C++ 能否成为你新的脚本语言?

jopen 6年前

C++ 能否成为你新的脚本语言?

一些背景

第一个我真正喜爱的编程语言是 C。我花了不少时间才找到它:当我还是一个孩子,我就开始在珍贵的ZX Spectrum上使用 Z80 汇编。那些日子是你能够真正掌握你的电脑的时候,你不需要苹果,谷歌,微软或者其他任何人的允许就能写一个程序。我在漂亮的128K ZX Spectrum +2上学习了在超出 CPU 寻址空间时对内存块分页。直到我进入大学,我才拥有一台 IBM PC 机 。我玩遍了电子表格,试图修复现存的 Fortran 程序,用土耳其字符给键盘驱动打补丁,还学了点 Pascal 语言。之后,在我就职于土耳其中央银行期间,我又学习了 SQL 和 APL

我一直对 C 语言有所耳闻,但我一直没有接触到一款C语言编译器。直到我到康奈尔大学拥有了一个Unix 账号之后,我编译了我人生中的第一个 hello.c 文件,不久之后,我有了第一台电脑……我在 DOS 分区上安装了 DJGPP 编译器,构建了我人生中第一个 Linux 内核(我第一个发行版是 Debian),并且开始学习 C 语言。Plauger 的 "Standard C Library" 是我最喜欢的书。

当我开始享受用 C 编程的时候,C++ 已经广泛应用超过十年了。所以,我下一步使用 C++ 看起来是很自然的一步了。

除了……好吧,除了 C++ 是一片混乱。那段时间,所有人都被继承层次深深吸引了,每个人都在编写精心设计的字符串类。大多数硬盘都太慢,不能在有限的时间内编译出可靠的 C++ 库(好吧,我有点夸张了),大部分 CPU 都在试图实例化模板中融化了,大部分人,那些假装 C++ 程序员的 C 程序员们,差点就把 malloc 的返回值给扔了。

在那时,我正忙于试图建立定制化的网络经济实验,看起来 Java 似乎很有优势。至少,它不需要麻烦地拼凑出一个对话框。产生少量的 socket 连接,并且使你的应用编译和运行在多种多样的系统上。当然,AWT Swing 都很丑陋且笨重,但对我的目的来说,那没关系。

但是,仅仅是因为不能在实验室之外运行我的实验(因为在实验室已经配置了所有电脑,java应用程序运行不会有问题)。所以我快速的把FreeBSD部署到了一台拥有100Mhz奔腾处理器,16Mb内存,在角落里收集灰尘的机器上,并搭建了一个拥有perl模块(mod_perl)的Apache服务器,然后就能工作了。那就是我爱上Perl的时候。

那份爱完全起源于实用的原因,我并不是认为Perl特别的完美,并且那时候我认为包括其他许多语言都不是很完美,他们中的每一个都有自己的瑕疵。

Perl总是能减少我必须解决的特别问题的工作的数量,有些是因为语言特性,但大部分是因为 CPAN

举例来说,作为一个 Perl 程序员,解析 HTML 作为 HTML 是一个解决方案。我必须决定,要么就构造整个树, 或者使用流化的方式。在某些情况下,前者是具有优势的,但后者的好处是可以使内存的需求降至最低,即使是在这个年代,如果你处理 HTML 文档以兆字节方式还是可以奏效的。不论哪种方式,这些工具都不会在无效的 HTML 上被卡住,并在非 XML 的有效 HTML 上运作良好。

还有,Perl 提供可移植性。如果我不需要操作系统特定的功能,不用任何修改地方,我的 perl 代码就可以运行。

当我写了一些类,并为它们做了封装,也不会有复杂的架构。

C++ 涅槃

在过去的数年,C++如获新生。许多聪明人已经开始意识到需要向C++程序员提供同时涵盖 work of the ISO committee boost的构建模块。

在真实环境下,仍然有90%的菜鸟生成C++程序员就是没有意识到new是一个合法符号的C程序员。在这方面,C++与Perl非常相似:大部分人写过Perl代码的人也没有意识到Perl不是C、Java、Python、shell、Awk或者其他你可以列举的语言。

但是,当你看到新C++标准中的新东西,以及编译器不断实现这些特性的新闻时,我们无法抑制住内心的兴奋和好奇。

单词计算练习

这是一个简单的练习,使用 C++ 或者 Perl 并且不依赖外部库,所以这是一个很好的起点。

这是 Perl 版本,供您参考:

