C++ 编程的“深度”与“广度”

太过爱你忘了你带给我的痛 2022-08-07 02:52 26阅读 0赞

C++很复杂——我们听多，并且也相信这个说法。但其实它也有很简单的地方。C++有一个朴素的思 想：“简单的问题用简单的方法解决，复杂的问题，用复杂的方法解决。”。这句话当然不能绝对化。一个问题的复杂性，往往有多种来源，比如可以是“深度”上 的困难；从这一点上，我们了解，证明“任何一个>=6之偶数，都可以表示成两个奇质数之和 ”是个难题，虽然题目很短一读明白，但它确实是一个复杂的问题，因为它是“哥德巴赫猜想”。  
  
复杂度的来源也可以是问题的“广度”。比如给一个人做一道可口的菜是简单的，但今天是周末，我家来了七大姑八大姨，站在厨房里的我就会感觉面临一道复杂的 问题。我不仅要了解每一位亲人的口味，并不绝不能做八道菜，让客人各选所需就算了。八个简单的问题，交叉在一起时，成就了一道“众口难调”的复杂的问题。  
  
C++中所具备的复杂功能，一小部分有助于我们解决深度上的复杂问题，但更多的功能，是为用来对付“广度”上问题。这符合软件开发行业的主要市场需求。  
  
小结一下：C++中有很多复杂的（方法或）知识点其实是留着对付一些复杂问题的。但，我们在学习C++时，我们能遇上什么“复杂”问题吗？答：很少，甚至就是没有。那么，光靠一些简单的问题，我们能理解那些复杂的方法吗？  
  
比如“面向对象”。[C++之父][C] 早说过，[C++语言不是，也不愿意成为一门单纯的“面向对象”的语言][C 1] 。 为什么？因为“简单的事情简单解决。”，“面向对象”的编程思想，在历史上出现，就是为了解决足够庞大的复杂问题才提出，并且确实取得了一定程度上的成 功。于是乎人人都对它趋之若骛，更是成为了大学编程专业的必修课。但请问，你根本就没可能在书本上遇上任何足以体现“面向对象”之必要性的问题，你怎么学 习“面向对象”呢？请注意，写一个“非常面向对象”的程序，是很容易地，一个java版本的“Hello world”程序就很OO。但把程序写得非常有“面向对象”的风格，这绝对不是我们的目标。目标是解决问题，“面向对象”是一种“思想工具”，当我们判断 再没有更简单的工具来解决一个问题时，于是把手伸入机器猫的口袋，叮叮铛……屏幕上打出四个大字“面向对象”。  
  
有同学要举手反对了，复杂度是相对啊。一个在大拿眼里，很简单的，用面向过程可以非常漂亮地解决的问题，但在初学者面前，就是一个大广度的问题，这时，作为一种组织方法，“面向对象”不能帮我们些什么吗？如果能帮上，那我们用它来学习“面向对象”，就不算是纸上谈兵了吧？  
  
完全同意。像Linus这样的大牛，操作系统这样既深又广的问题，他都觉得用C语言这样典型的面向过程的语言，就可以轻易拿下，他倒[觉得像C++这样的语言的OO，纯是添乱][C_OO] 。  
  
复杂度当然是相对的，但当我们面临，或者说期望的复杂是指“广度”上的复杂度时，普通教程上的那种一杆子想把C++语言捅到底的教学内容与教学方式，就显 得非常的不够用了。写一个“俄罗斯方块”的程序，就是一个“相对复杂”的问题。翻开一本《C++ Primer》，740多页，如果仅仅从C++语言知识点来看，任何一个学到第227页的读者，都应该要开始动手写一个俄罗斯方块的程序。因为那时候他已 经懂得多维数组，于是可以定义出方块数据；他已经懂得if判断，于是写得出碰撞判断；他已经学会for循环，于是知道如何消掉被填满的一行或多行……

（新插一句，看到王同学写了[《自己动手写俄罗斯方块》][Link 1] ）  
  
有人觉得我这是“忽悠”。他们又改口说，“俄罗斯方块”是一个太复杂的问题了，如果学生在学习半途花上一个月时间去搞一个俄罗斯方块，会节外生枝，彻底打 乱原来学习计划云云。好吧我承认确实存在苦研十年军事理论，然后杀上战场一举成名的将军；但我更愿意相信多数将军是不断地打一场场小战役，不断地在晚上挑 灯看《武穆遗书》的过程中成长起来的。而我也确实看到那些在一个月中，被“俄罗斯方块”程序搞得头破血流，并坚持下来的学生，确实在日后遇上问题时，有着 更好的“纠缠”能力。试想一下吧，学完《C++ Primer》200多页时，像样的问题都没遇上一个，却要再翻过那么一百多页，然后开始学习“第三部分 类和数据抽象”。  
  
我用《C++ Primer》当教材当老师，不是一次两次了，但每当我开始兜售“面向对象的本质不是封装、不是派生、不是多态，而是抽象”时，我总觉得自己是那么无力。底下的战士，他们没有打过任何一场像样的战役，但他们希望在课堂上成长为巴顿，成长为陈庚。

