想象一下,在20世紀80年代初的貝爾實(shí)驗室,空氣中彌漫著(zhù)咖啡的香氣與代碼敲擊的韻律。無(wú)數的聰明才智在這里匯聚,共同塑造著(zhù)計算機科學(xué)的未來(lái)。正是在這片孕育了無(wú)數傳奇的土地上,一門(mén)全新的編程語(yǔ)言——C++,正悄然萌芽。而這一切的起點(diǎn),都與一位名叫BjarneStroustrup的丹麥計算機科學(xué)家息息相關(guān)。
Stroustrup的故事,并非憑空而來(lái),而是深深根植于他對現有編程工具的不滿(mǎn)與對未來(lái)編程方式的憧憬。在C++誕生之前,C語(yǔ)言已經(jīng)憑借其高效、靈活和接近硬件的特性,在系統編程領(lǐng)域占據了舉足輕重的地位。隨著(zhù)軟件規模的日益龐大和復雜性的指數級增長(cháng),純粹的C語(yǔ)言在管理大型項目時(shí),逐漸顯露出其力不從心的一面。
程??序的組織結構變得混亂,代碼的可讀性和可維護性大打折扣,調試過(guò)程也如同大海撈針,耗時(shí)耗力。Stroustrup深刻地體會(huì )到??了這種“疼痛”,他渴望一種能夠兼具C語(yǔ)言的強大性能,又能提供更高級抽象能力和更優(yōu)越結構化管理能力的編程語(yǔ)言。
他的目光,自然而然地投向了當時(shí)正風(fēng)靡學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的面向對象編程(OOP)思想。面向對象編程將現實(shí)世界的事物抽象成對象,對象之間通過(guò)消息傳遞進(jìn)行交互,這種模型在處理復雜系統時(shí),展現出了無(wú)與倫比的優(yōu)勢。它能夠有效地將數據和操??作封裝在一起,提高代碼的模塊化程度,降低耦合度,從而極大地提升了軟件的可重用性、可維護性和可擴展性。
Stroustrup堅信,面向對象編程??的理念,正是解決C語(yǔ)言在大型項目上面臨困境的鑰匙。
于是,一場(chǎng)偉大的融合實(shí)驗開(kāi)始了。Stroustrup并沒(méi)有選擇從零開(kāi)始,而是將C語(yǔ)言作為他新語(yǔ)言的堅實(shí)基礎。他保留了C語(yǔ)言精煉的語(yǔ)法、高效的內存管理以及對底層硬件的強大控制能力,如同在精鋼鑄就的骨骼上,注入新的生命力。他將面向對象編程的核心概念——類(lèi)(class)、對象(object)、繼承(inheritance)、多態(tài)(polymorphism)等,巧妙地融入到C語(yǔ)言的框架之中。
這不僅僅是簡(jiǎn)單的??功能疊加,而是一次深刻的語(yǔ)言哲學(xué)升華。
例如,C++引入了“類(lèi)”的概念,允許開(kāi)發(fā)者定義自己的??數據類(lèi)型,將數據和操作數據的方法(成員函數)封裝在一起。這使得開(kāi)發(fā)者能夠以一種更加貼近問(wèn)題域的方式來(lái)組織代碼,而不是被動(dòng)地接受語(yǔ)言提供的固定結構。當你想描述一個(gè)“車(chē)輛”時(shí),你可以在C++中創(chuàng )建一個(gè)Vehicle類(lèi),包含“顏色”、“速度”等屬性,以及“啟動(dòng)”、“加速”、“剎車(chē)”等??方法。
這個(gè)Vehicle類(lèi)就像一個(gè)藍圖,你可以根據它創(chuàng )建出各種具體的車(chē)輛對象,如“紅色跑車(chē)”、“藍色卡車(chē)”等。
繼承機制則允許一個(gè)類(lèi)(子類(lèi))繼承??另一個(gè)類(lèi)(父類(lèi))的屬性和方法,并在此基礎上進(jìn)行擴展或修改。這就像現實(shí)世界中,子類(lèi)是父類(lèi)的一種特殊化,比如“汽車(chē)”繼承了“車(chē)輛”的基本屬性(如輪子、發(fā)動(dòng)機),但又增加了“四個(gè)輪子”、“方向盤(pán)”等特有屬性。這種機制極大地減少了代??碼的重復編寫(xiě),提高了開(kāi)發(fā)效率。
