《Java編程思想》作者：C++不垃圾，只是Java很傲慢
原創(chuàng)【51CTO外電精選】本文節(jié)選自《Thinking in C++》及《Thinking in Java》作者Bruce Eckel的博文，文章寫在一次C++規(guī)范委員會(huì)例常會(huì)議之后，Bruce受C++設(shè)計(jì)師（常被稱為C++之父）Bjarne Stroustrup邀請(qǐng)而參與了這次會(huì)議，并寫下了參會(huì)感想如下（節(jié)選）：
在C++委員會(huì)會(huì)議上我所能找到的，是C++社區(qū)里最聰明的一群人，群英薈萃，為我答疑解惑。我很快意識(shí)到，這種方式之好，遠(yuǎn)超我在任何一門研究生課程中之所得。如果考慮到研究生的機(jī)會(huì)成本，這還是一筆在財(cái)務(wù)上要?jiǎng)澦愕枚嗟纳狻?/P>
我被深深吸引住了，堅(jiān)持出席了有大約8年的時(shí)間。在我走后，委員會(huì)仍繼續(xù)前行；雖標(biāo)準(zhǔn)仍未制定完成，但彼時(shí)Java已經(jīng)出現(xiàn)了，還有一些其他（語(yǔ)言）的草案也問(wèn)世了（這是技術(shù)刺激成癮者的毛病——我的確鉆研某一門語(yǔ)言，但我也一直在尋找更有生產(chǎn)力的手段：那些前景看起來(lái)很光明的語(yǔ)言特性可以毫不費(fèi)力地分散我的注意力）。
每次大家見面的時(shí)候，我都會(huì)拋出一列清單，這是我累積下來(lái)的有關(guān)C++的棘手問(wèn)題列表。通常我會(huì)請(qǐng)他們?cè)趲兹諆?nèi)予以澄清。出席委員會(huì)能看到的最有價(jià)值的東西就是這個(gè)，當(dāng)然，還包括得以早早接觸到即將公布的新特性。
從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，把語(yǔ)言特性添加進(jìn)C++的謎團(tuán)里面并觀察它，是一門深?yuàn)W的學(xué)問(wèn)?，F(xiàn)在說(shuō)三道四是一件很簡(jiǎn)單的事情，說(shuō)什么C++太爛了，設(shè)計(jì)太糟糕了等等。在對(duì)C++設(shè)計(jì)時(shí)所受的約束都沒(méi)有任何理解時(shí)，很多人就這樣脫口而出了。Stroustrup（51CTO編者注：這個(gè)Stroustrup也就是邀請(qǐng)作者參會(huì)的Stroustrup，也就是C++語(yǔ)言的設(shè)計(jì)師Stroustrup）的約束是，C程序應(yīng)該稍作改動(dòng)，或者***不做改動(dòng)，就能在C++下編譯。且不管這是不是完全合乎邏輯，但它給C程序員提供了一個(gè)很好的演進(jìn)路徑。不過(guò)這存在較大的局限性，需要把每一項(xiàng)大家抱怨不已的困難特性都一一虛擬化。由于這些特性難以理解，許多人就直接得出結(jié)論說(shuō)C++設(shè)計(jì)糟糕，而這遠(yuǎn)非事實(shí)。
在語(yǔ)言設(shè)計(jì)上，Java用傲慢的態(tài)度對(duì)待這一認(rèn)識(shí)。關(guān)于這一點(diǎn)，我在《Java編程思想》及許多博文上都寫過(guò)了。因此我的長(zhǎng)期追隨者都知道，由于Gosling（Java語(yǔ)言之父）和Java語(yǔ)言設(shè)計(jì)者對(duì)C++的否定態(tài)度，Java一開始就把我擰到了錯(cuò)誤的方向。說(shuō)實(shí)話，我與Gosling 的***“邂逅”印象糟糕——那是很多年以前的事了，當(dāng)時(shí)我剛進(jìn)入***家公司，***次開始使用UNIX （Fluke，生產(chǎn)電子測(cè)試設(shè)備；我在里面做嵌入式系統(tǒng)編程）。有一位軟件工程師輔導(dǎo)我，教我使用emacs。不過(guò)當(dāng)時(shí)公司里唯一的工具只有Gosling Emacs的商用版（Unipress）。如果你做錯(cuò)了什么，程序會(huì)侮辱你，把你叫做火雞，并把屏幕填滿垃圾。這樣的東西出現(xiàn)在了一個(gè)商用產(chǎn)品上，而我們公司可是花了相當(dāng)一筆錢的。不消說(shuō)，等到Gnu emacs變得穩(wěn)定起來(lái)后，公司馬上就換到了Gnu emacs上（我見過(guò)Richard Stallman。當(dāng)然，他是個(gè)瘋狂的家伙。不過(guò)他也是絕頂聰明的：他知道當(dāng)遇到麻煩的時(shí)候，你需要的是幫助，而不是侮辱）。（51CTO編者注：Richard Stallman即Gnu emacs的開發(fā)人員，美國(guó)一位著名黑客。他曾在05年坐客新浪，與洪峰大談黑客道培訓(xùn)。）
