0. 什么是C++

什么是C++

是C语言的扩展，有如下的两个特性：

• 关注性能
  • 与底层硬件紧密结合
  • 对象生命周期精确控制
  • 零成本抽象（Zero-overhead Abstraction）
• 引入大量利于工程实践的特性
  • 三种编程范式：面向过程（Imperative Programming）、面向对象（Object-oriented Programming）、泛型（Generic Programming）
  • 函数重载、异常处理、引用

零成本抽象（Zero-overhead Abstraction）：

• 不需要为没有使用的语言特性付出成本
  • 虚函数
  • https://godbolt.org/z/fq66hM
• 省略了一些语言特性不等于付出运行期成本：
  • https://godbolt.org/z/Pv9bWj

#include <iostream>

consteval unsigned int sum(unsigned int x)
{
    unsigned int result = 0;
    for(unsigned int i = 0; i < x; ++i){
        result += i;
    }
    return result;
}

int main(void)
{
    unsigned int res = sum(4);
    std::cout << res << std::endl;
}

上述代码中，使用了一个C++ 20 的关键字 consteval ，该关键字的作用是让包含该关键字的函数在编译器就被执行，返回结果。这样子增加了编译期间的时间成本，但是可以大幅加快运行期间的速度。使用gcc生成的汇编指令如下：

main:
        push    rbp
        mov     rbp, rsp
        mov     eax, 6
        pop     rbp
        ret

可以看到，在这里直接返回了结果 6。

注意，上述代码在编译的时候，要指定C++的版本为20才可以，不然会导致编译出错。

g++ -std=c++20 -Wall constevel.cpp -o constevel

• 一系列不断演进的标准集合
  • C++ 的标准：98/03、11、14、17、20、23
  • 语言本身的改进
    • 内存模型（Memory Model）
    • Lambda表达式（Lambda Expression）
  • 标准库的改进
    • type_traits/ranges
    • auto_ptr（后被shared_ptr等替代，C++17 中遗弃）
• C++ 标准的工业界实现
  • MSVC/GCC/Clang ……
  • 每个编辑器可能并不完全遵照标准
    • https://godbolt.org/z/cKMjK3
  • 不同的实现存在差异
    • https://godbolt.org/z/6hnPhY

注意：

• 不能使用具体的语境讨论C++
• 编写程序时需要注重：
  • 性能
  • 标准（避免移植的问题，尽量减少平台特化工具的使用）
• 写程序的捷径
  • 编程不是学出来，而是练出来的
  • 反复应用中积累，忽而有一天就能“顿悟”
  • 学习原则
    • 从感官到原理
    • 从使用别人的到创建自己的
    • 必须亲手实践
    • 必须学以致用，紧跟实际工作
    • 追求实用，不搞“学院派”

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