(C++语言的设计和演化) C++的设计理念

前言

译者

• 《C++语言的设计与演化》目录 (pku.edu.cn)

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豆瓣

• C++语言的设计和演化 (豆瓣) (douban.com)

出版社（异步图书）

• C++语言的设计和演化-异步社区实验平台 (epubit.com)

本文主要摘取书本第4章 C++语言设计规则和第6章 标准化和第8章 库。

是一些关于之父对于在 C++ 中设计和思考中得出的一些明文条例。

📖C++ 语言设计规则

📐规则和原理

目标

• C++ 应该使认真的程序员感觉到编程序变得更快乐
• C++ 是一种通用的程序设计语言，它应该
  • 是一种更好的C
  • 支持数据抽象
  • 支持面向对象程序设计

📐一般性规则

• C++ 的发展必须由实际问题推动
• 不应该牵涉到无益的对完美的追求中
• C++ 必须是现在就能用的
• 每个特征必须存在一种合理的明显的实现方式
• 总是提供一条合理的明显实现方式
• C++ 是一种语言，而不是一个完美的系统
• 为每种应该支持的风格提供全面支持
• 不试图去强迫人做什么

📐设计支持规则

• 支持健全的设计概念
• 为程序的组织提供各种机制
• 直接说出你的意思
• 所有特征都必须是能负担的
• 允许一个有用的特征比防止各种错误使用更重要
• 支持从分别开发的部分出发进行软件组合

📐语言的技术性规则

• 不隐式地违反静态类型系统
• 为用户定义类型提供与内部类型同样好的支持
• 局部化是好事情
• 避免顺序依赖性
• 如果有疑问，就选择该特征的最容易说清楚的形式
• 语法是重要的（常以某些我们不希望的方式其作用）
• 清除使用预处理器程序的必要性

📐低级程序设计支持规则

• 使用传统的（笨）连接器
• 没有无故的与 C 的不兼容性
• 在 C++ 之下不为更低级的语言留下空间（除汇编语言之外）
• 对不用的东西不需要付出代价（0 开销规则）
• 遇到有疑问的地方，提供手工的手段

📖标准化（扩充·评判准则）

为帮助人们理解在对 C++ 做一个扩充或修改时涉及哪些事项，扩充工作组构造了一集问题，对每个建议的新特征，通常都要问这些问题。

📐它精确吗？

（我们是否能理解你的建议是什么？）请为这个修改写出一个清晰而精准的陈述，说明它对当前语言参考标准的影响。

1. 语法上需要做哪些修改？
2. 对语言语义的描述需要做哪些修改？
3. 它能否与语言的其他部分相互配合？

📐这个扩充的理由是什么？

（为什么你希望有它？为什么我们也会希望有它？）

1. 为什么需要这个扩充？
2. 谁会欢迎这个修改？
3. 这是一个用途广泛的修改吗？
4. 它是不是对某一组 C++ 语言用户的影响比对其他人的影响更大？
5. 它在所有合理的硬件和系统中都能实现吗？
6. 它能支持哪一类编程和设计风格？
7. 它将阻止哪一类编程和设计风格？
8. 哪些其他语言（如果有的话）提供了这一种特征？
9. 它能有助于库的设计、实现和使用吗？

📐它已经被实现了吗？

（如果实现了，那么它是否完全是按照你所建议的形式实现的？如果没有实现，那么为什么你能假定由“”类似“实现或者其他语言得到的经验，足以移用到所建议的特征上？）

1. 它对一个 C++ 实现有什么影响？
   1. 对于编译器的组织？
   2. 对于运行时的支持？
2. 这样的实现完成了吗？
3. 除了实现者自己，还有其他人使用过这个实现吗？

📐这个特征对代码有什么影响？

1. 如果没有这个修改，代码将是什么样的？
2. 如果不做这个修改会有什么影响？
3. 使用新特征是否将导致对新工具的要求？

📐这个修改对效率，以及对 C语言 和目前的 C++ 的兼容性有什么影响？

1. 这个修改对运行效率有什么影响？
   1. 对于使用这个特征的代码？
   2. 对于不使用这个特征的代码？
2. 这个修改对编译时和连接时有什么影响？
3. 这个修改是否影响现存的程序？
   1. 没使用这个特征的 C++ 程序必须重新编译吗？
   2. 这个修改是否影响与其他语言的连接？例如 Fortran 或者 C。
4. 这个修改对 C++ 程序的静态或动态检查的可能程度有影响吗？

📐这个修改的文档及教学简单吗？

1. 对于新手？
2. 对于专家？

📐可能存在哪些理由支持不做这种扩充？

肯定存在反对的意见，而我们工作的一部分就是发现和评价它们，因为如果你给出一个讨论，就能节省时间。

1. 它是否影响那些不使用的新特征的代码？
2. 他是否很难学？
3. 他是否会引出进一步的扩充需要？
4. 它是否会导致很大的编译器？
5. 它是否要求扩充的运行支持？

📐是否存在？

1. 能服务于这个需要的其他代替性特征？
2. 所建议的语法的其他代替形式？
3. 所建议模式的更有吸引力或更一般的代替形式？

📖库

📐库设计的折中

• 强调运行时效率？
• 使修改之后的重新编译达到最小化？
• 最大化跨平台的可移植性？
• 允许用户扩展基本的库？
• 允许在没有源代码的情况下使用？
• 与现存的记法和风格混用使用？
• 使之可以从不是 C++ 写的代码中调用？
• 对新手也很容易使用？

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