C++在嵌入式中表現(xiàn)如何？

這是知乎嵌入式領(lǐng)域的一個熱門話題，原文鏈接：

https://www.zhihu.com/question/374663834

幾個高贊回答：

idea4good：

先說結(jié)論：

1. 嵌入式、單片機(jī)里面C++非常好使；
2. C with class用來作大部分開發(fā)是完全可以勝任，如果用的好，能明顯改善你的代碼質(zhì)量（嵌入式領(lǐng)域，個人不鼓勵STL和模板，這個后面再說）。

只有5千行代碼的GuiLite是嵌入式、單片機(jī)中常用的GUI框架；它就是C++編寫，在GitHub有4.8K star，在Gitee有2K star?？赡苣阌X得5千行能做什么？
它不僅可以作常規(guī)的界面元素，還能在單片機(jī)平臺上進(jìn)行3D操作、可以與網(wǎng)頁結(jié)合，把界面效果用網(wǎng)頁的形勢表現(xiàn)出來，當(dāng)然也支持VR特效、最近還與FFmpeg集成，可以無依賴的支持視頻播放。
這里不是說GuiLite多強(qiáng)，而是想說明C++語言的魅力，如果沒有使用C++語言，而用C的的話，至少需要幾萬行才能實現(xiàn)相同的效果；還記得著名的愛因斯坦bug方程嗎？代碼多一點點，bug數(shù)量就會顯著增加。
其實GuiLite就是典型的C with Class；相信很多同學(xué)覺得這很低級，但這正是C++語言發(fā)明的初心。這種特性讓你完全告別的了函數(shù)指針；當(dāng)然很多C的高手，就是用函數(shù)指針實現(xiàn)了C++的所有特性。
首先為高手點贊，但作為普通韭菜的我們要明白它的代價就是一大堆函數(shù)指針；只要函數(shù)指針的大量存在，代碼的可讀性就大大降低，而C with Class就能用最優(yōu)雅的方式消滅所有的函數(shù)指針，雖然你覺得它很low，但它就能讓你的代碼量大大縮小；而且它對編譯器的支持極好，任何單片機(jī)編譯器都能支持這種簡單的C++特性。
如果你還讀過Linux的虛擬文件系統(tǒng)代碼，請問是什么反復(fù)打斷你領(lǐng)會代碼含義？答案是函數(shù)指針，為了實現(xiàn)對多文件系統(tǒng)的支持，Linus可是在拼命的往代碼里面使用函數(shù)指針。而如果選擇用繼承，虛函數(shù)來實現(xiàn)，其代碼就可以大大簡化。
這就是用C實現(xiàn)派生，虛函數(shù)擴(kuò)展的代價；你可能會說：Linus這種方式效率高呀！答案是：不存在；無論你如何在C語言層次做優(yōu)化，都沒發(fā)跟編譯器層次的優(yōu)化相提并論。
作為開發(fā)者，編程思想遠(yuǎn)遠(yuǎn)比語法糖重要的多。C with Class是編程思想的進(jìn)步，雖然在語法難度上面它不值一提。記住，我這里說的是編程思想，即使這么簡單地語法，現(xiàn)在還是被濫用了，完全不考慮實際需要，上來就是一個class，完全不顧及class發(fā)明者的初衷。class需要你在高level重整代碼結(jié)構(gòu)，但你卻用它污染每一個細(xì)節(jié)，每一行代碼。
還是那句話，用的好，5千行就能解決很多問題；用的不好，還不如不用，還是用你最擅長的語言去污染你的代碼吧，這樣污染的更有效率，對吧？
最后，STL，模板適合嵌入式嗎？個人覺得不大適合，首先這是對編譯器的極大挑戰(zhàn)，windows，linux平臺不是問題，但在單片機(jī)環(huán)境可能存在兼容性的問題；另外，模板，STL對調(diào)試非常不友好，不太適合運(yùn)行成本（步驟）相對復(fù)雜的嵌入式、單片機(jī)開發(fā)環(huán)境。
STL，模板的發(fā)明初衷也不是為嵌入式，單片機(jī)準(zhǔn)備的；所以，強(qiáng)行使用，會給你帶來很多麻煩。STL，模板的最佳使用環(huán)境是大型“游戲”。
這套東西是典型用空間換時間的產(chǎn)物，很多牛逼的游戲所需的cpu，內(nèi)存資源極少，就是他們的功勞，但代價是你的代碼會比較龐大，沒有1T的硬盤，就不要玩游戲了吧~~~STL，模板為什么能在游戲行業(yè)里面如魚得水呢？
首先，運(yùn)行效率很高，這里不再贅述；其次，則是游戲的重復(fù)性太高，大家回憶一下，DOTA，英雄聯(lián)盟，王者榮耀在玩法上面是不是很相近呢？
正是因為相似性太高，代碼重用就顯得非常必要，否則游戲工業(yè)化的效率就很低，現(xiàn)在之所以半年就能出一款大型游戲，我說這是STL、模板的功勞，你信嗎？我說是游戲引擎的功勞，你信嗎？我說游戲引擎跟STL、模板是你中有我，我中有你，你信嗎？
總結(jié)一下，C++編程思想對嵌入式開發(fā)者很有幫助，直接效果就是能大幅度降低你的代碼量和邏輯復(fù)雜度；STL，模板原則不適合大部分嵌入式使用環(huán)境，因為嵌入式軟件的特殊性往往超過通用性，代碼復(fù)用的需求不強(qiáng)，但只要你知道它們是為什么而生的，就會為它們選擇合適的使用環(huán)境。

