【Scott Meyers】C++5×5断想之三：C++历史上最重要的软件

作者介绍

Scott Meyers ， C++ 顶级权威之一，为世界各地客户提供培训和咨询服务。出版有畅销的 Effective C++ 系列图书（《 Effective C++ 》、《 More Effective C++ 》和《 Effective STL 》），设计了创新型的 Effective C++ CD ， Addison Wesley 的 Effective Software Development Series 顾问编辑， The C++ Source (http://www.artima.com/cppsource/) 咨询板块专家。布朗大学计算机科学博士，他的网站是 www.aristeia.com 。  

  

在本系列的第三篇文章里，我将把视线转移到评选过去最重要的 C++ 软件上来。

用 C++ 编写软件，你需要工具的帮助。在我看来，这些工具曾经是（将来也是）有关 C++ 的最重要软件。可以想见，曾经出现了不少用 C++ 开发的重磅软件，它们促使很多人为了以后项目的开发选择了这门语言，但我不关心这些。这门语言最重要的软件应该是软件开发人群使用的最基本的东西：编译器和库。可能， C++ 是更为库编写而不是应用开发所设计的一门语言。

我选择的 C++ 历史上最重要的五个软件如下，以诞生年份为序：

Cfront ， AT&T 的 Bell 实验室 开发， 1985-1993 。 Cfront 是最早的 C++ 编译器。它可是真正的编译器，不过生成的是 C 格式的目标码。因此将它认作 C++ 到 C 代码的预处理器是很自然的。很难让人在调试时不做它想，因为至少在我 1998 年开始使用它时，仍然没有 C++ 调试器。头发花白的前辈们当时使用 C 调试器，必须要对付那些让人精神崩溃的名字（比如，识别调试器里指向 C++ 源代码中某个加法函数的 __pl__1Aff ）。

事实上， Cfront 生成 C 目标码有两个好处。第一，可以非常容易将 Cfront 移植到新的平台，因为 C 编译器到处都是。这就促成了 C++ 在各种环境里的快速传播。第二，使用者可以观察编译生成的代码，知道编译所做的工作。当大多数人还是 C++ 新手的时候，通过揭示其工作过程，有助于消除大家对 C++ 的神秘感。它也扮演某种保护伞的角色。不用担心 C++ 用黑纱蒙住你的眼睛，因为它所做的任何事情都清清楚楚摆在那里（至少和从前机器生成的 C 代码一样清楚）。

 

在 1990 年前， Cfront 不仅是个编译器，而且也成了事实上的语言标准。 C++ 诞生于 AT&T ， Cfront 来自 AT&T 的 C++ 小组，因此无论 Cfront 干什么，自然是不会错的。长期以来，其他厂商的编译器紧跟 Cfront ，以致 Cfront 的 bug 都被原样复制。直到《 Annotated C++ Reference Manual 》（ ARM ）发布， Cfront 的标准色彩才逐渐消退，特别是大家认识到要为 Cfront 加入异常处理机制需要付出巨大努力的时候。

Cfront 的最后版本发布于 1993 年，但阴魂不散。 Edison Design Group ，一家专业生产最贴近 C++ 标准的 front-end 编译器的商业公司，在 2006 年 7 月的文件里还指出它们的编译器兼容 Cfront 模式。我猜测仍然 Cfront 仍然在一些不支持本地 C++ 编译器的嵌入式项目中发挥作用，当然仅仅是猜测。

