學習C++的最大難度

2019-11-17 05:31:05

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供稿：網友

　　困難度之一

“C++ 是個難學易用的語言”，這句話相信很多人都心有戚戚。C++的學習難度，一在于語言本身太多的“幕”，另一個就在于 "paradigm shift" （思考模式的移轉）。

傳統語言如 C, Pascal, Basic, Fortran...，除了模樣看起來稍有不同，基本上都是函式 call 來 call 去，大同小異，很輕易把握。你想做的動作，在 code 中都看得一清二楚。你所看不到的，也不過就是編譯器為你的函式加上用以處理堆疊的一小段碼（PRologue 和 epilogue），這一小段碼基本上做的是 housekeeping 工作，你沒看到也沒有關系，并不影響你對程式邏輯的思考。

C++ 不一樣，C++ 有太多和程式邏輯息息相關的動作是編譯器為我們加上去的。換句話說 C++ 編譯器為我們“加碼”。假如不識清這一節，學習C++ 有如霧里看花，霧非霧，花非花。

編譯器為我們的 C++ 程式加了什么碼呢？很多！物件誕生時 ctor 會被喚起，物件死亡時 dtor 會被喚起，這都是加碼的結果。ctor 中設定vtpr 和 vtbl，這也是加碼的結果。new 單一物件時會產生 memory block cookie，new 物件陣列時會產生一個內部結構記錄著 object size 和 class ctor...，這也都是布幕后的工作。可以說，程式碼中看不到而卻必須完成的所有與程式邏輯有關的動作，統統都是 C++ 編譯器加碼后的結果。

當“繼續”發生，整個情況變得稍微復雜起來?！岸嘀乩^續”又更復雜一些，“虛擬繼續”又再更復雜一些。

這些布幕后的主題，統可歸類為所謂的 C++ object model（物件模型）。假如不知道這些底層機制，你就只能夠把 "make destrUCtors virtual in base classes"或 "never treat arrays polymorphically"這類規則硬背下來，卻不明白它的道理。用一樣東西，卻不明白它的道理，林語堂如是說：“不高明”。只知道 how，不知道 why。

困難度之二

C++ 的第二個學習難度在于 "paradigm shift"（思考模式的移轉）。別說自己設計classes 了，光使用別人的classes，就都是一種思考模式和行為模式的移轉。MFC（或 OWL 或 VCL）programmer 必然能夠領略并體會其中的意思。

使用所謂的 application framework（一種大型的、凝聚性強的、有著物件導向公共基礎建設的 class library），你的碼和 framework 之間究竟是怎樣的關系呢？framework 提供的一大堆可改寫的虛擬函式的意義與價值究竟在哪里呢？為什么 framework 所設計的種種美好性質以及各式各樣的演算法竟然可以施行于我們自己設計的 class types 身上呢？framework 被設計時，也并不知道我們的存在。這正是物件導向中的多型（polymorphism）的威力。

稍早所說的 C++ 物件模型，偏屬程式設計的低層面；這里所說的思考模式移轉，則是程式設計的高層面。能夠把新思維模式的威力發揮得最淋漓盡致的，當推物件導向的 polymorphism（多型）和 generalization（泛型）。假如你沒有使用這兩項特性，等于入 C++ 寶山卻空手而歸。

反覆磨煉，循環震蕩

想像 C++ 是一把用來解決程式問題的刀，要它堅軔，要它鋒利，就必須經過多次的回火，在高熱和驟冷之間——煉。

初學 C++ 語法（syntax）之后，你應該盡快嘗試體驗 polymorphism（大致而言也就是虛擬函式的運用）。等到對 OOP 的精神有了大局掌控的能力，但對 C++ 的許多小細節不甚清楚，就是回到C++ 物件模型煉的時機。

成長，是在高階（polymorphism）和低階（object model）之間反覆震蕩，才能夠震蕩到更高的位階，而不是平平庸庸于中階（C++ syntax）的一灘死水。

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