每年的 09/28 於我都是一個(gè)特殊的日子 -- 不只是因?yàn)榻處煿?jié)。今年很特殊地沒(méi)有普天同慶，那麼我就寫(xiě)篇文章自己慶祝一下好了。

我於今年七月發(fā)表了一本著作《多型與虛擬》和一本譯作 <深度探索 C++ 物件模型> ，獲得很大的回響。這些作品都不是針對(duì) C++ 的完全初學(xué)者所寫(xiě)，但從初階到高階為數(shù)眾多的 C++ guy，熱情地表達(dá)了他們對(duì)這些主題的喜悅。

在許多來(lái)信中，我看到一些有趣的現(xiàn)象，也感受到一些值得整理下來(lái)的想法。所以，根據(jù)我個(gè)人的學(xué)習(xí)過(guò)往、我的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、以及周遭朋友的心得交流，寫(xiě)下這篇文章，或可為後學(xué)者戒。

《多型與虛擬》序言節(jié)錄

首先讓我節(jié)錄《多型與虛擬》一書(shū)序言：

《多型與虛擬》序 節(jié)錄（侯俊杰/松崗/1998/07）

一般而言，C++ 是一個(gè)難學(xué)易用的語(yǔ)言。

C++ 的難學(xué)，初始在於其重重的布幕，布幕之中編譯器對(duì)我們的程式碼做了太多的手腳，使我們慣於循序思考的工程腦袋一無(wú)所措。及長(zhǎng)，又面臨新的思維模式，使我們必須扭轉(zhuǎn)慣常的思考習(xí)慣。

C++ 的易用則在於其巨大的彈性，能夠以多型（polymorphism）、虛擬（virtual）、模板（template）、泛型（generalization）等種種型式，讓既有的碼去處理未知的、未來(lái)的資料型態(tài)。

當(dāng)然，易用必須先能用。用不好或不能用的話，「寫(xiě) C++ 程式」最後就成了只是「使用 C++ 編譯器」，這是大家常拿來(lái)彼此調(diào)侃的笑話。

在「難學(xué)」的背景下，「易用」是使我們依然前仆後繼的動(dòng)力。愈來(lái)愈多的大學(xué)資訊科系把 C++ 開(kāi)在大一課程，這雖然說(shuō)明 C++ 是多麼地重要，可也苦了資訊新兵們。

其實(shí)「難學(xué)」的最大癥結(jié)在於，很難得有一本書(shū)，能夠一針見(jiàn)血地指出多型與虛擬的重要性；在我們粗具語(yǔ)法基礎(chǔ)之後，直接把我們導(dǎo)引到最核心最重要的思想，并且在建立這個(gè)思想的過(guò)程中，提供足夠的必要基礎(chǔ)。


困難度之一

「C++ 是個(gè)難學(xué)易用的語(yǔ)言」，這句話相信很多人心有戚戚。C++ 的學(xué)習(xí)難度，一在於語(yǔ)言本身太多的「幕」，一在於 "paradigm shift" （思考模式的移轉(zhuǎn)）。

傳統(tǒng)循序語(yǔ)言如 C, Pascal, Basic, Fortran...，除了模樣看起來(lái)稍有不同，基本上都是函式 call 來(lái) call 去，大同小異，很容易掌握。你想做的動(dòng)作，在 code 中都看得一清二楚。你所看不到的，犖犖大者也不過(guò)就是編譯器為你的函式加上用以處理堆疊的一小段碼（prologue 和 epilogue），這一小段碼基本上做的是 housekeeping 工作，你沒(méi)看到也沒(méi)有關(guān)系（更好），并不影響你對(duì)程式邏輯的思考。

C++ 不一樣，C++ 有太多和程式邏輯息息相關(guān)的動(dòng)作是編譯器為我們加上去的。換句話說(shuō) C++ 編譯器為我們「加碼」。如果不識(shí)清這一節(jié)，學(xué)習(xí)C++ 有如霧里看花，霧非霧，花非花。

編譯器為我們的 C++ 程式加了什麼碼呢？很多！物件誕生時(shí) ctor 會(huì)被喚起，物件死亡時(shí) dtor 會(huì)被喚起，這都是加碼的結(jié)果。ctor 中設(shè)定vtpr 和 vtbl，這也是加碼的結(jié)果。new 單一物件時(shí)會(huì)產(chǎn)生 memory block cookie，new 物件陣列時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)記錄著 object size 和 class ctor...，這也都是布幕後的工作。可以說(shuō)，程式碼中看不到而卻必須完成的所有與程式邏輯有關(guān)的動(dòng)作，統(tǒng)統(tǒng)都是 C++ 編譯器加碼後的結(jié)果。

