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精通 C++ 是种怎样的体验?

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精通 C++ 是种怎样的体验?

精通 C++,绝非一朝一夕之功,它是一场漫长而深刻的探索之旅,每一次深入都能带来新的领悟,每一次挑战都磨砺出更强的能力。如果用一个词来形容,那就是“力量”,一种能够构建复杂、高效、底层系统的力量。但这种力量并非轻而易举,它伴随着深刻的理解、严谨的思维和不懈的实践。

下面我将从多个维度,尽量详细地描绘精通 C++ 的独特体验:

一、 代码即思想的直观映射:

洞悉底层机制: 你不再只是调用函数,而是能理解函数内部是如何工作的。内存管理、指针的本质、对象的生命周期、编译器的优化策略,这些曾经抽象的概念在你眼中都变得具象化。你可以清晰地“看到”数据如何在内存中流动,对象如何在堆栈上分配,函数调用如何压栈出栈。
对性能的极致追求: 你不再满足于“能跑就行”,而是时刻思考如何让代码更高效。你懂得如何避免不必要的拷贝,如何选择合适的数据结构,如何利用模板元编程进行编译时优化,甚至可以精细到汇编层面去理解某些指令的执行。每一次性能的提升都带来巨大的满足感,就像在精密机械中找到了一丝摩擦力的减少。
掌控一切的自由与责任: C++ 赋予你对内存、资源近乎完全的掌控力。你可以自由地分配和释放内存,可以编写高效的并发程序,可以实现低延迟的系统。然而,这种自由也伴随着巨大的责任。一个微小的疏忽,例如内存泄露、野指针、并发死锁,都可能导致灾难性的后果。你需要时刻保持警惕,对每一个细节负责。

二、 思维模式的重塑:

抽象与具体之间的游刃有余: 你可以轻松地在抽象的类设计、接口定义与具体的内存操作、位运算之间切换。你能够运用面向对象思想进行高层设计,又能深入到面向过程的细节去优化实现。
面向对象(OOP)与泛型编程(GP)的融合: 你不再仅仅局限于 OOP,而是能够将泛型编程的强大能力融入到你的设计中。模板可以让你编写出能够处理多种数据类型而无需复制代码的通用代码,元编程更是可以将计算提前到编译阶段,实现惊人的效率提升。
设计模式的内化与灵活运用: 你不再是生搬硬套设计模式,而是真正理解它们背后的原理和适用场景。你可以根据具体问题灵活地组合、修改甚至创造出新的设计模式。这些模式在你眼中不再是死的规则,而是解决问题的工具箱。
异常处理与错误管理的严谨性: 你对错误的处理方式更加成熟和严谨。你知道何时应该抛出异常,何时应该返回错误码,如何进行有效的错误传播和捕获,以及如何编写健壮的代码来应对各种意外情况。
并发与并行思维的培养: 在多核处理器成为主流的今天,你不得不深入理解并发和并行的概念。你懂得如何使用线程、互斥锁、条件变量、原子操作等来编写安全高效的并发程序,避免竞态条件和死锁。

三、 与工具的深度协作:

编译器的“朋友”: 你不再害怕编译器的警告和错误信息,而是能从中读懂很多信息,甚至利用编译器的提示来优化代码。你熟悉编译器的各种选项,了解链接过程,理解代码是如何被转换成机器码的。
调试器的“眼睛”: 你能够熟练使用调试器,如同拥有透视眼一般,深入代码的执行流程,观察变量的值,定位问题的根源。断点、单步执行、观察表达式、内存检查,这些都是你不可或缺的工具。
标准库的宝藏: 你对 C++ 标准库了如指掌,知道每一个 STL 组件的优缺点、适用场景和性能特点。你能够高效地利用 `vector`、`map`、`algorithm` 等工具,而不是重复造轮子。你甚至会去研究标准库的源码,从中学习最佳实践。
性能分析工具的“听诊器”: 你知道如何使用性能分析工具(如 `gprof`、`perf`、Valgrind)来诊断代码的性能瓶颈,找到热点,并进行有针对性的优化。

