為什麼說C++太複雜？複雜的必要性是為什麼？

1 常見觀點

可以輕易的找出許多文獻說明C++太複雜了，例如學習C++的書籍的厚度。

這樣以至于C++的設計者Bjarne都曾懷疑具有類的C是不是已經太龐大了。

因為，總有大量對語言的新特性的要求：

• 對如何利用現有特性完成某些任務沒有足夠的了解
• 天生喜歡評價主流程式設計語言的人
• 許多使用者遇到了實際的問題，确實需要語言本身提供支援來解決這些問題（大部分）

2 反駁觀點

但是C++隻在被孤立看待的時候，才會覺得複雜性。設計任何一門語言都是有背景的。

C++面向的是這樣的特定使用者：

• 應對各種複雜問題
• 寫出運作相當長時間的解決方法
• 解決方案要滿足任意的性能要求
• 工作在不同的硬體和作業系統上
• 和許多已存在的系統共存

雖然人們都希望有簡單的語言，但是人們真正需要的是有助于解決問題的語言。

由于C++相當流行，是以得到結論，人們願意為了語言所提供的強大表現力和高效率而放棄對簡單性的要求。

3 為什麼要解決的問題越複雜，工具就不得不複雜？

3.1 類庫和語言語意

例如C++中的指派和初始化，在很多語言中都沒有差別，比如C。

為什麼在C++中卻如此重要呢？

C++允許變量“擁有”一定的資源，如果值改變，就必須放棄這些資源。

當我們在編寫那些要處理配置設定在别處的資料結構的類時，差異就很重要。

class String{
private:
	cha* data;
	int len;
	//...
}
           

String s = "jiangxuehan";
           

下面的代碼給s指派時，s早就已經有一個值了（預設構造函數）。在指派時，s必須要放棄舊值占用的記憶體。

String s;
s = "jiangxuehan"
           

原則上我們沒有必要劃清兩者的界限，可以在初始化後緊跟一個析構操作，這樣會簡化很多程式，但是會使某些類的抽象變得難以實作。

例如

有些C++的庫提供了一種叫片的類，如果某個對象包括了某種資料結構，通常我們可以建立一個指向該資料結構的某部分的片，給這個片指派會影響原資料結構中的被選中的那部分。

String s = "the dog";
s(4,3) = "cat";//s(m,n)表示從字元m開始的n個字元長的s的一片
//s的值為"the cat"
s(4,0) = "big, fluffy"
//s的值為the big, fluffy cat
           

如果指派總是等價于緊跟初始化後的析構操作，那麼此類的抽象就比較難實作。

3.2 折中方案

再有比如界面設計，C++中有很多都是給類設計提供簡化的工具，幫助他們解決使用者界面的問題。是以用C++設計類比用其他語言難得多，但是解決方案更廣泛，給庫設計者提供了更政策化的可能性，使他們能考慮的更多。精心設計的C++庫會非常好用。

大家都覺得設計一個優秀的變長字元串和複數類很困難，但是如果把這些東西補充到編譯器中，那麼會更加困難。因為使用者很少有權利和能力去修改自己的編譯器，更别提把這種改變移植到不同的編譯器上。

是以C++提供了一個折中的方案，它允許我們在無需改變編譯器内部的工作模式，就能詳細地定義抽象概念的具體行為。

3.3 複雜度的守恒

計算機系統複雜而有階段性，如果忽略這種複雜性，并不能消除複雜性，而且通常要付出代價。

例如計算3個浮點數相加的問題：

double add(double x, double y, double z){
	return x+y+z;
}
           

這段代碼并不能對10^20^、-10^20^、1的所有排列提供精準的答案。10^20^+1和-10^20^将等于10^20^，1最終會被完全丢掉。

解決這個問題時，我們可以處理或者忽略複雜性，如果決定處理，就要通過確定最精确的可能答案來完成這一點，如果忽略複雜性，那麼複雜性會轉移到使用者那裡。