當(dāng)「繼承」發(fā)生，整個(gè)情況變得稍微復(fù)雜起來(lái)。「多重繼承」又更復(fù)雜一些，「虛擬繼承」再更復(fù)雜一些。

這些布幕後的主題，統(tǒng)可歸類為所謂的 C++ object model（物件模型）。如果不知道這些底層機(jī)制，你就只能夠把 "make destructors virtual in base classes"（<Effective C++>, item14）或 "never treat arrays polymorphically" （<More Effective C++>, item 3）這類規(guī)則硬背下來(lái)，卻不明白它的道理。
用一樣?xùn)|西，卻不明白它的道理，林語(yǔ)堂如是說(shuō)：『不高明』。只知道 how，不知道 why，侯捷如是說(shuō)：『不高明』。

困難度之二

C++ 的第二個(gè)學(xué)習(xí)難度在於 "paradigm shift"（思考模式的移轉(zhuǎn)）。別說(shuō)自己設(shè)計(jì) classes 了，光使用別人的 classes，就都是一種思考模式和行為模式的移轉(zhuǎn)。MFC（或 OWL 或 VCL）programmer 必然甚能夠領(lǐng)略并體會(huì)我的意思。

使用所謂的 application framework（一種大型的、凝聚性強(qiáng)的、有著物件導(dǎo)向公共基礎(chǔ)建設(shè)的 class library），你的碼和 framework 之間究竟是怎樣的關(guān)系呢？framework 提供的一大堆可改寫(xiě)的虛擬函式的意義與價(jià)值究竟在哪里呢？為什麼 framework 所設(shè)計(jì)的種種美好性質(zhì)以及各式各樣的演算法竟然可以施行於我們自己設(shè)計(jì)的 class types 身上呢？framework 被設(shè)計(jì)時(shí)，并不知道我們的存在呀！

這正是物件導(dǎo)向中的多型（polymorphism）的威力。

稍早所說(shuō)的 C++ 物件模型，偏屬程式設(shè)計(jì)的低層面；這里所說(shuō)的思考模式移轉(zhuǎn)，則是程式設(shè)計(jì)的高層面。能夠把新思維模式的威力發(fā)揮得最淋漓盡致的，當(dāng)推物件導(dǎo)向的 polymorphism（多型）和 generalization（泛型）。如果你沒(méi)有使用這兩項(xiàng)特性，等於入 C++ 寶山而空手返。

反覆 煉，循環(huán)震蕩

想像 C++ 是一把用來(lái)解決程式問(wèn)題的刀，要它堅(jiān)軔，要它鋒利，就必須經(jīng)過(guò)多次的回火，在高熱和驟冷之間 煉。

初學(xué) C++ 語(yǔ)法（syntax）之後，你應(yīng)該盡快嘗試體驗(yàn) polymorphism （大致而言也就是虛擬函式的運(yùn)用）。等到對(duì) OOP 的精神有了大局掌控的能力，但對(duì) C++ 的許多小細(xì)節(jié)不甚清楚，就是回到C++ 物件模型 煉的時(shí)機(jī)。

成長(zhǎng)，是在高階（polymorphism）和低階（object model）之間反覆震蕩，才能夠震蕩到更高的位階，而不是平平庸庸於中階（C++ syntax）的一灘死水。

不要沉淪於 C++ syntax

100 個(gè)人跟我說(shuō)他懂 C++/OOP，只有 10% 不到可以讓我認(rèn)為他沒(méi)有胡吹大氣。太多的人，上嘛上不到 polymorphism，下嘛又下不到object model。就這樣不上不下地卡在 C++ 語(yǔ)法層面。大一學(xué)了C++，到大四快畢業(yè)了，連 virtual functions 是怎麼回事都期期艾艾支支吾吾說(shuō)不出個(gè)道理。

有時(shí)候我覺(jué)得，太苛責(zé)同學(xué)也於心不忍，因?yàn)橥瑢W(xué)們事實(shí)上處?kù)兑环N無(wú)知的狀態(tài)，既不知道 C++/OOP 該怎麼學(xué)，也不知道哪些書(shū)可以教他們那麼學(xué)。所以，苛責(zé)同學(xué)，不如責(zé)怪老師。

眾所周知，大學(xué)教授泰半是動(dòng)口不動(dòng)手，普遍的心態(tài)是「論文第一，升等為要；程式語(yǔ)言？哎，末流！」。「末流」課程通常由教授們輪流教，誰(shuí)倒楣誰(shuí)來(lái)教；於是就常常有「下學(xué)期要教 C++ 語(yǔ)言了，這學(xué)期寒（暑）假趕快去要本書(shū)來(lái)惡補(bǔ)」的情況發(fā)生。偏偏程式語(yǔ)言這東西，只動(dòng)口不管用，一定要?jiǎng)邮?#xff0c;而且要常動(dòng)手。老師自己沒(méi)有摸到C++/OOP 的精神，學(xué)生又能學(xué)到什麼？

