C++与其他语言的比较

1、C+W其他语言的比较在 31 年前 （1979 年 ） ，一名刚获得博士学位的研究员，为了开发一个软件项目发明了一门新编程语言，该研究员名为Bjarne Stroustrup ，该门语言则命名为一"C with classes ,四年后改称为 C+。C+是一门通用编程语言，支持多种编程范式，包括过程式、面向对象（object-oriented programming, OP）、泛型 （genericprogramming, GP） ，后来为泛型而设计的模版，被发现及证明是图灵完备的，因此使C+亦可支持模版元编程范式（template metaprogramming, TMP）。 C+

2、继承了 C的特色，既为高级语言，又含低级语言功能，可同时作为系统和应用编程语言。C+广泛应用在不同领域，使用者以数百万计。根据近十年的调查，C+的流行程度约稳定排行第 3 位 （ 于 C/Java 之后 ） 。 C+ 经历长期的实践和演化，才成为今日的样貌。1998 年，C+标准委员会排除万难，使 C+成为ISO标准（俗称C+98）,当中含非常强大的标准模版库 （standard template library, STL）。之后委员会在2005 年提交了有关标准库的第一个技术报告（ 简称 TR1） ，并为下一个标准C+0x 而努力。可惜C+0x 并不能在200x年完成，各界希望新标准能于20

3、11 年内出台。流行的C+编译器中，微软 Visual C+ 2010 已实现部分 C+0x语法并加入TR1扩充库，而 gcc 对 C+0x 语法和库的支持比VC2010 更多。2ZcaY。应否选择C+哪些程序适宜使用C+?C+并非万能丹，我按经验举出一些C+的适用时机。C+适合构造程序中需求较稳定的部分，需求变化较大的部分可使用脚本语言；程序须尽量发挥硬件的最高性能，且性能瓶颈在于CPU 和内存；程序须频繁地与操作系统或硬件沟通；程序必须使用C+ 框架 / 库，如大部分游戏引擎（ 如 Unreal/Source） 及中间件（ 如Havok/FMOD）,虽然有些C+库提供其他语言的绑定，但通常

4、原生的API性能最好、最新;s6GQb。项目中某个目标平台只提供C+编译器的支持。按应用领域来说，C+适用于开发服务器软件、桌面应用、游戏、实时系统、高性能计算、嵌入式系统等。使用C+还是C?C+和C的设计哲学并不一样，两者取舍不同，所以不同的程序员和软件项目会有不同选择，难以一概而论。与 C+相比，C具备编译速度快、容易学习、显式描述程序细节、较少更新标准（后两者也可同时视为缺点）等优点。在语言层面上，C+包含绝大部分 C语言的功能（例外之一，C+没有C99的变长数组 VLA）,且提供OOP和GP的特性。但其实用 C也可实现OOP 思想，亦可利用宏去实现某程度的GP,只不过C+的语法能较简洁

5、、自动地实现OOP/GP。C+的 RAII（resource acquisition is initialization,资源获取就是初始化 ）特性比较独特，C/C#/Java没有相应功能。回顾历史，Stroustrup开发的早期C+编译器Cpre/Cfront 是把 C+源代码 QRLdp翻译为C,再用C编译器编译的。由此可知，C+编写的程序，都能用等效的C程序代替，但 C+在语言层面上提供了 OOP/GP语法、更严格的类型检查系 统、大量额外的语言特性(如异常、RTTI等)，并且C+标准库也较丰富。有时候 C+的语法 可使程序更简洁，如运算符重载、隐式转换。但另一方面， C语言的API通常

6、比C+简洁， 能较容易供其他语言程序调用。因此，一些 C+库会提供C的API封装，同时也可供 C程序 调用。相反，有时候也会把C的API封装成C+形式，以支持 RAII和其他C+库整合等。cWXw z为何C+性能可优于其他语言？相对运行于虚拟机语言( 如 C#/Java) ， C/C+ 直接以静态形式把源程序编译为目标平台的机器码。一般而言，C/C+ 程序在编译及链接时可进行的优化最丰富，启动时的速度最快，运行时的额外内存开销最少。而C/C+ 相对动态语言( 如 Python/Lua) 也减少了运行时的动态类型检测。此外，C/C+ 的运行行为是确定的，且不会有额外行为( 例如 C#/Java

