问题

为什么C++没有Python那么多开源库?

回答
看到这个问题,脑海里瞬间闪过不少画面。刚开始接触编程时,我记得 Python 那叫一个“杀手级”的存在,无论你想要做什么,搜索一下,十有八九都有现成的库,而且文档清晰,易于上手。反观 C++,虽然强大,但感觉要找个轮子还得费点周折,而且有时候文档也比较“硬核”。这背后到底是什么原因呢?咱们掰开了揉碎了聊聊。

首先得承认,Python 的“开源库爆炸式增长”是一个系统性、多维度因素叠加的结果,而 C++ 的生态建设,虽然底蕴深厚,但在某些方面确实没能像 Python 那样形成那种“全民共建,随取随用”的态势。

咱们从几个关键点来分析:

1. 语言设计哲学与易用性:

Python:简洁高效,快速原型。 Python 的语法设计非常直观,强调代码的可读性,上手门槛极低。这使得大量非科班出身、或者想要快速验证想法的开发者能够轻松地参与到库的开发和使用中。你可以很快地写出能跑的代码,然后发现某个功能可以封装成库,或者别人已经封装好了。
C++:性能优先,强大灵活。 C++ 是为性能而生的,它的语法复杂,学习曲线陡峭。虽然这种复杂性带来了巨大的灵活性和控制力,但也让很多开发者望而却步。写一个简单的“Hello World”在 C++ 里就比 Python 多一些步骤,更别提复杂的内存管理、模板元编程了。这种门槛自然就限制了参与到库开发中的开发者数量,或者说,让很多愿意贡献的人觉得投入产出比不够高。

你可以这么想: 如果你想快速搭个网站,Python 的 Django 或 Flask 让你几分钟就能跑起来,然后你可以轻松找到各种用于数据库、用户认证、页面渲染的库。而在 C++ 里,虽然有像 Boost 这样非常强大的库集,但想要搭个网站,你可能需要自己去处理网络通信、HTTP 解析、文件I/O 等底层细节,或者寻找更分散、更专业的库,学习成本自然就高了。

2. 包管理与分发机制的成熟度:

Python:pip + PyPI,简直是开源库的“万能钥匙”。 `pip` 这个工具太方便了,加上庞大的 Python Package Index (PyPI) 仓库,开发者可以轻松地搜索、安装、更新各种库。一个简单的 `pip install ` 就搞定了。这种标准化、易于访问的机制极大地降低了库的传播和使用门槛。
C++:分散且多样化的构建与依赖管理。 C++ 的情况就比较复杂了。早期,很多库都是以源码形式发布,需要开发者手动编译、链接。虽然现在有像 CMake、vcpkg、Conan 这样的包管理器,但它们并没有像 `pip` 那样被 Python 社区普遍接受和统一使用。每个库的构建方式、依赖关系可能都不太一样,这给库的管理和分发带来了不小的麻烦。一个新项目,引入多个 C++ 库时,常常需要花费大量时间在配置和解决依赖冲突上。

想象一下: 你用 Python 写项目,只需要 `requirements.txt` 列出依赖,`pip` 一键安装。而用 C++,你可能需要维护一个复杂的 `CMakeLists.txt`,或者在一个 `vcpkg.json` 里列出所有依赖,并且要确保它们能愉快地共存。这种差异,直接影响了开发者愿意去尝试新库和分享库的意愿。

3. 生态环境与社区驱动力:

Python:数据科学、Web 开发、人工智能的强势驱动。 Python 在这些热门领域形成了巨大的生态圈。数据分析(NumPy, Pandas)、机器学习(TensorFlow, PyTorch, Scikitlearn)、Web框架(Django, Flask)等等,这些领域的爆发式增长催生了海量的库,也吸引了无数开发者投身其中贡献代码。社区的活跃度非常高,互相学习、互相帮助的氛围浓厚。
C++:高性能计算、游戏开发、嵌入式系统的基石,但应用场景更细分。 C++ 的优势在于其底层控制能力和性能。它在游戏引擎(Unreal Engine, Unity 的底层)、操作系统、高性能计算、嵌入式系统等领域依然是王者。这些领域往往对性能有极致要求,且开发周期长,对库的稳定性、可控性要求很高。虽然这些领域也有很多优秀的开源库(比如 Boost、Eigen),但其应用场景的“专业化”和“细分化”可能不如 Python 在大众化应用领域那么广泛。

打个比方: Python 的库就像各种方便的工具箱,你想做什么都能找到对应的工具,而且工具之间很容易组合。而 C++ 的库,更像是工业级的精密部件,它们非常强大,但你可能需要懂机械原理,才能把它们装配起来,而且这些部件往往是为特定高端应用设计的。

4. 许可证模式的影响(可能,但不是主要因素):

虽然 C++ 的开源库也有各种各样的许可证,但像 MIT、Apache、GPL 这样的开源许可证在 C++ 社区也广泛使用。许可证本身并不是造成数量差异的根本原因,更多还是前面提到的语言特性、包管理和生态驱动力等因素。

总结一下:

Python 之所以拥有数量庞大的开源库,是因为其易用的语言设计、便捷的包管理系统、以及在数据科学、Web 开发、人工智能等热门领域的强大生态驱动力。这些因素共同作用,降低了开发者参与库开发和使用的门槛,吸引了大量开发者涌入,从而形成了“百花齐放”的局面。

C++ 尽管在性能和底层控制方面无人能敌,但其相对复杂的语言特性、分散的包管理现状,以及在特定领域的“专业化”应用,使得其开源库的生态建设路径有所不同。它更侧重于提供稳定、高效、低级别的基础库和组件,虽然同样拥有许多高质量的开源项目,但在“数量”和“易用性”上,与 Python 呈现出不同的特点。

这并非说 C++ 开源库不好,而是说它们在生态构建和社区活跃方式上,有着各自的侧重点和发展路径。 C++ 的开发者更倾向于在自己熟悉的领域深耕,打造经过严格考验的“瑞士军刀”,而 Python 则更像是“宜家”的各种模块化家具,你可以轻松组合出你想要的任何东西。

网友意见

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看了好多回答,还是觉得有更本质的原因的,根源还是在C++这个语言特性上

为什么C++没有Python之类语言这样活跃的生态?我觉得根本原因在于C++没有解决好一个问题:菱形依赖

什么叫菱形依赖呢?就是说A依赖B,A也依赖C,但是B和C同时依赖D,并且我们限定D并不是STL这样的标准库,BCD都是开源库。为了限定到C++,我们这里BCD都是C++库,采用源码的方式发布。

这种情况在生态活跃的语言中则是非常常见的。

在C++当中会怎样呢?

  1. B和C中至少一个将D的源码合并到了自己的源码里面,放到thirdparty之类的目录里面。A将两份源代码加自己的一起放到thirdparty里面,编译,符号冲突,爆炸
  2. B和C在install说明中提到,必须把依赖放到某个地方,然后修改Makefile/CMAKE/Bazel配置,将D的源码目录加进来。结果B和C编译出来的.a里面还是带着D的全部符号,A尝试二进制链接,符号冲突,爆炸
  3. B和C在install说明中提到,需要将D的依赖放在某个地方,先编译成.a,设置好参数直接链接.a。但是B和C要求的D的编译参数不一样,链接不到一起,爆炸
  4. 把所有的依赖都一个一个放在独立的位置上,设置好include目录,每个都用自己的Makefile独自编译成.a,编译参数用同一套,最后再一个一个指定起来链接到一起——人工成本爆炸
  5. A希望B和C通过动态链接方式连接,方便升级。动态链接库里面链接了D的符号,加载起来符号冲突,爆炸。B和C一个动态链接了D,一个静态链接了D,还是符号冲突,爆炸
  6. D把自己改成了header only的库,终于不需要单独编译了。B和C在引用D的时候设置的宏不一样,导致编译出的弱符号不兼容,链接完运行崩溃,爆炸

以上种种,最后对于C++库的作者来说,就变成了这样一个结果:

如果我要提供一个好用、好编译、不给我天天找事情的库,那么我不能引用其它的开源库

没有比这更矛盾的事情了,要造轮子,第一件事情是不能用别人的轮子。但是如果你要正经开发一个系统,你能保证自己不会有一天需要把这个代码重构成一个通用的库吗?那你就得从第一天开始避免用第三方开源库……

在Linux上面唯一有点生态的意思的做法,是引用yum/apt源里面的xxx-dev这样的库,这些库通过pkgconfig的方式组织,而且通过包管理系统保证大家下载到的都是相同且兼容而且编译好了的二进制库,引用起来很方便。但是,只有把接口限定到纯C才能发布确保二进制兼容的库,那折腾了半天,就算内部是C++开发的,一到库的边界上还得转成纯C,也就失去了C++语言的优势了。

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因为很多 C++程序员的口号就是:别人的东西都是不可靠的,信不过的,只要我精力和能力允许,用别人的还不如自己造,只有自己的才是最可靠的。因此从性格上就不倾向于协同,碎片严重。

而 Python 程序员的口号则是:有现成的用现成的,没现成的找现成的,找不到,我就不做了,因此从性格上倾向于协作。

很多 C++ 项目造轮子之心比 python 强很多,代码都没写三行,起手就是一个 BaseObject,要用我的库,必须继承我这个 BaseObject 或者 BaseTemplate,所有参数传递都要套一个 base::my_smartest_ptr<xx> 的劣质套套,再来一个 mini 基础库,定义一堆新的数据结构让你用。

人家就是来买你一根烤羊肉的,你就爱在你的烤肉串外面套一层 shit 强卖给人家,人家恐怕连你羊肉串都不想吃了。

Python 不会有这个情况,首先 py 基础库非常强大统一,不需要象 C++ 一样,项目稍微写大点都要发明半套基础库一样,成为新项目使用的障碍。Python 项目大部分就是专注解决 1-2 个痛点,不执着造轮子,不同的项目就容易在统一的基础库的语义下进行协同。

好点的 C++ 库是非侵入式的,比如把 API 封装成 C 的,全部用基础类型作为接口,这样内部你自己用成一朵花都没人管你,用 cffi 让脚本语言直接调用也比较方便。

因此从好恶上,前者更偏向于单枪匹马自己搞定一切,而后者更喜欢协同。

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