四、 面对挑战的从容与喜悦:

解决复杂问题的能力: 当别人还在为一些底层细节而苦恼时,你已经能够从容地设计出解决方案。无论是构建一个高性能的服务器、一个复杂的图形引擎、还是一个嵌入式系统,你都有信心去应对。
阅读和理解“古老”代码的能力: C++ 社区拥有大量历史悠久的代码库,精通 C++ 的你,能够更有信心去理解和维护这些代码,甚至从中学习到一些被遗忘的智慧。
学习新技术的“基石”: C++ 的深度学习为你打下了坚实的基础,让你在学习新的编程语言、框架和技术时,能够更快地抓住其核心思想和底层原理。例如,学习 Rust 时,你会更容易理解其所有权和生命周期概念;学习高性能计算时,你会更容易理解内存访问模式和并行化策略。
社区的“老兵”: 你能够参与到更高级的 C++ 讨论中,理解一些更深奥的 C++ 特性(如 C++20 的 Concepts、Modules、Coroutines),并为社区贡献你的经验和见解。

五、 持续学习与不断精进的觉悟:

精通 C++ 并非终点,而是一个不断学习和进步的过程。C++ 标准在不断发展,新的技术层出不穷。精通 C++ 的体验也意味着你永远保持着对知识的渴望和对技术的热情。你懂得谦虚,知道自己永远有进步的空间。

当然,精通 C++ 也有其“副作用”:

对其他语言的“挑剔”: 有时你会觉得其他语言在某些方面不够“精细”或“强大”,甚至会怀念 C++ 的某些特性。
对细节的“偏执”: 你可能会对代码中的微小细节过度关注,这既是优点,也可能让你在某些情况下显得有些固执。
“被遗忘”的风险: 如果长时间不接触 C++ 的某些底层细节,也可能出现一定的遗忘,需要不断地温习和实践。

总而言之,精通 C++ 是一种将抽象概念转化为具体实现的强大能力,是一种对底层机制的深刻理解,是一种严谨的思维模式,更是一种在挑战中不断成长和探索的旅程。它带来的不只是技术上的成就感,更是一种对计算机科学本质的更深层次的认识和掌控。

网友意见

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单纯地“精通C++”之后的体验是:“听过了很多道理,却依然过不好这一生。”

由于很多程序员上来接触的就是编程语言,所以以为编程语言就是计算机全部。其实不是的,就好比对于作家最重要的不是词汇量和语法知识,对于律师来说,了解法律条文也只是基本要求,对于计算机科学来说,编程语言不过是一个来和计算机沟通的工具。你精通C++,所以这个工具用起来很顺手,指挥起计算机来得心应手,然后呢?背得过新华字典,就能写得出美丽的诗篇?错。计算机科学的知识不是一门编程语言能概括的,任何一门编程语言都不行。

个人觉得具体来讲:精通C++之后,根据学习目的的不同,可能有如下几种体验:

1:为了从事C++相关开发的。刚开始信心满满,但最后通常会悲惨地发现:”填不完老人挖的坑,扶不正新人砌的墙“。毕意精通C++的还是少数,而优美的代码只是一个现代童话。所以开始大声疾呼:大家要守规矩呀,不能用裸指针,不要重复造轮子,要遵从开闭原则,要有设计模式,要遵从查询命令分离原则,要注意可读性,要有单元测试,要充分利用类型系统,要尽可能地在编译期发现错误……结果是你成功地保证了公司代码的长治久安,或者你已被气死在半路上……根据统计数据显示,呵呵……

