知乎熱議：嵌入式開(kāi)發(fā)中C++好用嗎？
[導(dǎo)讀]嵌入式、單片機(jī)里面C++非常好使；C with class用來(lái)作大部分開(kāi)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(gè)人不鼓勵(lì)STL和模板，這個(gè)后面再說(shuō)）。
先說(shuō)結(jié)論：
- 嵌入式、單片機(jī)里面C++非常好使；
- C with class用來(lái)作大部分開(kāi)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(gè)人不鼓勵(lì)STL和模板，這個(gè)后面再說(shuō)）。
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(xiě)，在GitHub有4.8K star，在Gitee有2K star?？赡苣阌X(jué)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(tái)上進(jìn)行3D操作、可以與網(wǎng)頁(yè)結(jié)合，把界面效果用網(wǎng)頁(yè)的形勢(shì)表現(xiàn)出來(lái)，當(dāng)然也支持VR特效、最近還與FFmpeg集成，可以無(wú)依賴(lài)的支持視頻播放。多說(shuō)無(wú)益，有圖為證：
這里不是說(shuō)GuiLite多強(qiáng)，而是想說(shuō)明C++語(yǔ)言的魅力，如果沒(méi)有使用C++語(yǔ)言，而用C的的話(huà)，至少需要幾萬(wàn)行才能實(shí)現(xiàn)相同的效果；還記得著名的愛(ài)因斯坦bug方程嗎？代碼多一點(diǎn)點(diǎn)，bug數(shù)量就會(huì)顯著增加。
其實(shí)GuiLite就是典型的C with Class；相信很多同學(xué)覺(jué)得這很低級(jí)，但這正是C++語(yǔ)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(shí)現(xiàn)了C++的所有特性。
首先為高手點(diǎn)贊，但作為普通韭菜的我們要明白它的代價(jià)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(jué)得它很low，但它就能讓你的代碼量大大縮小；
而且它對(duì)編譯器的支持極好，任何單片機(jī)編譯器都能支持這種簡(jiǎn)單的C++特性。
如果你還讀過(guò)Linux的虛擬文件系統(tǒng)代碼，請(qǐng)問(wèn)是什么反復(fù)打斷你領(lǐng)會(huì)代碼含義？
答案是函數(shù)指針，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)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(lái)實(shí)現(xiàn)，其代碼就可以大大簡(jiǎn)化。
這就是用C實(shí)現(xiàn)派生，虛函數(shù)擴(kuò)展的代價(jià)；你可能會(huì)說(shuō)：Linus這種方式效率高呀！
答案是：不存在；無(wú)論你如何在C語(yǔ)言層次做優(yōu)化，都沒(méi)發(fā)跟編譯器層次的優(yōu)化相提并論。
作為開(kāi)發(fā)者，編程思想遠(yuǎn)遠(yuǎn)比語(yǔ)法糖重要的多。C with Class是編程思想的進(jìn)步，雖然在語(yǔ)法難度上面它不值一提。
記住，我這里說(shuō)的是編程思想，即使這么簡(jiǎn)單地語(yǔ)法，現(xiàn)在還是被濫用了，完全不考慮實(shí)際需要，上來(lái)就是一個(gè)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(gè)細(xì)節(jié)，每一行代碼。
還是那句話(huà)，用的好，5千行就能解決很多問(wèn)題；用的不好，還不如不用，還是用你最擅長(zhǎng)的語(yǔ)言去污染你的代碼吧，這樣污染的更有效率，對(duì)吧？
最后，STL，模板適合嵌入式嗎？個(gè)人覺(jué)得不大適合，首先這是對(duì)編譯器的極大挑戰(zhàn)，windows，linux平臺(tái)不是問(wèn)題，但在單片機(jī)環(huán)境可能存在兼容性的問(wèn)題；
另外，模板，STL對(duì)調(diào)試非常不友好，不太適合運(yùn)行成本（步驟）相對(duì)復(fù)雜的嵌入式、單片機(jī)開(kāi)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(huì)給你帶來(lái)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(shí)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(jià)是你的代碼會(huì)比較龐大，沒(méi)有1T的硬盤(pán)，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(yú)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?yàn)橄嗨菩蕴?，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(shuō)這是STL、模板的功勞，你信嗎？我說(shuō)是游戲引擎的功勞，你信嗎？我說(shuō)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(duì)嵌入式開(kāi)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?yàn)榍度胧杰浖奶厥庑酝^(guò)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(huì)為它們選擇合適的使用環(huán)境。