7、必然会初始化变量 ) ，也不会有如垃圾收集(GC) 而造成的不确定性延迟，而且C/C+ 的数据结构在内存中的布局也是确定的。有时C+的一些功能会使程序性能优于C,当中以内联和模版最为突出，这两项功能使 C+标准库的sort()通常比C标准库的qsort() 快多倍(C可用宏或人手编码去解决此问题) 。另一方面，C/C+ 能直接映射机器码，之间没有另一层中间语言，因此可以做底层优化，例如使用内部(intrinsic)函数和嵌入汇编语言。然而，许多 C+的性能优点并非免费午餐，代价包括较长的编译链接时间和较易出错，因而增加开发时间和成本，这点稍后补充。nMiYs。我进行了一个简单全局渲染性能测试(

8、512x512 像素，每像素10000 个采样 ) ， C+ 1 小时36 分、 Java 3 小时 18 分、 Python 约 18 天、 Ruby 约 351 天。CZRj3。C+常见问题C+源代码跨平台吗？C+有不错的跨平台能力，但由于直接映射硬件，因性能优化的关系，跨平台能力不及Java及多数脚本语言。然而，实践跨平台的C+ 软件还是可行的，但须注意以下问题：0TbF0。C+标准没有规定原始数据类型(如int)的大小，需要特定大小的类型时，可自订类型(如int32_t) ，同时对任何类型使用sizeof() 而不假设其大小；k8ZJu。字节序 (byte order) 按 CPU 有

9、所不同，特别要注意二进制输入输出、reinterpret_cast法；1bvPQ。原始数据和结构类型的地址对齐有差异；编译器提供的一些编译器或平台专用扩充指令；避免作应用二进制接口(application binary interface, ABI)的假设，例如调用函数时参数的取值顺序在C/C+中没定义，在 C+中也不可随便假设RTTI/虚表等实现方式。r2IYC。总括而言，跨平台C+软件可在头文件中用宏检测编译器和平台，再用宏、 typedef 、自定平台相关实现等方法去实践跨平台，C+ 标准不会提供这类帮助。C+程序容易崩溃？和许多语言相比，C/C+ 提供不安全的功能以最优化性能，有可能造

10、成崩溃。但要注意，很多运行时错误，如向空指针/ 引用解引用、数组越界、堆栈溢出等，其他语言也会报错或抛出异( 例如程序继续把内存Chrome 或使用 代替 C 字符串；以 ) ；使用智能指针也常，这些都是程序问题，而不是语言本身的问题。有些意见认为，出现这类运行时错误，应该 尽量写入日志并立即崩溃，不该让程序继续运行，以免造成更大的影响中错误的数据覆写文件) 。若要容错，可按业务把程序分割为多进程，像fork() 的形式。然而，C+ 有许多机制可以减少错误，例如以stringvector 或 array(TR1) 代替原始数组( 有些实现可在调试模式检测越界能减少一些原始指针的问题。另外，我最

11、常遇到的Bug ，就是没有初始化成员变量，有时会导致崩溃，而且调试版和发行版的行为可能不同。fdLZHC+要手动做内存管理？C+同时提供在堆栈上的自动局部变量，以及从自由存储(free store)分配的对象。对于后者，程序员需手动释放，或使用不同的容器和智能指针。C+ 程序员经常进一步优化内存，自定义内存分配策略以提升效能，例如使用对象池、自定义的单向/ 双向堆栈区等。虽然C+0x还没加入GC功能，但也可以自行编写或使用现成库。此外， C/C+也可以直接使用操作系统提供的内存相关功能，例如内存映射文件、共享内存等。4Vl37。使用C+常要重造轮子？我曾参与的C+ 项目，都会重造不少标准库已提

12、供的功能，此情况在其他语言中较少出现。我试图分析个中原因。首先，C+标准库相对很多语言来说是贫乏的，各开发者便会重复地制造自订库。从另一个角度看，C+标准库是用C+编写的(很多其他语言不用自身而是用C/C+去编写库) ，在能力和性能上，自订库和标准库并无本质差别；另外，标准库为通用而设，对不同平台及多种使用需求作取舍，性能上有所影响，例如EA 公司就曾发表自制的EASTL 规格，描述游戏开发方面对STL的性能及功能需求的特点；此外，多个C+库一起使用，经常会因规范不同而引起冲突，又或功能重叠，所以项目可能须自行开发，或引入其他库的概念或实现 ( 如 Boost/TR1/Loki) ，改写以符合

