C++学习难度深度解析

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C++之难不在于其语法的复杂性，也不在于二进制层面上语义的杂乱无章，更不在于玄妙得不食人间烟火的模板推导（模板元编程），这些都只是表象。本质上讲，C++跟任何语言比，它很独特很怪异（废话，任何一种语言那个不特异）。

很多时候，C++给人的感觉就是，好像任何一种语言的特性（这话有点夸张），都可以在C++王国中，通过令人发指的奇技淫巧，罄竹难书的花样作死，最后终于可以在一定程度上模拟出来，但是模拟后的结果，又总是存在这样那样的不足，要么因为内存管理，要么因为反射的原因，总之，就是好像可以做一切事情，但最后终于做得不好。这个时候，猿猴要么就直接扑上原生带有这种特性的语言，要么干脆就完全舍弃，放弃治疗，啥技巧也不用，返璞归真，就老老实实一行代码一行代码、不厌其烦、不畏枯燥地一再写地重复类似的功能。而C++自身的优秀特性（析构函数、内存管理、模板、多继承等等），没有任何一种语言整的出来，当然，也可以说，这些玩意都是为了解决C++自身制造出来麻烦，other语言s完全不care这些杂碎。难道，这些好东西就没有一丁点价值了。

更令人难堪的是，迄今为止，C++业界就没有出现过方方面面都让人满意的基础库，也即是性能（对c++猿来说，性能最重要）、可扩展性、易用性、安全性都经得起推敲。所有的通用库、流行库都存在这样那样的诟病，stl如是，boost如是，qt如是，……。所以，就开始有人（现在是普遍都持这种观点啦，十几年前还只是开始）怀疑了，为什么其他语言出来不久，就马上配套相应的官方基础权威平台框架库，就算是C语言，也有标准头文件库，里面也确实没有可争议之处。就C++诸多借口，迟迟交不出答卷。这一定是语言的问题，毫无疑问。就算不是语言的问题，你看看，几十年下来，多少大牛，就搞不出来的东西，由此可见，C++有多麻烦，有多复杂，平常人hold得住吗？

可是，基于C语言，C++多出来任何特性，都确确实实很有价值，用得好，的而且确，可以节省很多很多重复代码。就算最让人诟病的隐式类型转换，虽然一不小心，就给猿猴惊喜，带来理解上麻烦。但是，在可控的情况下，真的可以少写烦心的代码，某些场合，也是奇技淫巧的用武之地。好吧，既然low C都能写出来基础通用库，反而高大上的C++就举步维艰了。问题是，精致的C代码，到了C++舞台上，马上就备受一连串很有道理的指责，类型不安全啦，缺乏弹性啦，不够易用性，甚至连性能（明明在C那里就是极限了），也可以榨出汁来。既然你大C++这么厉害，你行你上啊，少在这里瞎逼逼。几十年了，你换了多少次新马甲，依然虚有其表，金玉其外。可以想象大C++的老脸有多红啊。

所以说，这个世界的猿猴语言分为两大类，C++与其他语言。其他语言稍微努力就能做出来很有群众基础的通用库（不接受也不行，压根就不让你做文章，就不给你后门更好地实现），进而跑步进入共产主义，人生苦短。而C++看着其他语言的通用库，就会瞎逼逼，指指点点，这里不好，那里不对，但是自己无论如何，就是只能做出来小团体运用，自我陶醉的通用库，这些所谓的通用库，最后多半要被历史潮流所淘汰。

当你废了九牛二虎之力搞清楚了C++的对象模型（继承、多继承、虚继承、异常、……），各种数据类型在内存中表示，还搞清楚不同编译器的不同处理方式；兴致勃勃搞起模板元编程从入门到放弃；预处理的伪图灵完备也玩出翔来；将mfc操得体无完肤；对stl、boost也深挖祖坟以至深感失望（stl还好，boost真心烂）；C++编译器也被操得死去活来；……，这都有多少年过去了，依然感觉写不好C++代码，依然充满疑惑，代码写来写去，总是感觉写的不对，似乎还可以提升，还可以提升，可以在牺牲性能、类型安全、弹性、易用性的前提下继续加强性能、类型安全、弹性、易用性，你不知道C++的上限在哪里。直到有一天，那一刻，终于到达彼岸。

对于普通用户来说，C++最大的问题，就是缺乏一个高水准高质量的基础通用库，这个库，首先要坚持住零惩罚抽象的底线，不管怎么样，都不得妥协，历史的经验证明，在这一点上退缩的基础库，最后都将导致整个设计框架上的冗余，倒不仅仅只是因为性能的原因。其次，在性能、弹性、使用接口、类型安全等综合方面都要取到很好的平衡点，也就是说用这个库说人话的时候，其性能一定要不差，好用，有弹性，类型上用得不对，编译器就不满意。但是这个基础库又要像大C++语言本身一样，充满后门，只要愿意，随时都可以为了提升某一要素，可以牺牲任何其他要素（比如说为了性能，将使用接口、弹性上搞得很难看）。具体展开来说，这个基础库包括，完备的内存管理（支持一定程度的gc效果，其实就是多次分配，一次统一释放）；完备的运行时类型信息；极大地挖掘template的潜力；编译期与运行期的无缝对接，二进制语义上的清晰。至于再具体来说，比如字符串设计，格式化，序列化，IO，侵入式的容器，迭代器，协程等，就是细微末节了。

显然，以上述的要求来评判stl，显然stl很不行的，虽然勉勉强强坚持住零惩罚的底线，但是总体来说，其性能、弹性、使用接口、类型安全的总体分数上是相当低的。1、竟然脑洞大开，将内存管理当做是容器的类型参数来操作，这样玩的严重可怕后果，就不说stl的东西不能很好地用于动态库，想要做有gc效果的内存管理也不好办了；2、对模板的使用只停留在很低的层次上，本来可以提供更多更有力的抽象机制，比如非侵入式接口，比如消息，比如异构容器；3、回避虚函数，回避反射，导致stl的运行时类型信息很薄弱，进而导致垃圾的io stream实现，对面向对象的支持极差，也导致痛苦漫长的编译过程；4、对于编译期的丰富类型信息，只会用类型拭擦一招带到运行期，导致到运行期时丢失了很多重要的信息；5、对于容器的二进制布局，回避，不花心思，所以二进制的复用效果很差；……，算了，对stl的不满，简直是说三天三夜也说不完。所以，以stl为基础来写代码，能不一再反复造轮子，写代码能愉快？

所以，C++的难，说到底，只是通用基础库的实现之难。C++的难，是C++专家的难题，并非普通用户的麻烦。那么，实现通用基础库的难度有多大，从C++面试至今三十多年，还没出现过，你说会有多难呢？那么，为什么会这么难呢？

一直以来，C++专家对C++的认识，一直停留在很低的层面上。面对着C++复杂庞大的类型系统，完全开放式的内存管理，直接操作机器的种种方便，威力无比的template，很丑陋又好像很重要很有作用的预处理，厚颜无耻的多继承以及不定时炸弹的异常，这些东西造就了C++无限可能的同时，也造成了C++在打造基础通用的极大困难。表面上存在无穷无尽的选择，但是正确的路子，真心不多。一不小心，就面临无穷无尽的细节上的考究，最后造出来的轮子，反而引入更多的麻烦。而更糟糕的是，很多人更高估了自己对C++的认识，贸贸然就随随便便造轮子，还大规模的在代码上到处泛滥。（待续）