多態(tài)性則讓不同的對象能夠對同一消息做出不同的響應。想象一下,你有一個(gè)“動(dòng)物”的基類(lèi),里面有一個(gè)“發(fā)出聲音”的方法。而“狗”和“貓”都繼承了這個(gè)“動(dòng)物”類(lèi),但“狗”的“發(fā)出聲音”方法會(huì )發(fā)出“汪汪”聲,而“貓”的??則會(huì )發(fā)出“喵喵”聲。你可以向一個(gè)指向“動(dòng)物”的指針發(fā)送“發(fā)出聲音”的消息,程序會(huì )自動(dòng)根據指針指向的具體對象(狗或貓)調用相應的方法。
Stroustrup在貝爾實(shí)驗室的這段時(shí)期,充滿(mǎn)了探索與創(chuàng )新。他深入研究了SIMULA、Smalltalk等早期面向對象語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn),并試圖將其與C語(yǔ)言的效率相結合。他編寫(xiě)了大量的原型代碼,反復試驗,不斷調整語(yǔ)言的特性和語(yǔ)法。17c.c++,這個(gè)早期版??本的C++,就如同這段孕育過(guò)程中的一個(gè)重要里程碑,它承載著(zhù)Stroustrup最初??的設想,一步步走向成熟。
盡管“17c.c++”這個(gè)具體的命名在歷史文獻中并非廣為人知,但它代表了C++早期發(fā)展階段的一個(gè)重要節點(diǎn),是“CwithClasses”向真正成熟的C++演進(jìn)過(guò)程中的一個(gè)縮影。
這個(gè)階段的C++,雖然與今天我們熟知的C++在某些細節上有所差異,但其核心理念已經(jīng)形成。它像一位初生的嬰兒,帶著(zhù)父母(C語(yǔ)言和面向對象思想)的優(yōu)點(diǎn),眼神中閃爍著(zhù)對未來(lái)的無(wú)限憧憬。Stroustrup用他的智慧和毅力,為這門(mén)語(yǔ)言注入了生命,并在其基礎上精心雕琢,使其逐漸擺脫了C語(yǔ)言的束縛,擁有了自己獨特的靈魂。
當C++的雛??形——“CwithClasses”——在貝爾實(shí)驗室逐漸顯露出其非凡的潛力時(shí),它并沒(méi)有立刻獲得一個(gè)正式的“名字”。Stroustrup的早期工作,更多地是在C語(yǔ)言的基礎上,添加面向對象的特性。這種語(yǔ)言,最初被稱(chēng)為“CwithClasses”。
隨著(zhù)功能的不斷豐富,以及其在實(shí)際項目中的應用,這門(mén)語(yǔ)言需要一個(gè)更響亮、更具辨識度的名字。
在1983年,C++正式被命名。這個(gè)名字本身就蘊含著(zhù)深意?!?+”是C語(yǔ)言中的自增運算符,代表著(zhù)“在C的基礎上有所增強”。這個(gè)簡(jiǎn)單的符號,精準地概括了C++與C語(yǔ)言的關(guān)系:它繼承了C語(yǔ)言的精髓,并在其之上實(shí)現了飛躍。這個(gè)名字的提出者,是貝爾實(shí)驗室的另一位程序員RickMascitti。
這個(gè)名字的出現,標志著(zhù)C++作為一個(gè)獨立的語(yǔ)言實(shí)體,開(kāi)始被正式地認識和推廣。
C++的早期發(fā)展,猶如一艘在浩瀚技術(shù)海洋中遠航的巨輪。它吸引了越來(lái)越多的開(kāi)發(fā)者,他們被C++強大的能力所折服。在貝爾實(shí)驗室內部,C++很快就被應用于各種項目中,從操作系統到通信系統,再到圖形界面。每一次成功應用,都為C++積累了寶貴的實(shí)戰經(jīng)驗,也暴露了需要改進(jìn)和完善的地方。