有些學(xué)校資訊系并不教特定的程式語(yǔ)言，老師們的態(tài)度是「語(yǔ)言是一種自己學(xué)就好了的東西嘛，拿到大學(xué)殿堂來(lái)，哎，不入流」！於是應(yīng)該好好為學(xué)生打下實(shí)際基礎(chǔ)的課程，卻天馬行空地騰云駕霧起來(lái)，大談抽象意念。飽讀經(jīng)書(shū)的老師們可能忽略了，一個(gè)完全沒(méi)有技術(shù)基礎(chǔ)的學(xué)子，要的不是形而上的道，而是形而下的器。

我們是先能夠欣賞具象畫(huà)，還是先能夠欣賞抽象畫(huà)？我們不都是先對(duì)畢卡索的畫(huà)大罵「這是什麼東西」，直到自己的藝術(shù)涵養(yǎng)夠豐富了、人生閱練更飽滿了、能夠舉一隅以三隅反了、能夠接觸類旁通左右逢源了，才轉(zhuǎn)而能夠欣賞甚至進(jìn)入畢卡索的抽象意境嗎？

老師們各有專長(zhǎng)，要老師們來(lái)教非彼專長(zhǎng)的大班課、基礎(chǔ)課，我又覺(jué)得似乎也太為難老師了。那麼，苛責(zé)老師，不如責(zé)怪學(xué)校當(dāng)局。如果學(xué)校當(dāng)局能夠聘請(qǐng)經(jīng)驗(yàn)老道又有教學(xué)熱誠(chéng)的工程師來(lái)教這類實(shí)務(wù)學(xué)科，不是三方皆大歡喜嗎？不要說(shuō)什麼制度僵化啦，難以突破啦，大學(xué)是高度自治區(qū)，禮聘幾位兼任老師，不全都是系上的權(quán)責(zé)范圍內(nèi)嗎？

當(dāng)學(xué)子們?cè)谡n程上學(xué)不到他要的東西，就只好閉門(mén)自修。但是，循序性（sequential）語(yǔ)言尚有自修學(xué)會(huì)的可能，物件導(dǎo)向語(yǔ)言嘛，以大學(xué)生的程度來(lái)講，我認(rèn)為自修實(shí)在困難，只會(huì)修出個(gè)四不像、半瓶水。

管不到學(xué)校！管不到教授！自求多福的情況下，希望看到這篇文章的你，知道 C++/OOP 該怎麼學(xué)。

不要沉迷於 C++ object model

對(duì)於底層知識(shí)有濃厚興趣的朋友，下探到 object model 領(lǐng)域，一定會(huì)非常開(kāi)心地在 object size、object layout、vptr/vtbl、以及許多布幕後的技術(shù)之間玩將起來(lái)。了解這些東西，當(dāng)然是好的，但是由於一探究竟得其奧秘的快感與成就感，使得一些朋友們?cè)谶@個(gè)層面里「玩」起來(lái)了，小地方玩得很精，玩得不亦樂(lè)乎，玩得忽略了 C++/OOP 的最終目標(biāo)。

最終目標(biāo)是 polymorphism！

我要說(shuō)，在 C++ syntax 以及相對(duì)低階的 C++ semantics 里，不要玩得太過(guò)火。過(guò)猶不及，會(huì)傷身的。C++ 經(jīng)典名書(shū)內(nèi)附的一些習(xí)題，在我看來(lái)頗有點(diǎn)玩得過(guò)火的味道。至於什麼百題精選、題庫(kù)大成，除了修練基本功之外，都滿無(wú)趣的東西。

Programming 應(yīng)該是一種天馬行空的想像力與創(chuàng)意的組合；如果你能夠自己想題目，譬如說(shuō)實(shí)作一個(gè)天體運(yùn)行的 class 體系、或是實(shí)作一個(gè)生物分類（界門(mén)綱目科屬種）體系，不是很有趣嗎？準(zhǔn)備資料的過(guò)程中，查查百科全書(shū)，你也因此查到了太陽(yáng)系九大行星的幾何資料，哈雷慧星的軌道周期，或是黑面琵鷺的「界門(mén)綱目科屬種」英文名稱，這難道不比鉆研於 ++++i 或 ----i 或 *&*&p 之類的頭腦體操題目有趣嗎？（看過(guò)不少這類好笑題目，沒(méi)一個(gè)記下來(lái)，只好胡亂寫(xiě)幾個(gè)運(yùn)算式。諸位應(yīng)該知道我說(shuō)的那種頭腦體操題目）

固然，在科學(xué)與工程的領(lǐng)域里頭，無(wú)技術(shù)無(wú)以為立，但別把自己弄得過(guò)於僵化，過(guò)於匠氣。僵化與匠氣是我們教育體系的最大沉疴。到了高專層次，敗象顯露無(wú)遺。

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/newhand-liu/archive/2012/03/06/2793304.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的C++的沉迷与爱恋——侯捷的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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