GCC ， GNU 工程 的杰作， 1987 至今。 GNU 很早就进入了 C++ 商业领域，并且发布了第一个生成本地代码的编译器（相对 Cfront 的 C++-C 转换而言）。多年以来， GNU 编译器成了跨平台应用开发的不二选择。事实上，它是一个交叉编译器，这也使它在嵌入式系统开发领域广受欢迎。 GCC 本身是一个支持多种 front-end （包括 C 、 C++ 和 FORTRAN 等）和针对各种平台的 back-end 工具的编译器平台，其 C++ 版本就是广为人之的 g++ 。

g++ 的早期推动人是 Michael Tiemann 。我不由得回忆起自己曾经提交了一份 g++ 的 bug 报告，很快就得到了 Tiemann 的回应。他提供了新的 g++ 文法，并请我据此重建编译器，看看我报告的问题是否解决了。我记得问题依然存在，但一个编译器的作者特意送你一个修改补丁并请安装试用，已经难能可贵了。顺便提及一下， Tiemann 于 1989 年与人合伙创办了 Cygnus Support ，我相信 Cygnus 是历史上第一个提供免费软件的公司。据说早期的时候， Tiemann 有时会躺在浴盆里召开 Cygnus 的会议。

g++ 是开源的，这样 C++ 社区就可免费获得与 C++ 标准一致的 front-end 工具。但我从未听说哪个以 g++ 代码为基础编写的开源工具（如 Lint 、重构工具等等）的解析能力能与 g++ 比肩。有不少可以解析所有 C++ 声明的工具（比如 gccxml ），但据我所知，没有哪个工具能同时解析声明和定义部分（特别是函数体）。因此尽管我于它没有个人使用经历，但我怀疑 g++ 的 front-end 是否在完全开源上有所保留。这对于 C++ 开发者来说是不幸的，因为尽管有很多工具可供使用，但其真正威力应该是解析 [ 注释 1] C++ 源代码的能力，这是一个难以逾越的障碍。

Visual C++ ， Microsoft 出品， 1992 至今。 VC++ 是 C++ 成功的最大推动力之一，也是延缓 C++ 进步的最大障碍之一。尽管 Bjarne Stroustrup 断言“没有人知道大多数 C++ 开发者到底在干什么” [ 注释 2] ，但我基本上不会怀疑如果我将这颗星球上所有 C++ 开发者召集到一起，并要求为他们使用的编译器投票，我想大多数人都会提到 VC++ 。仅就这点而言， VC++ 已经并将继续对 C++ 产生重要影响。而且， Microsoft 的旗舰产品（如操作系统、 Office 等）也完全或主要用 C++ 编写，并用 VC++ 编译。这也加重了 VC++ 在 C++ 世界的分量。该公司对 C++ 的倚重促使它开发了很多工具和 API 来支持其应用，从而导致很多 Windows 开发人员也使用这门语言。到了 90 年代晚期，很多人（这让我震惊甚至恐惧）将 C++ 叫做“ Microsoft 语言” [ 注释 3] 。 VC++ 在 C++ 领域占据了统治地位。对于大多数程序员而言， Visual C++ 就是 C++ 。

不幸的是在 Microsoft 的 C++ 实现里，标准的缺失持续了很多年。 1998 年前，这算不上一个问题，因为根本就不存在可以遵从的标准，其他编译器厂商也是各行其道。然而， VC6 于 1998 年发布，此时距 C++ 标准完成已近一年。与同类产品相比， VC6 与 C++ 标准差得最远。当然这在当时仍然不是一个十分的严重问题，因为很少有程序员马上使用 C++ 标准里的最新特性。糟糕的是 VC6 一直维持到 2002 年（ VC7 发布），甚至 VC7 编译器本身也没有大的改变。在这些年里，对标准的支持，基本上都是以更新库（如 STL ）的形式实现，而我们很多人都觉得多年前就应该发布升级版本。 2003 年的 VC7.1 终于解决了大部分标准兼容问题，但在 VC6 至 VC7.1 的六年间，使用 VC6 的跨平台开发者必须因其缺陷付出艰苦努力，最典型的就是通过条件编译（也就意味着代码零乱）解决模板偏特化等问题。不过，很多开发者直到今天仍在使用 VC6 ，他们也得继续感谢 VC6 小组大范围忽视标准兼容的决定。比如，新的版本在内存耗尽时不抛出异常，而直接返回空指针。

