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C++ 可以幹什麼,有什麼用?【轉】

Bjarne Stroustrup清晰地回答了這個問題。以下文字摘編自D&E簡體中文版《C++語言的設計和演化》。

    在以下領域,C++有著根本性的優勢:低階系統程式設計、高階系統程式設計、嵌入式程式設計、數值科學計算、通用程式設計以及混合系統設計等等。讓我們略微展開描述一下:

    1.      低階系統程式設計:C++是迄今為止最好的低階程式設計語言。

    2.      高階系統程式設計:包括作業系統核心、網路管理系統、編譯系統、電子郵件系統、文字排版系統、影象和聲音的編排系統、通訊系統、使用者介面、資料庫系統等等。

    3.      嵌入式系統:包括照相機、汽車、火箭、電話交換機、汽車等等。

    4.      數值/科學計算:包括模擬、實時資料獲取和資料庫訪問等等。

    Bjarne的個人主頁上,有一頁applications,那兒列出了一些(全部或大部分)使用C++編寫的系統、應用程式和庫。下面是一些例子:

    1.      Adobe Systems:所有主要應用程式都使用C++開發而成,比如Photoshop & ImageReady、Illustrator和Acrobat等。

    2.      Maya:知道“蜘蛛人”、“指環王”的電腦特技是使用什麼軟體做出來的嗎?沒錯,就是Maya。

    3.      Amazon.com:使用C++開發大型電子商務軟體。

    4.      Apple:部分重要“零件”採用C++編寫而成。

    5.      AT&T:美國最大的電訊技術提供商,主要產品採用C++開發。

    6.      Google:Web搜尋引擎採用C++編寫。

    7.      IBM:OS/400。

    8.      Microsoft:以下產品主要採用C++(Visual C++)編寫:

        Windows XP

        Windows NT:NT4、2000

        Windows 9x:95、98、Me

        Microsoft Office:Word、Excel、Access、PowerPoint、Outlook

        Internet Explorer,包括Outlook Express

        Visual Studio:Visual C++、Visual Basic、Visual FoxPro

        .NET Framework類庫採用C#編寫,但C#編譯器自身則使用C++編寫而成。

        Exchange

        SQL Server

        FrontPage

        Project

        所有遊戲

        ......

    9.      KDE:K Desktop Environment(Linux)。

    10.   Symbian OS:最流行的蜂窩電話OS之一。

    我通常使用C++進行高階程式開發。

    “通常”一詞沒什麼好說的,有時只是出於公司文化或個人愛好方面的原因,選用了別的語言而不是C++,或者相反。我所說的“高階”是指:關鍵業務處理,效率要求極高,實時性要求高等等。

    我看見幾乎所有嚴肅的工控系統軟體和實時資料採集、處理和表現(主要是圖形)軟體,都是採用C++(或C,少部分採用Java)編寫而成的。

    據我的瞭解,我原先所在的研究院幾乎每一個研究所都在不同程度地使用C++(以及一些別的語言)。

    想想看,迄今為止,現代Unix作業系統的各種變體上,最常使用的是什麼樣的開發語言?(C/C++)

    C++語言

    C++語言是靈活,但首先要看看使用者能不能發揮它的靈活性;C++語言夠強大,但要看看使用者有沒有本事發揮它的強大功能。

    使用C++語言和編譯器編寫一個快速的程式,並不難,不過編寫一個強健而高效的大型程式,就不是那麼容易了。

    語言之間的區別,絕非只是大括號和begin、end或Sub、End Sub之間的區別。選擇了一種語言,你就選擇了一種思維方式,一種程式設計思想。要想跳出語言的束縛,首先要對語言有著深刻的認識和透徹的把握。世界上一些大師級的人物,也常常毫不掩飾自己對某種語言(我並沒有專指C++)的偏愛。一些人對語言尚一知半解,就大談要跳出語言的束縛了 — 你無需跳出,因為你根本不曾深入。

    純粹的技術性(學術性)研究,總能給人帶來純粹的快樂。C++語言複雜至極,可研究性極強,但一般來說,沒有3~5年的持續學習、思考、使用,是不可能真正掌握C++的。

    我不是唯語言論或唯工具論者,但我反對抹殺不同語言、不同開發工具之間的區別。抱持這種觀點的人,若非無知,即是別有用心。這就好比雜牌膝上型電腦廠商最喜歡叫嚷“膝上型電腦已經進入同質時代”一樣,雜牌機怎麼能和IBM相比?

