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[導讀]只有5千行代碼的GuiLite是嵌入式、單片機中常用的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?


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這是知乎嵌入式領域的一個熱門話題,原文鏈接:
https://www.zhihu.com/question/374663834

幾個高贊回答:

idea4good:


先說結論:

  1. 嵌入式、單片機里面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量(嵌入式領域,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,還能在單片機平臺上進行3D操作、可以與網頁結合,把界面效果用網頁的形勢表現(xiàn)出來,當然也支持VR特效、最近還與FFmpeg集成,可以無依賴的支持視頻播放。多說無益,有圖為證:


這里不是說GuiLite多強,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數量就會顯著增加。

其實GuiLite就是典型的C with Class;相信很多同學覺得這很低級,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指針;當然很多C的高手,就是用函數指針實現(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指針;只要函數指針的大量存在,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,請問是什么反復打斷你領會代碼含義?答案是函數指針,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指針。而如果選擇用繼承,虛函數來實現(xiàn),其代碼就可以大大簡化。

這就是用C實現(xiàn)派生,虛函數擴展的代價;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,編程思想遠遠比語法糖重要的多。C with Class是編程思想的進步,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重整代碼結構,但你卻用它污染每一個細節(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,但在單片機環(huán)境可能存在兼容性的問題;另外,模板,STL對調試非常不友好,不太適合運行成本(步驟)相對復雜的嵌入式、單片機開發(fā)環(huán)境。

STL,模板的發(fā)明初衷也不是為嵌入式,單片機準備的;所以,強行使用,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物,很多牛逼的游戲所需的cpu,內存資源極少,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,運行效率很高,這里不再贅述;其次,則是游戲的重復性太高,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,代碼復用的需求不強,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:


單片機的主流編譯語言可預見的長期仍然是C和少量匯編的結合體,而嵌入式Linux領域的未來在我看來更傾向于多語言范式的混合應用編程,內核模塊使用C,應用層邏輯使用C++, Python, nodejs的混合編程,而界面的話使用java和QT/C++,下面說原因。

在單片機領域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語言是有結構體+函數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,此外在加上調試困難。

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領域, C++絕對是應用層主力之一,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,車載導航等領域占據主流地位,而且這也是目前C++的重要應用領域之一,說嵌入式比較難,而C++也十分困難,所以嵌入式人員學習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),封裝些模板函數或者類幫助復用,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)界的難點永遠是如何把產品的需求轉換成具體的任務分解(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,當需求導向任意語言,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存空間,還得自己管理內存池避免內存碎片。隨便一個內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特性復雜得沒有5年以上經驗別想用好。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了。

第二點, 在調試的時候,面向對象的調試最好上圖形界面的工具才好調試,而嵌入式大多數時候是沒有這種調試工具的,CPP寫業(yè)務,后期bug調試也會搞死你,CPP嵌入式調試比C復雜一個數量級以上。

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,也可以復雜用,C with class小cass,結構體加指針輕松實現(xiàn),看看linux kernel, 看看內核頭文件,結構體,宏各種精妙用法,你就會發(fā)現(xiàn)CPP完全多余了,CPP死于復雜。有經驗的大公司團隊使用CPP都是使用CPP的一個子集,只使用一部分特性。

CPP設計特性太多不是優(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, 產品應用層其實重要的是業(yè)務,各種復雜的業(yè)務邏輯,語言特性太多反而會混亂業(yè)務邏輯。C完全夠用,各種設計模式,C也可以實現(xiàn)。

能吸收內核一些優(yōu)秀特性,例如內核雙向鏈表,一些結構體,宏,日志,內存管理,線程管理,線程間進程間通訊,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也可以帶領一群低級剛入門的寫一寫業(yè)務代碼。而一個高級CPP沒法帶領一群剛入門的CPP初學者完成同樣的項目。

第五點,? 資源限制,效率限制,同樣的業(yè)務功能,C的內存占用,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。就是說同樣的產品,使用C可以使用更低端的主控芯片,更小的內存,產品bom成本比使用cpp低,產品競爭優(yōu)勢遠高于使用cpp的。

-END-

來源 | 嵌入式大雜燴

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