聽心跳的聲音：

單片機(jī)的主流編譯語言可預(yù)見的長期仍然是C和少量匯編的結(jié)合體，而嵌入式Linux領(lǐng)域的未來在我看來更傾向于多語言范式的混合應(yīng)用編程，內(nèi)核模塊使用C，應(yīng)用層邏輯使用C++, Python, nodejs的混合編程，而界面的話使用java和QT/C++，下面說原因。
在單片機(jī)領(lǐng)域C++不太流行既有歷史原因，也有工業(yè)界的需求，對于單片機(jī)是從51發(fā)展到現(xiàn)在，主流的flash容量仍然在64KB~256KB左右，目前的容量限制注定了C++中的模板，泛型編程和STL等很難被運(yùn)用到開發(fā)中，但如果不使用這些，只使用支持class的C++，在C語言是有結(jié)構(gòu)體+函數(shù)指針可以替代的情況下，從C換成C++并沒有迫切的需求，而python和js的推廣困難，也有著類似的理由，此外在加上調(diào)試?yán)щy。
不過對于rust，這個理由是不存在的，但是因為歷史的慣性，目前行業(yè)內(nèi)無論大小公司，都大量的遺留和正在做的都是C語言項目(包含原廠的方案)，替換成rust就是商業(yè)成本問題，而不是語言問題(在我看來rust語言層面優(yōu)于C太多)，所以rust熱愛者們應(yīng)該是多去為各主流廠商平臺提供開源項目(具體項目，不是移植跑個hello world就完事了, 能跑和能用在產(chǎn)品中是兩個概念)，而不是呼吁語法層面多優(yōu)秀。
另外單片機(jī)優(yōu)勢不僅僅是實時可控，而是價格便宜，對于出貨量十萬甚至上百萬的設(shè)備，flash容量也是可觀的成本，所以工業(yè)界更希望是用最小的成本做最多的事，從這方面來說，C是比C++，python， js有明顯優(yōu)勢的。
在嵌入式Linux領(lǐng)域, C++絕對是應(yīng)用層主力之一，QT/C++雖然目前因為芯片性能的提升，逐漸被Android/Java所替代，但仍然在醫(yī)療，工控，車載導(dǎo)航等領(lǐng)域占據(jù)主流地位，而且這也是目前C++的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一，說嵌入式比較難，而C++也十分困難，所以嵌入式人員學(xué)習(xí)C++比較少是十分片面客觀的印象。
另外C++難的地方是移動語義，模板偏特化，lambda, ?模板元編程等知識，C++各種語法組合成的奇淫巧技如果不花大量時間去鉆研，看起來是猶如天書(很少有人例外)，但對于工業(yè)界，特別是嵌入式類應(yīng)用來說，只使用STL封裝的vector，map以及算法等方便開發(fā)，封裝些模板函數(shù)或者類幫助復(fù)用，很多時候C++11的新特性都用不全，說困難就有點夸大其詞了。
工業(yè)界的難點永遠(yuǎn)是如何把產(chǎn)品的需求轉(zhuǎn)換成具體的任務(wù)分解(滿足性能，成本和功能的平衡，同時能夠長期穩(wěn)定性)，而不是使用何種語言來實現(xiàn)任務(wù)，當(dāng)需求導(dǎo)向任意語言，無論是python，js，C++還是java，面向工資編程，只要有需求，總會有人會踏入這個方向，難度不是問題，需求和薪水才是問題。

