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C++ 仍在不斷發展，但許多開發者的使用方式似乎還停留在上個世紀。Bjarne Stroustrup 表示：“我希望整個社區，尤其是 WG21 的成員，能了解我對 C++ 未來發展的看法。”
這位 74 歲的 C++ 創建者用 40 年的時間見證了他在 1985 年設計的這門語言的成長。
為了推動一些渴望已久的特性，上個月，Stroustrup 在《ACM 通信》上發表了“21 世紀的 C++”一文（https://cacm.acm.org/blogcacm/21st-century-c/）。這篇長達 6300 字的文章旨在展示現代化的、類型安全的 “21 世紀 C++ ”中的一些“關鍵概念”，以便可以創建 “C++ on steroids”。例如，在文中，Stroustrup 着重介紹了長期以來一直在嘗試的方法，如使用 guideline-enforcing 配置文件編寫更安全的代碼。為了與幾十年來已經編寫的 C++ 代碼保持兼容，“我們不能改變語言，但我們可以改變它的使用方式......”，Stroustrup 寫道。
然而，這種演變並不完全取決於他自己。在文章末尾，Stroustrup 提到了 WG21（標準化工作組），以及它將如何不可避免地對語言的變化產生影響。Stroustrup 寫道，”我不願意對未來做出預測，部分原因是這本身就很冒險，更重要的是因為 C++ 的定義是由一個龐大的 ISO 標準委員會基於共識來管理的。“
“我上次看時，會員名單上有 527 條。這表明大家有着很高的熱情和廣泛的興趣，並且提供了廣泛的專業知識，但對於編程語言設計來說，這並不理想，而且 ISO 的規則也無法進行大幅修改"。
儘管如此，對於關鍵受眾，Stroustrup 告訴 TNS，“有些人缺乏歷史感，忽略了一些關鍵點。例如，指南和配置文件要符合 C++ 的長期發展方向。“因此，他正在採取措施教導他們。”為此，我必須說明關鍵特性的適用範圍”。
他這篇內容詳盡的文章是一個很好的開始，但也只是眾多措施中的一種。最終，它將改變整個 C++ 生態系統的發展軌跡，同時為程序員帶來他們渴望已久的高性能、類型安全和靈活的語言。
在完成這一切的同時，Stroustrup 也實現了自己從上世紀 80 年代起就一直堅持的目標......
呼籲採取緊急行動
Stroustrup 還直接與 WG21 進行了溝通。The Register 指出，“過去三四年來，業界和政府的網絡安全專家一直在勸阻人們使用 C 和 C++，同時鼓勵人們使用具有更好內存安全性的語言”。因此，在發表這篇文章三天後，Stroustrup 給 C++ 標準委員會留下了一份官方說明，他將其描述為 “呼籲採取緊急行動，部分是為了應對 C++ 所受到的前所未有的嚴重攻擊”。
“我認為， WG21 需要做一些有意義的事，並讓人們看到它在做這件事。Profiles 是一個可以實現這一目標的框架。“
Stroustrup 的觀點很明確。他在文章中寫道：“指南沒問題，也有用處，但在一個龐大的代碼庫中，要始終如一地遵循它們基本上是不可能的。我們需要的是一種執行機制，它能標記並防止諸如懸空指針、範圍錯誤和 nullptr 解引用等問題。”
幸運的是，這樣的執行機制已經以執行準則配置文件的形式提供了。參考資料部分提供了在 Visual Studio 2019 中使用這些配置文件的示例。它實現了 “Lifetime” 配置文件的早期版本，可檢查 C++ 對象生命周期中的懸空指針和引用以及其他常見錯誤...
