C++ 能否成为你新的脚本语言？

发布时间：2015-05-30 00:00 来源：oschina

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。

在这里，我真的非常感谢。

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