2003 年后， VC++ 不再存在我认为相当严重的标准兼容性问题，我相信它现在的领导者非常重视标准兼容。然而，我在 1998 到 2003 这六年来经常接触的都是工作（至少就编程序而言）中并无特别困难的开发者，因此我理直气壮地决定将我对 Microsoft 的“警惕”保持到 2008 年——从他们发布一个“真正的” C++ 编译器起的六年。

The Standard Template Library ，源自 HP ， 1993 年至今。像 C++ 这类语言的标准库应该提供一系列常用容器和算法，这个说法并不会让人格外惊讶，但即便这样的作品也可能上这个榜。而 STL 对 C++ 的贡献远非如此。它引入了容器和算法的设计架构，这样，仅仅通过迭代器交互就能实现无缝协作。它示范了如何用容器和迭代器替代数组和指针。此外，它还告诉用户如何扩展架构，允许引入新的容器、算法和迭代类型——它们可以像 STL 自有组件那样和任何符合 STL 标准的组件一起工作。所有这些都以效率为实现基础，不考虑经典的面向对象、基于继承的解决方案，而几乎完全依赖于模板技术。它还为 C++ 引入了泛型编程。这一切的努力给我们带来了库和库框架设计思路上的转变，也满足了那些寻找便利的、可移植容器者的需求。我在《 Effective STL 》（ Addison-Wesley, 2001 ）里写到，“我已经编程三十年，但我从未发现 STL 的比肩者”。现在已经超过了 30 年，我仍然没有发现。

Boost 类库 ，诞生于 1999 年。这项选择似乎带点儿欺骗，因为 Boost 实际上不是一个类库，而是一个收容人们因各种目的和想法而设计实现的一系列库的组织。因此， Boost 库在提供什么以及如何提供功能上似乎漫无目的。然而， Boost 及其库对 C++ 产生了重大影响，这种影响在未来可能更为明显。 TR1 中规定的 14 类新功能（其中 13 个已经写入 C++0x 草案）里，有 10 个 [ 注释 4] 来源于 Boost 库使用者的建议。

Boost 的影响并非偶然。它就是以充当那些可能最终被加入 C++ 标准的库的实验床和推动者为目的而创立的。 TR1 对 Boost 的重视已经证明了它的成功，而且 TR2 很可能包纳 Boost 中更多功能。

如果在 Google 中搜索“ C++ libraries ”（不带引号），你会发现 Boost 排在头条。这是否意味着人们想到 C++ 库，就会想到 Boost 呢？我想它至少说明了 Boost 与 C++ 库的关系是多么密切吧。

 

当前，软件工具已经成为 C++ 成功的关键因素，但归根结底，任何美好的东西都要人来创造。 C++ 是如此，人类任何别的劳动也是如此。在下篇系列文章里，我将告诉你我认为谁是最重要的人—— C++ 世界的巨人 [ 注释 5] 。

 

 

注释：

1. 所谓“解析”，我指的不仅仅是构建抽象语法树，还包括执行隐式模板实例化、解析重载函数调用等。也就是说包括解析和语义分析，不过很多 C++ 工具的威力起点是语义分析的结果。人们常常将这整个过程叫做“解析”。

2.C++ 社区是如此庞大和复杂，以至于无法分析“大多数程序员”的行为。

3. “ Unix 语言”是 Java ，我不知道 Apple 语言应该是什么。

4. 它们是： reference wrappers 、 smart pointers 、 enhanced member pointer adapters (mem_fn) 、 enhanced binders (bind) 、 generalized Functors (function) 、 type traits 、 random numbers 、 tuples 、 fixed-size arrays 和 regular expressions 。

5. 每个人都知道巨人的力量，但我做名人研究的老婆却提醒我说，尽管巨人们都力量超群，但在他们的漫漫长路上，更多依靠的是艰辛努力而不是他们天生的神力。这就是他们前仆后继投身与奥林匹斯山主宰者（宙斯和他的仆从）斗争的原因。我将把判断 C++ 世界里是否存在同样现象的问题留给你们，如果有，那么是谁或者说是什么扮演着奥运会选手的角色呢？

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