++的復(fù)雜性，而在于使用C++的人有沒有有效控制這種復(fù)雜性。

那么，如何應(yīng)對(duì)C++的復(fù)雜性，下面給出幾點(diǎn)建議。

（1）用沉穩(wěn)的心態(tài)去學(xué)習(xí)C++

學(xué)習(xí)編程語言，掌握語法，能上手實(shí)踐，不過是萬里長(zhǎng)征邁出了第一步。更何況想C++這樣的語言，要做到掌握各個(gè)子語言的基本內(nèi)容，都不是一件容易的事情。所以，心態(tài)一定要平穩(wěn)，著急不來，更不可輕狂。要真正掌握語言，非得集中精力學(xué)習(xí)實(shí)踐一兩年，將該語言所擅長(zhǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用問題熟悉過一遍，才有可能。若論精通，啊那是一個(gè)沒有止境的過程，Henry Spencer用了30年C，仍樂此不疲。Pragmatic Programmer中評(píng)價(jià)Ruby說，學(xué)上四個(gè)小時(shí)就可以用它解決實(shí)際問題，但是10年之后還為它層出不窮的心意感到驚訝。真正掌握C++語言之后，再熟悉一兩門層次不同，思維不同的語言，那就是更高層次的追求了。

要注意的是，這也是一個(gè)心理學(xué)的問題。C++語言中總是存在著一些新奇的特性，它會(huì)引起你強(qiáng)烈的興趣，將你的注意力從真正有用的事情中分離出來。這些被稱之為“奇技淫巧”的東西即使能短暫給你帶來自豪感，但是不應(yīng)該成為你學(xué)習(xí)C++的主流。要注意，不要為了使用每一種特性而去使用，要根據(jù)實(shí)際問題和項(xiàng)目的需求去應(yīng)用C++的特性。

（2）采用科學(xué)的學(xué)習(xí)方法

全面掌握C++固然重要，但是那不等于說，只有掌握了C++全部你愛能用來它解決問題。你可以把你對(duì)C++的理解限制于一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的程度，只要你需要解決問題的復(fù)雜度不超過你所掌握的工具的復(fù)雜度。初學(xué)者要把C++分為邏輯層次上、難度比較獨(dú)立的部分，根據(jù)自己的需要循序漸進(jìn)地的學(xué)習(xí)，利用每一部分所學(xué)解決能夠解決的問題。只有這樣，才能學(xué)得扎實(shí)。不要怕碰到問題，從某種角度來說，遇到問題是好事，因?yàn)檫@是彌補(bǔ)自己在某方面的無知的機(jī)會(huì)。自己不懂得東西太多了，只是還未暴露出來。解決了問題，你就學(xué)到了東西。

（3）正確的使用C++

C++被錯(cuò)誤地使用是一種很普遍的現(xiàn)象，這也是C++遭受“過于復(fù)雜”的抱怨的真正原因。C++語言由4個(gè)子語言組成，C++語言提供了如此豐富的特性和自由度。如何選這些特性體現(xiàn)了C++程序員的真正“功力”和成熟度。

首先，要小心選擇你所使用的子語言。例如，C++是向下兼容C的。那么，是不是在任何場(chǎng)合下，都要使用C++的面向?qū)ο蟮奶匦阅?？或者無論在什么情況下，都選擇C，因?yàn)镃更簡(jiǎn)單？這是一刀切的思維實(shí)不可取的。顯然C有自己擅長(zhǎng)的領(lǐng)域，比如設(shè)備驅(qū)動(dòng)開發(fā)、操作系統(tǒng)的大部分工作都不需要OOP/GP（ Object Oriented Programming/Generic Programming）。然而，在更多領(lǐng)域，抽象與效率是并重的，這些正是C++的面向?qū)ο蟮奶匦赃m用的場(chǎng)合。

其次，充分利用現(xiàn)有的、經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)的資源。代碼重用是現(xiàn)代軟件工程提倡的一種做法，不僅因?yàn)樗梢蕴岣唛_發(fā)效率，還因?yàn)樗梢越档统绦虻膹?fù)雜程度。如果一個(gè)高效的容器（或智能指針）能把你從無聊的手動(dòng)內(nèi)存管理中解放出來，為啥還要用那原始的malloc/free呢？如果一個(gè)好的string類或正則表達(dá)式類能把你從繁瑣的字符串處理中解脫出來，那么為啥要手動(dòng)去做這些是呢？如果一個(gè)transform（或for-each）能夠用一行代碼把事情漂亮搞定，為啥還要手寫一個(gè)for循環(huán)呢？

再次，控制你代碼的復(fù)雜程度。C++語言不是為了復(fù)雜而復(fù)雜，而是因?yàn)橐鉀Q復(fù)雜的問題而引入了復(fù)雜的機(jī)制。問題的關(guān)鍵在于，程序有時(shí)是自己把問題搞復(fù)雜了。例如在C++中，一個(gè)普通程序員很可能會(huì)寫出一堆高度耦合的類，很快情況就變得一團(tuán)糟。但這不是C++的問題，這種情況很可能發(fā)生在任何一門面向?qū)ο笳Z言中，因?yàn)榭傆谐绦騿T在還沒有弄懂什么是has-a和is-a之前，就敢于在類上再寫類，就這樣一層一層的堆砌上去。它們學(xué)會(huì)了在一門特性語言中如何定義類，如何繼承類的語法，然后就認(rèn)為自己已經(jīng)掌握了OOP的精髓了。

由于C++是如此靈活，很多問題在C++中都有好幾中解決辦法，于是在這些選擇中進(jìn)行權(quán)衡本身就成了一個(gè)困難這也是得程序員犯錯(cuò)誤的可能性增加了。所以掌握一門優(yōu)秀的設(shè)計(jì)思想（比如說優(yōu)先使用組合而不是繼承），或者遵循C++社群這些年積攢下來的只會(huì)，或者說干脆只使用C++語言中C with Class部分以規(guī)避復(fù)雜性的風(fēng)險(xiǎn)，都是程序員需要不斷學(xué)習(xí)和不斷實(shí)踐的。
總之，正確使用C++所應(yīng)遵循的原則是：了解C++的高級(jí)特性，用簡(jiǎn)單的方法解決簡(jiǎn)單的問題，用簡(jiǎn)單的形式解決復(fù)雜的問題，即將復(fù)雜的解決方案包裝在簡(jiǎn)單的形式之下，重用前人的勞動(dòng)成果，遵循最佳的實(shí)踐。

以上就是簡(jiǎn)述C++的復(fù)雜性的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于C++的復(fù)雜性的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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