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C++ 能否成为你新的脚本语言?

  • 时间:2017-06-14
  • 发布:C++培训
  • 来源:C++职场

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,不能再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 和 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须要向C++程序员提供同时涵盖 work of the ISO committee和 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浙西特性的新闻时,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。

现在的情况


然而,一切都不乐观。尽管 boost libraries 填补了许多空白,而且标准库提供了令人印象深刻的构件,但是也很难战胜 Perl 和 CPAN 结合带来的那种编写可在任何地方完美运行的可移植代码的便利性。

例如,我能找到一个平台无关的库,可以让我在不需要 Excel 的情况下解析或创建 Excel 文件吗?这个库能够用 clang、g++ 和 cl 轻易地编译出来吗?好像不太可能。

我真的非常感谢标准委员会的人们的辛勤工作,和那些开发编译器,众多库的人们。它们让我不必在编写 C++ 程序时辛苦的思考。

这让我在真正控制我的计算机时还能感觉舒适。

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