我不知道對(duì)Gosling印象的這段形成經(jīng)歷在多大程度上影響了我后面對(duì)他工作的看法，但事實(shí)上，“我們看見它太差勁了，就決定拿出自己的語(yǔ)言”，對(duì)C++的這種態(tài)度于事無(wú)補(bǔ)。尤其是當(dāng)我開始在《Java編程思想》的寫作過(guò)程中把它弄清楚，并屢次發(fā)現(xiàn)，那些草率決定的語(yǔ)言特性與庫(kù)，都不得不予以修訂——確實(shí)如此，其中的大部分都必須要修訂，有些修訂還是在程序員已經(jīng)忍受了多年之后才落實(shí)。在許多場(chǎng)合下，Gosling坦誠(chéng)他們必須快馬加鞭，否則就要被互聯(lián)網(wǎng)革命超越了。
我發(fā)現(xiàn)，理解語(yǔ)言特性為什么會(huì)存在是非常有幫助的。如果是由大學(xué)教授一下子和盤托出，把它們端到你面前，你勢(shì)必就會(huì)構(gòu)想出這門語(yǔ)言的一個(gè)神話，說(shuō)“這種語(yǔ)言特性之所以存在，肯定有一些真正重要的原因，這些原因只有創(chuàng)建這門語(yǔ)言的聰明人才能理解，我是理解不了的，我信賴它就是了”。從某方面來(lái)說(shuō)，對(duì)語(yǔ)言特性這種基于信仰的接受是一種負(fù)擔(dān)；它阻止你對(duì)所發(fā)生的事情進(jìn)行分析和理解。在我的主旨演講中（Bruce將在未來(lái)幾天參與一個(gè)主旨演講），我會(huì)關(guān)注一些特性，并檢查一下它們?cè)诓煌Z(yǔ)言中是如何被實(shí)現(xiàn)的，以及為什么被實(shí)現(xiàn)。
這里就有個(gè)例子。對(duì)象創(chuàng)建。在C語(yǔ)言中，聲明了變量之后編譯器就會(huì)為你創(chuàng)建堆?？臻g（未經(jīng)初始化，除非你初始化，否則會(huì)有垃圾數(shù)據(jù)）。但是如果你想要?jiǎng)討B(tài)地做這件事情，你就得使用 malloc() 和 free()這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)，還要小心翼翼地手工執(zhí)行完所有的初始化及清理工作。如果你忘了，就會(huì)出現(xiàn)內(nèi)存泄漏等類似災(zāi)難，這是常有的事。
有關(guān)動(dòng)態(tài)對(duì)象創(chuàng)建：一般來(lái)說(shuō)，編譯器將內(nèi)存分為三部分：靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)域、棧、堆。靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)主要保存全局變量和靜態(tài)變量，棧存儲(chǔ)調(diào)用函數(shù)相關(guān)的變量、地址等，堆存儲(chǔ)動(dòng)態(tài)生成的變量，在c中是指由malloc,free運(yùn)算產(chǎn)生釋放的存儲(chǔ)空間，在c++中就是指new和delete運(yùn)算符作用的存儲(chǔ)區(qū)域。（來(lái)源：51CTO樹洞的技術(shù)博客）
