你对C++ 的两个误解

误解1:“要理解C++,你必须先学习C”


不。学习C++基础编程比学习C要容易地多。


C几乎是C++的一个子集,但是它不是最先要学习的最好的子集,因为C缺少计数支持,类型安全,和易用的标准库,而C++为简单任务提供了这些。考虑一个拼接email地址的简单函数:


string compose(const string& name, const string& domain)

{

return name+'@'+domain;

}


它可能被这样使用


string addr = compose("gre","research.att.com");


而C语言版本需要显式地字符复制和显式地内存管理:


char* compose(const char* name, const char* domain)

{

char* res = malloc(strlen(name)+strlen(domain)+2); // space for strings, '@', and 0

char* p = strcpy(res,name);

p += strlen(name);

*p = '@';

strcpy(p+1,domain);

return res;

}


它可能被这样使用


char* addr = compose("gre","research.att.com");

// …

free(addr); // release memory when done


哪个版本你更愿意教?哪个版本更容易使用呢?刚才我的C版本代码写对了吗?你确定?为什么?


最后,哪个版本可能更有效率呢?是的,是C++版本。因为它不需要数参数中字符的个数,也不需要释放参数中短字符串的空间(动态内存)。


学习C++


这不是一个奇怪的孤立例子。我认为它是典型的。那为什么有那么多老师坚持“先学习C”的观点?


• 因为多年来他们一直这么做。

• 因为这是课程所要求的。

• 因为老师们年轻时就是这么学习的。

• 因为C比C++小,就认为C比C++简单。

• 因为学生们迟早要学习C(或者C++的C子集)。


然而,C并不是最先学习C++的最容易或者最常用的子集。更进一步,一旦你知道了C++的合理数量,C子集很容易学习。先学习C,会导致不断忍受错误,以及学习如何避免这些错误,而在C++中很容易避免这些错误。


对于用现代的方法教学C++,看我的书Programming: Principles and Practice Using C++。它甚至在结尾有一章,专门讲如何使用C。它在多个大学中数以万计的初学者中成功应用。为了灵活学习,这本书的第二版中使用了C++11和C++14工具。


在C++11[11-12]中,C++对初学者更友好。例如,标准库中使用元素序列初始化一个vector:


vectorv = {1,2,3,5,8,13};

在C++98中,我们只能使用列表来初始化数组。而在C++11中,我们可以定义一个构造函数,接收可以是任意需要类型的{}初始化列表。


我们能够使用range-for循环来遍历vector:


for(int x : v) test(x);


它将对v中的每一个元素,调用一次test()。


range-for循环可以遍历任意序列,因此我们可以直接使用初始化列表来简化上面的例子:


for (int x : {1,2,3,5,8,13}) test(x);


C++11的一个目标就是,让简单的事情简单化。自然地,它在没有增加性能负担的前提下实现了。



误解2:“C++是一门面向对象的语言”


不。C++支持OOP和其他编程风格,但它并不局限于狭隘的“面向对象”。它综合地支持了包括面向对象和泛型编程技术。通常,一个问题的最优解决方案,包含不止一种风格(范例)。“最优”,我指的是最短、最易于理解、最有效率和最易于维护等。


“C++是一门面向对象的语言”使人们认为C++不是必要的(当与C做比较时),除非你需要一个巨大的类继承层次以及很多须函数(运行时多态)——对很多人和很多问题,这样应用并不合适。相信这个误区导致C++因为不是纯面向对象而遭到谴责;毕竟,如果你把“好”和“面向对象”等同起来,那么C++明显包含了很多不是面向对象的东西,一定会被认为是“不好”。不管是哪种情形,这个误解为不学习C++提供了一个很好的接口。


考虑一个例子:


void rotate_and_draw(vector& vs, int r)

{

for_each(vs.begin(),vs.end(), [](Shape* p) { p->rotate(r); });  // rotate all elements of vs

for (Shape* p : vs) p->draw();                                  // draw all elements of vs

}


它是面向对象的吗?当然是;它关键依赖类的虚函数机制。它是泛型吗?当然是;它关键依赖于一个参数化容器(vector)和泛型函数for_each。它是函数式吗?某种程度上;它使用了lambda表达式([]构造器)。那么它到底是什么?它是现代C++:C++11。


我使用了range-for和标准库算法for_each,就是为了炫一下特性。在真实的代码中,不管我使用哪种方式,我只会使用一种循环。


泛型编程


你想让这段代码更通用吗?毕竟,它只在指向Shapes的指针向量中使用。如果使用列表和内置数组会怎么样?“智能指针”(资源管理指针)呢,例如shared_ptr和unique_ptr?对于那些你可以调用draw()和rotate()方法,但是类名称不是Shape的对象呢?考虑:


template

void rotate_and_draw(Iter first, Iter last, int r)

{

for_each(first,last,[](auto p) { p->rotate(r); });  // rotate all elements of [first:last)

for (auto p = first; p!=last; ++p) p->draw();       // draw all elements of [first:last)

}


对于任意你需要从first遍历到last的序列,它能够运行。这就是C++标准库算法的风格。我使用了auto,来避免不得不对“类似shape的对象”的接口命名。这是一个C++11特性,即“使用表达式的类型初始化”,因此对于for循环,p的类型由第一次赋值的类型决定。使用auto来表示lambda参数类型是C++14的一个特性,但是已经在使用了。


考虑:


void user(list<unique_ptr>& lus, Container& vb)

{

rotate_and_draw(lst.begin(),lst.end());

rotate_and_draw(begin(vb),end(vb));

}


这里,我假设Blob是一个包含draw()和rotate()操作的图形类型,而Container是某种容器类型。标准库列表(std::list)有成员函数begin()和end(),来帮助用户遍历它序列的元素。这是经典的面向对象编程。但是如果Container不支持C++标准算法库遍历半开序列[b:e]的约定呢?如果不包含begin()和end()成员呢?好了,我还从来没有见过哪些容器类是不能被遍历的,因此我们可以定义适当语义的独立begin()和end()函数。这个标准库支持C样式的数组,因此如果Container是C样式的数组,问题能够解决——并且C样式的数组仍然很常见。


适应性


考虑一个更难的情况:如果容器包含对象指针,而且有着不同的访问和遍历模式呢?例如,假设你需要这样访问一个Container:


for (auto p = c.first(); p!=nullptr; p=c.next()) { /* do something with *p */}


这种风格并非不常见。我们可以把它转化成一个[b:e)序列:


templatestruct Iter {

T* current;

Container& c;

};


templateIterbegin(Container& c) { return Iter{c.first(),c}; }

templateIterend(Container& c)   { return Iter{nullptr}; }

templateIteroperator++(Iterp)  { p.current = c.next(); return this; }

templateT*      operator*(Iterp)   { return p.current; }


注意这种修改方式是非侵入式的:我不需要修改Container或者它的继承类,来把Container映射到支持C++标准算法的遍历模型。这是一种形式的适应,而不是重构。


我选择这个例子,是为了展示泛型编程技术并不局限于标准算法库(标准算法中它很常见)。同样,对大多数常见的“面向对象”定义,它们不是面向对象的。


C++代码必须是面向对象的想法(即到处使用类继承和虚方法),可能严重损坏效率。如果你需要一组类型的运行时解决方案,面向对象编程的观点是伟大的。我就经常使用它。然而,它是相对严格的(并不是每个类型都适应类继承),并且虚方法调用抑制了内链函数(它可以在一些简单而重要的场景中降低你50倍的速度)。


来源:伯乐在线

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