一般來說，每個配置文件通常都是在編譯時驗證要求是否得到滿足，是否實現了特定的效果。除了 “Lifetime” 檢查配置文件，他們還計劃推出更多配置文件，包括 “Bounds” 配置文件，以便確保所有訪問數組的代碼都包含範圍安全檢查。
在我們的電子郵件採訪中，Stroustrup 指出，通過 2020 年推出的新 span 類模板，C++ 已經為防止範圍錯誤提供了更好的支持。Bounds Profile 只是為了確保這些用於保證邊界安全的功能確實已經執行到位。
Stroustrup 告訴我：“其中很多都是標準的，現在就可以使用“。此外，他們還計劃推出其他幾個配置文件，從而幫助開發人員避免代碼中的類型或算術錯誤。Stroustrup 認為：”在不久的將來，Profiles 將為各種約束的執行提供一個框架。“
希望這能為 C++ 提供人們所期待的安全保障。不過，這也是 40 年前 Stroustrup 最初的 C++ 構想的一個自然發展過程。
“更好的近似”
像類型安全等特性一直是 Stroustrup 為 C++ 設定的安全和性能目標之一。
他在文章中寫道：“這一點從一開始就沒有變過”，並在參考資料中向讀者介紹了他 1994 年出版的《C++ 語言的設計與演化》一書。但是，當代 C++ 比早期版本更好地實現了這些長期目標，其中一部分原因是這種語言“從設計之初就在不斷發展”，Stroustrup 在文章末尾寫道。因此，經過幾十年的改進，他將 C++ 23（10 月份發布的版本）這樣的 “當代 C++”稱為他最初理想的 “更好的近似”。
在敦促 WG21 採用 Profiles 的說明中，他也強調了這一點：“正如我之前所說，這也是一個機會，因為類型安全和資源安全（包括內存安全）從一開始就是 C++ 的關鍵目標"。
“對於這一點，我的感受很強烈。請不要被我相對平靜的語言所迷惑"。
Stroustrup 在文中指出，語言不斷發展的一個問題是“許多人對 C++ 的理解已經過時。如今，我們仍然可以看到人們不斷地提及神話語言 C/C++，這通常意味着，人們認為 C++ 是 C 語言的一個次要擴展，包含了 C 語言所有最糟糕的方面，以及對 C++ 複雜特性的怪異濫用......” 但是，C++ 仍在繼續發展，Stroustrup 強調說，C++ “正在進行中的工作”及實驗性功能已經可以改進異步計算通用模型和 SIMD。
Stroustrup 寫道：“一個嚴重的問題是，如何將不同的想法整合成一個連貫的整體。與大多數軟件項目——甚至是學術界的大多數計算機科學工作——不同，設計一種語言需要“在一個並非所有相關因素都能為人所知的空間里做決定，而且接受以後數十年內都不會有重大改變”。
簡而言之，這是一個棘手的問題——這仍然是一個已知的問題。“幾十年來，幾乎所有的語言設計工作都以失敗告終，這說明了這個問題的嚴重性“。
但這並不意味着 C++ 要不再嘗試進化......
顯著改進
Profiles 並不是 21 世紀 C++ 採用的唯一改進方式。Stroustrup 在接受我們的電子郵件採訪時說：“我還要指出，模塊是一種能使代碼更簡潔並大大縮短編譯時間的機制。”
Stroustrup 在文章中提到，導入已編譯模塊比使用老式的 #include 語句速度“高出 7 到 10 倍”。
他告訴我：“現在，大多數人都可以使用 C++23 提供的功能大幅改進他們的代碼。“展望未來，Stroustrup 預測，未來會有更多提升性能的特性。“在 C++26 中，我們很可能會看到經過改進的並發支持、靜態反射和契約，以及許多細微的改進和標準庫組件。”
這種前瞻性的希望或許可以解釋，為什麼 Stroustrup 在宣傳 Profiles 時會以 C++ 的歷史為基礎。Stroustrup 告訴我，他的文章“展示了 C++ 演進的方向。安全保證即將到來。這在 C++ 中並不是一個新奇的想法，而是長期目標的一部分。完備的類型安全和資源安全是 C++ 最初的目標之一，但推動大量應用領域的發展需要時間，而且必須循序漸進。”
他知道，已安裝的代碼庫非常廣泛，C++“目前涵蓋了大量的應用領域”。安全保證必將涉及那些已經使用 C++ 提供高質量應用程序的領域。
“關注內存安全的人應該注意到，C++ 並非 C 語言。在 C++ 中，基於更安全的編程風格和加固庫的解決方案已經廣泛部署。“
我問，是否有跡象表明他在 ACM 發表的文章產生了影響——顯然這很難量化。Stroustrup 說："我不願意對未來做預測，但我們已經看到，泛型編程已經從 concepts 中獲得了更好的支持。”
Stroustrup 指出，如果你正在尋求有效的改進，那麼你也可以將目光投向語言之外。目前，有很多工具可供 C++ 開發人員選擇。
“語言不僅僅是語言規範或正式標準中的內容“。
原文鏈接：
https://thenewstack.io/bjarne-stroustrup-on-how-he-sees-c-evolving/