pansz：

現(xiàn)實情況是：C++太難了，嵌入式人才本來就少，你還要能用C++且不出幺蛾子，那就更少。 所以用C確實是主流。 因為C程序員要求還是低些。
記得我當(dāng)初剛搞嵌入式的時候，系統(tǒng)連MMU都沒有，整個系統(tǒng)所有代碼全都在一個內(nèi)存空間，還得自己管理內(nèi)存池避免內(nèi)存碎片。隨便一個內(nèi)存訪問錯誤可以影響到完全不相干人的模塊的代碼。這種系統(tǒng)你敢用C++？
結(jié)論： 如果你是自己一個人開發(fā)代碼，并且對自己的C++水平有信心，那么用C++當(dāng)然沒有問題。但是考慮到整體程序員群體的C++水平以及C語言水平，用C做嵌入式項目會更現(xiàn)實一些。

candy：

第一點， 作為一個嵌入式十多年老手，可以說CPP太復(fù)雜，語言特性太多，實現(xiàn)一個功能能能用幾十個以上的方法，太多稀奇古怪的方法去實現(xiàn)一個功能，CPP特性復(fù)雜得沒有5年以上經(jīng)驗別想用好。但一個項目組幾個人CPP能力不一致，用一些稀奇古怪的特性去實現(xiàn)一些功能，多個人之間就沒法維護(hù)了。
第二點， 在調(diào)試的時候，面向?qū)ο蟮恼{(diào)試最好上圖形界面的工具才好調(diào)試，而嵌入式大多數(shù)時候是沒有這種調(diào)試工具的，CPP寫業(yè)務(wù)，后期bug調(diào)試也會搞死你，CPP嵌入式調(diào)試比C復(fù)雜一個數(shù)量級以上。
第三點， C語言特性雖然少，但完全夠用，實現(xiàn)一個功能方法不會很多，1年左右入門，3年老手，而CPP3年連CPP特性還沒搞清楚。C可以簡單用，也可以復(fù)雜用，C with class小cass，結(jié)構(gòu)體加指針輕松實現(xiàn)，看看linux kernel， 看看內(nèi)核頭文件，結(jié)構(gòu)體，宏各種精妙用法，你就會發(fā)現(xiàn)CPP完全多余了，CPP死于復(fù)雜。有經(jīng)驗的大公司團(tuán)隊使用CPP都是使用CPP的一個子集，只使用一部分特性。
CPP設(shè)計特性太多不是優(yōu)點，而是缺點，別看什么特性幾乎都支持，其實太多選擇其實就是沒有選擇。實現(xiàn)一個功能有且僅有一種方法才是一個好語言，例如python，go也不錯。
第四點， 產(chǎn)品應(yīng)用層其實重要的是業(yè)務(wù)，各種復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯，語言特性太多反而會混亂業(yè)務(wù)邏輯。C完全夠用，各種設(shè)計模式，C也可以實現(xiàn)。
能吸收內(nèi)核一些優(yōu)秀特性，例如內(nèi)核雙向鏈表，一些結(jié)構(gòu)體，宏，日志，內(nèi)存管理，線程管理，線程間進(jìn)程間通訊，各種鎖基本都需要C自己封裝套來用，這些東西學(xué)會了才能說用好了C。即使對于新手來說，不會這些高級C用法，有一個高級C也可以帶領(lǐng)一群低級剛?cè)腴T的寫一寫業(yè)務(wù)代碼。而一個高級CPP沒法帶領(lǐng)一群剛?cè)腴T的CPP初學(xué)者完成同樣的項目。
第五點， 資源限制，效率限制，同樣的業(yè)務(wù)功能，C的內(nèi)存占用，速度高于CPP，這些東西CPP里面基本都有現(xiàn)成的，可是了體積大，依賴多，對于嵌入式環(huán)境來說太過于笨重了。就是說同樣的產(chǎn)品，使用C可以使用更低端的主控芯片，更小的內(nèi)存，產(chǎn)品bom成本比使用cpp低，產(chǎn)品競爭優(yōu)勢遠(yuǎn)高于使用cpp的。

-END-

來源 | 嵌入式大雜燴

|?整理文章為傳播相關(guān)技術(shù)，版權(quán)歸原作者所有 |

| 如有侵權(quán)，請聯(lián)系刪除 |

【1】深度：國產(chǎn)嵌入式操作系統(tǒng)發(fā)展思考

【2】干貨：嵌入式C語言源代碼優(yōu)化方案（非編譯器優(yōu)化）

【3】嵌入式必備技能之Git的使用

【4】嵌入式研發(fā)10多年，工程師悟出這些道理

【5】嵌入式編程是否應(yīng)該用C++替代C語言

---