#!/usr/bin/env perl    use strict;  use warnings;    run(\@ARGV);    sub run {      my $argv = shift;      my @counts;        for my $file ( @$argv ) {          my $count = -1;          eval {              $count = word_count($file);              1;          } or warn "$@";            push @counts, {              file => $file,              word_count => $count,          };      }        for my $result (@counts) {          printf "%s: %d words\n", $result->{file}, $result->{word_count};      }  }    sub word_count {      my $file = shift;      my %words;        open my $fh, '<', $file          or die "Cannot open '$file': $!";        while (my $line = <$fh>) {          my @words = split ' ', $line;          $words{ $_ } += 1 for @words;      }        close $fh;        my $word_count;      $word_count += $_ for values %words;      return $word_count;  }

而且,这是我最大的付出在转化 Perl 到现代风格的 C++ 上面。我没有尝试写特别搞笑的代码:只是和 Perl 一样,我把重点放在写代码上面,使得我感到非常自然,同时确保两个程序都做大致相同的事情。

#include <cerrno>  #include <cstdio>  #include <cstdlib>  #include <fstream>  #include <iostream>  #include <numeric>  #include <unordered_map>  #include <string>  #include <vector>    using std::accumulate;  using std::cerr;  using std::cout;  using std::endl;  using std::ifstream;  using std::make_pair;  using std::pair;  using std::strerror;  using std::string;  using std::unordered_map;  using std::vector;    int word_count(const char *const file) noexcept(false);    int main(int argc, char *argv[]) {      vector< pair<string, int> > counts {};        for (auto i = 1; i < argc; i += 1) {          try {              counts.push_back(make_pair(argv[i], word_count(argv[i])));          } catch (const string& e) {              cerr << e << endl;              counts.push_back(make_pair(argv[i], -1));          }      }        for (auto& result : counts) {          cout << result.first << ": " << result.second << " words" << endl;      }        return 0;  }    int  word_count(const char *const file) noexcept(false) {      errno = 0;      ifstream fp(file);      {          // Does fp.fail() preserve errno?          int save_errno = errno;          if (fp.fail()) {              throw("Cannot open '" + string(file) + "': " + strerror(save_errno));          }      }        unordered_map<string, int> word_count {};      string word;        while (fp >> word) {          word_count[word] += 1;      }        fp.close();        return accumulate(          word_count.cbegin(),          word_count.cend(),          0,          [](int sum, auto& el) { return sum += el.second; }      );  }

20 行代码用于 #include 和 using 声明可能看起来有点多,但是我抬眼 using namespace std,也讨厌不断地输入 std::... 更多的是因为我喜欢较短的代码行。

首先要注意的是没有看得见的显式的内存分配。容器集装箱管理自己的内存。

第二,这是一个大问题:我们有自动导入(autovivification)!

unordered_map<string, int> word_count {};  string word;    while (fp >> word) {      word_count[word] += 1;  }

第三,我们有 lambda 表达式:

return accumulate(      word_count.cbegin(),      word_count.cend(),      0,      [](int sum, auto& el) { return sum += el.second; }  );

在这背后,accumulate 将内部变量初始化为 0,并调用一个匿名函数,其最后一个参数指定为当前值,以及word_count的下一个元素。

现在,我不得不承认,我不知道这些特性是如何实现的,但是 Microsoft Visual C++ 2015 RC 成功运行了,微软似乎终于赶上了在该领域的最新发展。

那么现在呢?

然而,并非所有事情都是那么美好。虽然 boost libraries 库上填补了很多空白,在构建模块时标准库也十分给力,但是它很难与用 Perl 和 CAPN 混合编写的那种跨平台、可移植代码时的便利性相提并论。

举个例子,我能到处找得到一个与平台无关的库,这个库可以为我解析或者创建 Excel 文件而不需要 Excel 应用?并且这个库可以像 clang,g++ 和 cl 那样方便编译?这显然找不到。

我确实非常感谢那些工作在标准委员会和那些开发编译器和库的人,因为有了他们我在写 C++ 代码时不是那么费力。

这让我感到十分舒服,与此同时我又能够尽情去折腾我的电脑。

正因为如此,我很感激。

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