13、项目规范。r2wxM。C+编译速度很慢？错，是非常慢。我认为C+可能是实用程序语言中编译速度最慢的。此问题涉及C+沿用C的编译链接方式，又加入了复杂的类/ 泛型声明和内联机制，使编译时间倍增。在C+ 对编译方法改革之前( 如 module 提案 ) ，可使用以下技巧改善：第一，使用pimpl 手 D3tLC。法，因性能损耗应用于调用次数不多的类；第二，仅包含必要头文件，并尽量使用及提供前置声明版本的头文件( 如 iosfwd) ；第三采用基于接口的设计，但须注意虚函数调用成本；第四，采用unity build ，即把多个cpp 文件结合在一个编译单元进行编译；第五，采用分布式生成系统如Incr

14、ediBuild 。 nH3zR。C+缺乏什么功能？虽然C+已经非常复杂，但仍缺少很多常见功能。C+0X作出了不少改善，例如语言方面加入 Lambda 函数、闭包、类型推导声明等，而库方面则加入正则表达式、采用哈希表的unordered_set/unordered_map、引用计数智能指针shared_ptr/weak_ptr 等。但最值得留点的是 C+0X一弓I入多线程的语法和库功能，这是C+武进的一大乐。然而，模组、GC、反射机制等功能虽有提案，却未加进 C+0X。VHIYuC+使用建议为应用挑选特性集我同意Stroustrup关于使用C+各种技术的回应：彳尔可以做，不意味着你必须这么做。

15、(Just because you can do it, doesn't mean that you have to.)”C+充满丰富的特性，但同时带来不同问题，例如过分复杂、编译及运行性能的损耗。一般可考虑是否使用多重继承、异常、RTTI ，并调节使用模版及模版元编程的程度。使用过分复杂的设计和功能，可能会令部分团队成员更难理解和维护。wkAKn。为团队建立编程规范C+的编码自由度很高，容易编写风格迥异的代码，C+本身也没有定义一些标准规范。而且，C+的源文件物理构成，较许多语言复杂。因此，除了决定特性集，每个团队应建立一套 编程规范，包括源文件格式( 可使用文件模版) 、花

16、括号风格。gsLec。尽量使用C+ 风格而非C 风格由于C+有对C兼容的包袱，一些功能可以使用C风格实现，但最好使用C+提供的新功能。最基本的是尽量以具名常量、内联函数和泛型取代宏，只把宏用在条件式编译及特殊情况。旧式的C要求局部变量声明在作用域开端，C+则无此限制，应把变量声明尽量置于邻近其使用的地方，for() 的循环变量声明可置于for 的括号内。C+ 中能加强类型安全的功能应尽量使用，例如避免“ 万能 ” 指针 void * ，而使用个别或泛型类型；用bool 而非 int 表示布尔值；选用4 种 C+ cast 关键字代替简单的强制转换。RRdkH。结合其他语言如前文所述，C+并非适

17、合所有应用情境，有时可以混合其他语言使用，包括用C+扩展其他语言，或在C+ 程序中嵌入脚本语言引擎。对于后者，除了使用各种脚本语言的专门API ，还可使用 Boost 或 SWIG 作整合。2ee8j。C+学习建议C+缺点之一，是相对许多语言复杂，而且难学难精。许多人说学习 C语言只需一本K&RC程序设计语言即可，但C+书籍却是多不 Y11t9 0胜数。我是从 C进入C+,皆是靠阅读自学。在此分享一点学习心得。个人认为，学习 C+可分为4个层次：第一层次，C+基础：挑选一本入门书籍，如C+ Primer、C+大学教程、或Stroustrup 撰写的经典C+程序设计语言或他一年半前的新作C+程序设计原理与实践，而一般C+ 课程也止于此，另外C+ 标准程序库及The C+ StandardLibrary Extensions 可供参考；bFYmc第二层次，正确高效地使用C+:此层次开始必须自修，阅读过 （More）EffectiveC+、 （More）Exceptiona1 C+、 Effective STL 及C+ 编程规范等，才适宜踏入专业C+ 开发之路；8Gk8d。第三层次，深入了解 C+:关于全局问题