因?yàn)閙alloc() 和 free() “僅僅”是庫(kù)函數(shù)，在基本編程課上，應(yīng)有的相關(guān)知識(shí)通常沒(méi)有被傳授，令人既疑惑不解又膽顫心驚。當(dāng)程序員需要分配大量的內(nèi)存空間時(shí)，他們就不去學(xué)如何來(lái)使用這些函數(shù)進(jìn)行處理，取而代之的是常常就分配一個(gè)巨型數(shù)組的全局變量了事（不是開玩笑），數(shù)組之大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)他們?cè)哉J(rèn)為所需的空間。程序似乎工作了，再說(shuō)了，好像誰(shuí)都不會(huì)用到產(chǎn)生越界——因此，當(dāng)多年之后它的確發(fā)生的時(shí)候，程序中斷了，而某個(gè)可憐的家伙就得一頭鉆進(jìn)去，把錯(cuò)誤在哪里這個(gè)謎底給找出來(lái)。
Stroustrup認(rèn)為動(dòng)態(tài)分配需要更簡(jiǎn)單、更安全——這一塊得放到語(yǔ)言核心中，而不是降格為庫(kù)函數(shù)。還必須要與初始化和清理一起協(xié)同工作，初始化和清理必須由構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)分別提供，以便為所有對(duì)象提供相同的保證。
這個(gè)問(wèn)題是影響了全部C++決策的一塊里程碑：對(duì)C的向后兼容性。理想情況下，對(duì)象的堆棧（heap）分配可只需忽略即可。但C的兼容性要求進(jìn)行堆棧（stack）分配，因此必須對(duì)heap對(duì)象和stack對(duì)象進(jìn)行區(qū)分。為了解決這個(gè)問(wèn)題，C++從SmallTalk挪用了new 這個(gè)關(guān)鍵字。創(chuàng)建 stack 對(duì)象只需聲明即可，像這樣： Cat x；或者帶參數(shù)的情況下， Cat x("mittens");。而創(chuàng)建heap 對(duì)象時(shí)，就使用new，像這樣： new Cat x; 或者 new Cat x("mittens");。利用這個(gè)約束，我們得到一個(gè)優(yōu)雅而一致的解決方案。
自從判定C++的一切都做得不好且過(guò)于復(fù)雜之后，Java就產(chǎn)生了。具有諷刺意味的是，Java 決定把 stack 徹底拋棄了（特別是忽略了基本類型上的失敗，這點(diǎn)我已經(jīng)在別的地方指出過(guò)了）。真好啊，既然所有對(duì)象都是在heap上分配的，區(qū)分stack和heap的分配就沒(méi)有必要了。他們可以輕易說(shuō) Cat x = Cat() 或者 Cat x = Cat("mittens")。或者甚至更好地，用聯(lián)合的類型引用來(lái)消除重復(fù)（不過(guò)那樣——還有像閉包（closure）之類的其他特性——就顯得“太長(zhǎng)”了。因此我們反而離不開Java的平凡版；類型推導(dǎo)已經(jīng)討論過(guò)了，但我敢打賭那不會(huì)發(fā)生，也不該發(fā)生。因?yàn)檫@會(huì)在給Java增加特性的同時(shí)帶來(lái)問(wèn)題）。
Guido Van Rossum （Python的創(chuàng)建者）采用了一個(gè)最小化的方案——經(jīng)常為人所痛斥的空白的使用，正說(shuō)明了他對(duì)語(yǔ)言簡(jiǎn)潔性的追求。既然 new 關(guān)鍵字不再必要，他就省去了，好像這樣： x = Cat("mittens")。Ruby 也可能用了這種方法，不過(guò)Ruby其中一個(gè)主要的約束是盡可能追隨Smalltalk，因此在Ruby是這樣的：x = Cat.new("mittens") 。但Java以貶低C++做事的方式為準(zhǔn)則，以至于用了new 這個(gè)關(guān)鍵字成了一個(gè)迷了。自研究了該語(yǔ)言在其他地方所做的決策后，我的猜測(cè)是，他們是不是從來(lái)就沒(méi)有意識(shí)到，這東西根本就是可有可無(wú)的？
因此這就是我所說(shuō)的語(yǔ)言考古學(xué)的意思。我希望人們能用一個(gè)更好的視角來(lái)看待語(yǔ)言設(shè)計(jì)，并在學(xué)習(xí)一門編程語(yǔ)言時(shí)，能有更多的批判性思維過(guò)程。
本文選譯自Bruce Eckel在Artima的博文：Why? Language Archaeology ... and Metaprogramming
附錄：《Java編程思想》第四版章節(jié)預(yù)覽——51CTO讀書頻道
【編輯推薦】