在那一时，我总会想起C++之父痛心地说到C++教育的一句话，大意是说：现在C++教育似乎进入了一个怪圈：要教会一个人C++，唯一的办法，就是把他教成C++高手。我在从事C++教育时，很长时间，发现自己一样落在怪圈里！长叹。  
  
（以上内容，任何有正常理智或心态的人，都不会认为：本文作者在说《C++ Primer》是一本差书。）  
  
对一个初学者，学完《C++ Primer》227页之后，动手写一个俄罗斯方块游戏，复杂在哪里？  
（一），C++初学者（没有其它语言学习经验）那时刚刚把类型、变量、数组、指针、if、for………装入脑里，每一个知识点都才刚刚开始消化，这时要把这一切掺合到一起，去解决一个真正的问题，就像一个刚刚看完《高尔夫球杆使用说明》的人上了场，那个乱劲儿！  
  
（二），没有人会觉得写一个字符界面的俄罗斯方块很爽，所以总得要去碰一下图形用户界面的编程知识吧。窗口、菜单、定时器、消息、GDI，资源文件……妈啊。就这一点就够广的。  
  
（三）、教材里那些花花草草小猫小草的例程，也确实拿来过调试，什么单步跟踪、什么断点、什么变量观察……还有什么条件编译、二分法、以及如何使用 Windows的调试API，比如“OutputDebugString”函数等等，平常老师在台上讲，我们都觉得需要那么多调试方法吗？现在可好，程序 好不容易编译通过，一运行就死了，一头雾地才开始想如何调试……  
  
公元一九八九年，有人问总设计师说中国十年改革开放最大的失误是什么？他说是教育。(公元2008?)有人问C++之父，十数年，C++语言最大的失误是什么？Stroustrup说，也是教育。这个“也”字纯属我加的。原文得是这样：

[Stroustrup Says C++ Education Needs To Improve][Stroustrup Says C_ Education Needs To Improve] ：

*“在C++的早期，我很担心不能足够快的教好教师。我有理由担心，因为 许许多多明显的C++的错误使用都可以追踪到教育者自身对基础的误解。我未能足够清晰的阐述我的想法和原理。”Stroustrup表示，“我避免传授 ‘如何思考’，我猜想最好的教育之法是使用大量优秀的例子。”*

没错，如果可能，就永远别去教学生如何“面向对象”，而是要让他们陷在问题的海洋里，再加上有力的引导，最终让他们自己悟出面向对象的真谛。  
  
如果我有儿子。当他成长到对爱情似懂非懂的青涩年龄时，我不想对他讲一堆什么爱情啊责任啊的大道理。我也不希望他谈第一个女朋友，就马上顺利地步入婚姻， 我希望如果可能，他最好遇上些嫌贫爱富的女人，遇上些虚荣乖张的女人，然后被女人抛弃过，或抛弃过别人，然后命运再安排他遇上他的灰姑娘。  
  
花花公子，情海里几度沉浮，不轻易付出感情的男人，通常比那些遇上第一个女人就爱得死去活来的青涩男孩，更懂得爱情的真谛，在婚后也往往更不会爱上别的女 人。为什么，因为随便碰上个异性就爱得死去活来的人，通常他们爱的不是人，他们爱的是“爱情”这个东西，就算他们其实没有足够了解爱情中另一个人。  
  
作为C++程序员，碰上任何一个问题，就要来扯上一通“面向对象”如何如何的人；在碰上真正问题时，往往比那些懂得简单问题简单解决的人，挂得早。因为他们的出发点是爱上了“面向对象”，而不是了解所要解决的问题。  
  
同样的，作为一个C++爱好者，你可以爱上C++，但作为一个程序员，请别轻易说，我爱上了一门语言。爱容易让人盲目；一个盲目的fans，是有力量的，他全身心地投入了学习，真好；但一个盲目的程序员，是可怕的，他会以为，C++和爱情一样，无所不能。  
  
但具体到我个人，我有我的坚持，我决不愿意把我的学生培养成C++的粉丝（但，成为C++之父BS的粉丝，我热烈支持:）。相反，我会“折磨”他们，《白 话 C++》中的第二章《准备》，已经成功地让很多学习者，发出哀怨：“学习C++，有必要去安装、编译这么多库吗？ 还是Java好，一切都准备好了。”  
  
《准备篇》的绪言，是一句煽情的话：“决定你能否成为程序员，不在于你的计算机基础，在于你是否有足够的耐心。”  
  
现在社会，有些女人或男人，会同时和几个异性谈恋爱，他们是势利的。我当然也反对这种不道德的行为。但如果是学习语言（无论是编程语言或自然语言），如果 你有能力，我建议完全可以同时学习两门，学习上越“势利”越好，而有能力时，同时学习多门语言，那是相当的有利可图，具体有机会再展开。通常一个人对在 C++语言熟练之后，就具备了这个能力。对于从没有学习过其它编程语言的初学者，同时学习C++语言之外，还要学习另一门，不现实。但是，当我们仅仅限定 C++编程的范畴，那就一定不能痴痴，长期地把精力和爱心都放在语言自身上。

回到主题，C++编程的复杂度既深又广，我推荐的方法是：“有一定深度，扩大广度，有一定广度，加深度。”关于在广度上，有什么可以向初学者推荐的库，请参看我的另一篇笔记：[《向C++初学者推荐的几个开源库 》][C_] 。

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