    選擇C++或選擇Java,要看你個人愛好和對將來的打算。雖然只是語言上的差別,但由此決定的就業領域的確不一樣。

    不管你走什麼樣的技術路線,不管你用不用它做開發,學習C++總會帶來長遠的好處。一名熟悉C++的開發人員,假如他不是一個偏執狂的話,再學習Java或C#,都要容易得多。

    C++不過是一門程式語言,我們總是要用它來解決實際問題,所以要學習開發工具(比如Visual C++),瞭解作業系統(比如API),熟悉領域知識(比如電力系統),掌握其他軟體技術(比如資料庫),等等。編寫真正的程式碼,解決實際問題的能力,才是衡量一名程式設計師是否有真水平的唯一標準。

    設計模式和統一建模語言

    設計模式(Design Patterns)和統一建模語言(Unified Modeling Language,UML)是兩個不同的概念。前者主要目標在於提供可重用的面向物件軟體設計方案,後者則是一種描繪軟體藍圖的標準語言。

    當然了,可以使用UML來描述設計模式的結構。

    UML所描述的模型可以對映成C++、C#、Java等語言程式碼,甚至可以對映到關係型資料庫。對映過程可以是雙向的,一般都有相應的軟體工具(或外掛)支援。

    不同的語言,特性有所差別,這多少會影響設計模式在該語言中的實現(方式、難易)。比方說,假如使用C語言來描述設計模式,那麼,繼承、封裝和多型等特性就變成了需要研究的設計模式,但在任何一門面向物件的語言中,這都純屬多餘。

    現在市面上還沒有看到象樣的以C#為手段講述設計模式的書(我沒有看到),但這並不打緊,倘若有興趣,完全可以讀一讀《Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software》(中文版名《設計模式》機械工業出版社)這本書,儘管它主要以C++和Smalltalk語言為講解手段。

    設計模式本身無所謂好壞,根據你要解決的目標問題,選擇適當的設計模式。

    系統架構

    在企業級軟體開發中,架構第一重要。架構有缺陷,系統就存在硬傷。優秀的架構來自於優秀的設計。這一點毋庸置疑。

    任何成功的軟體,即使它沒有明確地使用建模思想、架構方法,但在骨子裡、潛意識中,大都具有良好的設計思想和架構。

    只有寫過好多好多程式碼以後,只有做過一些夠份量的企業級專案之後,才可能對軟體架構形成清晰的認識。很難想像一個連幾行像樣的程式碼都沒有寫過的人,對程式思想和架構卻有著深刻的認識。這種人,十有八九屬於紙上談兵之輩。

    我們時不時會看到這種情況,軟體的設計也不算太差,但程式設計師要麼不知道怎麼寫實現程式碼,要麼是程式碼寫得缺乏效率,或不夠強健,甚至有時連“架構師”自己對此都一籌莫展。

    我們也常常聽到一些聲音,不要太拘泥於語言(技術)細節了,要從大處著眼,要有大局觀,架構怎麼怎麼重要,這些都是大實話。不過現實情況往往是,很多程式設計師不是太拘泥於語言(技術)細節了,而是對語言(技術)細節掌握得還遠遠不夠。

    書本知識的重要性毋庸置疑,但絕不要以為讀了兩本書,自己就成了牛氣的架構師、設計師或者什麼建模專家。

    從前的軟體開發埋頭實踐而缺乏必要的理論指導。現在越來越走向另外一個極端:設計文稿越來越圖文並茂,琳琅滿目,但開發出來的軟體卻比以前差很多。這種表面文章,意義何在?

    資料庫

    大多數軟體都要和資料庫打交道,並非只有MIS類軟體如此,資料庫知識幾乎是非掌握不可的,無非使用深度和廣度有別而已。迄今為止,我編寫的每一個專案軟體,都要訪問資料庫,有一個程式甚至同時要跟兩個資料庫打交道(Oracle和SQL Server)。

    如果你上過任何一門資料庫基礎理論方面的課,或認真看過任何一本資料庫基礎理論方面的書,或許都不必再買更多的(類似的)書。二十多年以來,關係式資料庫理論之穩定,遠遠超過C++語言的穩定:)