C++语言的发展

lhl545545 2022-08-15 606

嵌入式技术

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今年的CPP North C++大会上，谷歌宣布了一门新的编程语言Carbon，并称其将是“C++的继任者”。

谷歌将其在GitHub上开源。虽然这个语言目前还处于实验阶段，但还是很快吸了引众多程序员前来围观，还一度登上了GitHub趋势榜第一，现已收获标星21.3k。

对于谷歌方开发者称Carbon是C++的继承者一事，有国外媒体询问了C++之父Bjarne Stroustrup的看法，老爷子表示：

这些年总是有新的语言试图成为C++的继承者，我欢迎对编程语言和编程风格进行实验；

但Carbon太新且规范不足，我无法真正做出有意义的技术评论。而通常在不开发全新语言规则、库和管理方案的情况下，很难提供C++的替代方案。

所以谷歌团队为什么非要搞一个C++“替代版”而不是继续完善现有的C++？毕竟他们自己内部都在广泛使用这个语言。

为什么不去升级C++？

对此，带领团队开发Carbon的谷歌工程师钱德勒·卡鲁斯（Chandler Carruth）解释称，C++至今已有40岁了，其自身的很多问题困扰着现在的开发人员。

数十年来，C++已积累了许多技术负债。其维护者优先考虑向后兼容，以便继续支持广泛使用的项目，但这样容易导致代码量巨大。

而且C++虽然有开源的编译器（如gcc），但也有不少闭源编译器，其中的某些功能可能要过很久才能改善升级。

此外，C++语言的发展也受到了官僚委员会管理程序的阻碍，该程序以标准化而非设计为导向，这种做法导致很难给其添加新功能。

解决这些问题的最佳方法是避免直接继承C或C++的“遗产”，而是从语言基础开始，例如：现代泛型系统、模块化代码组织、一致的简单语法等。

卡鲁斯也在CPP大会上提到，该语言并不是为了和C++未来改进版本竞争，而是——

“探索用C++做不到的事”

正如微软创建TypeScript来更新JavaScript那样，Carbon作为一种在C++基础上开发的新语言，将为更多开发者解决内存安全和泛型等问题，来弥补C++的不足。

目前Carbon语言的亮点包括：

Introducer关键字和简单语法；

函数输入参数为只读值；

指针提供间接访问和变体；

使用表达式命名类型；

通过包名导入APIs；

强大且经过定义检查的泛型

......

此外，谷歌正在继续开发Carbon以支持以下功能：

性能关键型软件；

软件和语言的演变；

易于阅读、理解和编写的代码；

实用的安全和测试机制；

快速且可扩展的开发；

现代操作系统平台、硬件架构和环境；

与现有C++代码的互操作性和迁移性。

开发团队还将创建一个内置包管理器，这是C++中非常缺乏的。

举个简单的例子：用C++代码和Carbon代码分别计算半径为1和2的两个圆面积之和。二者对比如图：

△图源：GitHub；左为C++代码，右为Carbon代码

下图展示了Carbon和C++互通性。程序员可以在Carbon上调用C++库、方法和函数，而不需要额外的开销，反之亦然。

不过至于安全问题，Carbon并没有一开始就建立内存安全系统。

卡鲁斯介绍说，由于C++内存安全性很差，所以Carbon的研发起点很低，该项目优先考虑的是迁移而不是安全；希望以后Carbon至少可以和Go或Swift一样安全。

事实上，在Carbon之前，Mozilla（就是开发火狐那个）于2015年就发布了一个也标榜自己为“C++继承者”的语言：Rust，而且这个Rust很注重内存安全性。

那为什么不大力发展Rust呢？

“Carbon是为有大量C++库者准备的”

卡鲁斯在CPP会议上对此回应称，C++和Rust之间的衔接性不好，要将C++的生态系统转移到Rust非常困难。

对于那些已经拥有大量C++代码库的开发者来说，要把自己之前的东西搬到Rust编辑器上就很麻烦了。

而Carbon被设计成一种C++的后继语言，它以后将实现和C++无缝连接，并具备与C++的双向互操作性，这对于有大量C++代码库者非常友好。

对于那些没有这种“烦恼”的程序员们，卡鲁斯表示，想用Rust的话就继续用好了。

网友纷纷围观

前来围观Carbon的一众网友中，有人表示支持谷歌开发这个新语言：

若能在这里直接调用C语言库的低层级Stuff函数，而不需在开头加行extern “C”，是很了不起的。

有人认同其简化语言和提升安全性的目标，但他觉得要在现有的语言中改进内存安全并不太容易，现有的C++特征和API很可能会约束这个新语言的发展。

当然也有网友并不看好Carbon，认为谷歌有弃用创新软件的习惯，这个听起来很炸的项目可能会半途而废。

还有人提出：Carbon这个用C++实现的语言居然想要替代C++?

有网友觉得，现在Rust正在逐步成为低级程序语言，Carbon和Rust有不少相似之处，仅凭“让C++迁移更容易”并没有什么卖点。

此外，Hacker News上还有网友想到了D语言（DLang），这个语言和C++的互通性很不错。而且D语言也有Carbon的不少功能，包括和C++相互调用、减少额外的开销等。

可惜由于D语言的初期定位不够清晰，一度试图涵盖Java和C++的功能，导致它比较小众。

审核编辑：彭静

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