2:工作中用不上的。首先祝贺你。(咳咳,我真不是C++黑……)由于C++是一个多范式语言(C++11后连函数式都全了,bravo),所以我相信精通C++的人再看别的语言,那几乎都是C++的子集呀……但是所谓入乡随俗,你也一样要了解其它语言中通用的风俗,才能成为一个优秀的程序员,而且C++的好处是它就像一个有着透明外壳的精密仪器,你总是可以看到它最深处的秘密。但别的语言通常没有这么透明,会隐藏很多实现细节,要习惯一会儿。

3:有志于研究编程语言的。干嘛学C++?有研读C++标准文档的时间,还不如看看《范畴论》。C++不过是C上面打了一大坨补丁。精通C++之后的感受最可能是:我艹,这肯定不是先进生产力的发展方向,肯定不是最广大程序员的最根本利益……我还是瞅瞅Lisp之流是不是靠谱吧……

4:有志于研究计算机科学某个领域的。不错,又会了一门外语,以后可以看C++写的代码了,而且如有需要,也能写写C++代码了……但是时间花得真是不少呀,罪过罪过,赶紧继续我的本职研究去吧……

5:搞培训的。哈哈哈哈,妈妈再也不用担心我的饭碗了……《Effective C++》的作者在D语言大会上的一个讲座非常好,其中的一句话是:我最希望D语言社区将来不需要像我这样的人……我没有保存那个链接,但是这个讲座真的很不错,大家可以搜搜看看……

精通C++真不算多大点儿事儿,而且回报也不大,所以才没那么多人“精通”。如果单纯只精通C++的话,体验就是:“听过了很多道理,却依然过不好这一生。” C++虽然已经包含了无数的细节,无数的规则,无数的奇技淫巧,但现实世界却有更多的细节,更多的规则,更多的奇技淫巧……

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没什么用,精通C++不代表能写出好程序,就像知道回字有四种写法照样无法写出好文章来。不要把精力浪费太多具体某语言上,不管你搞网络,还是搞数据库,搞数字信号处理还是搞人工智能,或者和李开复一样搞语音识别,你会发现,功夫都在语言之外。

花太多时间学C++一点用都没有,不如打牢基础然后具体去学习各种知识,或者直接进行一些具体实践性的开发。所以我看简历,只会注意他具体做了什么,解决哪些问题,取得何种成绩。精通或者熟悉C++基本都是当垃圾信息过滤掉的,如果你简历上最耀眼的只是熟悉某语言,那和垃圾简历没区别。

所以,不要雇佣号称精通C++的人就是这个理由。

其实最精通中文的的人是各种语言学家,大学里专门研究中文的人,哪个字的出处,哪个用词正确与否,那个生僻字怎么念都了然于胸。so what ?能代表他们就能出口成章,提笔成文么?

就像《三体》写得好,是因为大刘在科学在剧情构思上的知识牛逼,而不是大刘会咬文嚼字。Kaiser 在知乎上谈笑风声,因为他历史知识丰富,《史记》《汉书》《三国志》信手拈来,外加观点独到,幽默风趣,从来不是因为他知道回字有四种写法,或者八种写法。

我们说 Fabrice牛逼,因为他对 数学,信号处理,计算机体系等三个方面有着深刻的认识,从而他能做出 ffmpeg, qemu, tinycc 这样的项目来,从而他算 pi可以算到世界第一快,所以大家觉得很牛逼,这并不是因为听说他 C++有多牛。

所以看到简历上如果没什么值得称道的东西,只有一个 “精通C++”,在用人公司眼里就和一个笑话差不多。

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补充,

@欧阳婕

评论中提到的陆游诗,

《示子遹》

——陆游

  我初学诗日,但欲工藻绘;

  中年始少悟,渐若窥宏大。

  怪奇亦间出,如石漱湍濑。

  数仞李杜墙,常恨欠领会。

  元白才倚门,温李真自郐。

  正令笔扛鼎,亦未造三昧。

  诗为六艺一,岂用资狡狯?

  汝果欲学诗,工夫在诗外。

注意第一句,“我刚学诗,只想精通辞藻” 就是这个所谓 “精通C++” 的状态

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