Stroustrup和他的團隊,在吸收用戶(hù)反饋的不斷地對語(yǔ)言進(jìn)行迭代和優(yōu)化。
面向對象編程的理念,在C++的生長(cháng)過(guò)程中扮演了至關(guān)重要的角色。它不僅僅是C++的一種特性,更是其核心的設計哲學(xué)。通過(guò)類(lèi)、繼承、封裝、多態(tài)等概念,C++為開(kāi)發(fā)者提供了一種全新的、更高級的思考和組織代??碼的方式。這使得構建大型、復雜的軟件系統變得更加容易管理和維護。
例如,在開(kāi)發(fā)一個(gè)大型圖形用戶(hù)界面(GUI)庫時(shí),C++的面向對象特性就顯得尤為重要。開(kāi)發(fā)者可以定義各種“控件”類(lèi),如“按鈕”、“文本框”、“窗口”等。每個(gè)控件類(lèi)都封裝了自身的屬性(如顏色、大小、文本內容)和行為(如繪制、響應點(diǎn)擊事件)?!按??口”類(lèi)可以繼承“控件”類(lèi),并在此基礎上增加布局管理等特有功能。
“按鈕”類(lèi)也可以繼承“控件”類(lèi),并實(shí)現特有的點(diǎn)擊事件處理邏輯。通過(guò)多態(tài),一個(gè)通用的“繪制”函數可以被調用,而具體的繪制過(guò)程則由不同的控件對象自行實(shí)現。這種方式,使得GUI庫的設計更加模塊化、可擴展,并且易于維護。
隨著(zhù)C++的流行,一個(gè)嚴峻的挑戰也隨之而來(lái):不同編譯器對C++標準的??實(shí)現可能存??在差異,導致代??碼在不同環(huán)境下編譯時(shí)出現問(wèn)題。為了解決這一混亂局面,保證C++的??跨平臺性和互操作性,標準化變得勢在必行。
1980年代??末和1990年代初,C++的標準化進(jìn)程開(kāi)始加速。Stroustrup本人以及許多行業(yè)內的專(zhuān)家,都積極參與到這個(gè)過(guò)程??中。他們意識到,一個(gè)統一、穩定的標準,對于C++的長(cháng)遠發(fā)展至關(guān)重要。這個(gè)過(guò)程并非一帆風(fēng)順,涉及了大量的技術(shù)討論、權衡和妥協(xié)。
1998年,第一個(gè)國際C++標準——ISO/IEC14882:1998(通常被稱(chēng)為C++98)正式發(fā)布。這是C++發(fā)展史上的一個(gè)里程碑??。C++98標準確立了C++的核心語(yǔ)法、標準庫以及面向對象編程的特性,為全球開(kāi)發(fā)者提供了一個(gè)共同遵循的規范。
這就像為C++這艘巨輪,繪制了精確的航海圖,讓所有船員都能朝著(zhù)同一個(gè)方向前進(jìn)。
C++98的發(fā)布,極大地??推動(dòng)了C++的普及和應用。它為編譯器開(kāi)發(fā)者提供了明確的指導,為開(kāi)發(fā)者提供了穩定的開(kāi)發(fā)環(huán)境,也為C++生態(tài)系統的發(fā)展奠定了堅實(shí)的基礎。從C語(yǔ)言的骨骼中汲取生命,到擁抱面向對象的浪潮,再到通過(guò)標準化實(shí)現全球通行,C++的成長(cháng)之路,是一段充滿(mǎn)智慧、堅韌和合作的史詩(shī)。
“17c.c++”或許只是這段史詩(shī)中一個(gè)不起眼的章節,甚至可能只是一個(gè)早期內部版本的代號,但它所代表的,是C++從誕生走向成熟過(guò)程中的一次重要演進(jìn)。正是無(wú)數個(gè)這樣默默無(wú)聞的??探索和進(jìn)步,匯聚成了今天我們所熟知的、強大而優(yōu)雅的C++。它不僅改變了軟件開(kāi)發(fā)的格局,更深刻地影響了現代科技的方方面面,從我們使用的??操作系統、游戲,到金融交易系統、科學(xué)計算,C++的身影無(wú)處不在,默默地支撐著(zhù)這個(gè)數字化的世界。