觀點(diǎn)二
單片機(jī)的主流編譯語(yǔ)言可預(yù)見(jiàn)的長(zhǎng)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(lái)在我看來(lái)更傾向于多語(yǔ)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(huà)使用java和QT/C++，下面說(shuō)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(duì)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(kāi)發(fā)中，但如果不使用這些，只使用支持class的C++，在C語(yǔ)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(méi)有迫切的需求，而python和js的推廣困難，也有著類(lèi)似的理由，此外在加上調(diào)試?yán)щy。
不過(guò)對(duì)于rust，這個(gè)理由是不存在的，但是因?yàn)闅v史的慣性，目前行業(yè)內(nèi)無(wú)論大小公司，都大量的遺留和正在做的都是C語(yǔ)言項(xiàng)目(包含原廠(chǎng)的方案)，替換成rust就是商業(yè)成本問(wèn)題，而不是語(yǔ)言問(wèn)題(在我看來(lái)rust語(yǔ)言層面優(yōu)于C太多)，所以rust熱愛(ài)者們應(yīng)該是多去為各主流廠(chǎng)商平臺(tái)提供開(kāi)源項(xiàng)目(具體項(xiàng)目，不是移植跑個(gè)hello world就完事了, 能跑和能用在產(chǎn)品中是兩個(gè)概念)，而不是呼吁語(yǔ)法層面多優(yōu)秀。
另外單片機(jī)優(yōu)勢(shì)不僅僅是實(shí)時(shí)可控，而是價(jià)格便宜，對(duì)于出貨量十萬(wàn)甚至上百萬(wàn)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(lái)說(shuō)，C是比C++，python， js有明顯優(yōu)勢(shì)的。
在嵌入式Linux領(lǐng)域, C++絕對(duì)是應(yīng)用層主力之一，QT/C++雖然目前因?yàn)樾酒阅艿奶嵘?，逐漸被Android/Java所替代，但仍然在醫(yī)療，工控，車(chē)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(shuō)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(dòng)語(yǔ)義，模板偏特化，lambda, ?模板元編程等知識(shí)，C++各種語(yǔ)法組合成的奇淫巧技如果不花大量時(shí)間去鉆研，看起來(lái)是猶如天書(shū)(很少有人例外)，但對(duì)于工業(yè)界，特別是嵌入式類(lèi)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，只使用STL封裝的vector，map以及算法等方便開(kāi)發(fā)，封裝些模板函數(shù)或者類(lèi)幫助復(fù)用，很多時(shí)候C++11的新特性都用不全，說(shuō)困難就有點(diǎn)夸大其詞了。
工業(yè)界的難點(diǎn)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(mǎn)足性能，成本和功能的平衡，同時(shí)能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定性)，而不是使用何種語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)任務(wù)，當(dāng)需求導(dǎo)向任意語(yǔ)言，無(wú)論是python，js，C++還是java，面向工資編程，只要有需求，總會(huì)有人會(huì)踏入這個(gè)方向，難度不是問(wèn)題，需求和薪水才是問(wèn)題。
觀點(diǎn)三
現(xiàn)實(shí)情況是：C++太難了，嵌入式人才本來(lái)就少，你還要能用C++且不出幺蛾子，那就更少。所以用C確實(shí)是主流。因?yàn)镃程序員要求還是低些。
記得我當(dāng)初剛搞嵌入式的時(shí)候，系統(tǒng)連MMU都沒(méi)有，整個(gè)系統(tǒng)所有代碼全都在一個(gè)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(gè)內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)錯(cuò)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(gè)人開(kāi)發(fā)代碼，并且對(duì)自己的C++水平有信心，那么用C++當(dāng)然沒(méi)有問(wèn)題。但是考慮到整體程序員群體的C++水平以及C語(yǔ)言水平，用C做嵌入式項(xiàng)目會(huì)更現(xiàn)實(shí)一些。
觀點(diǎn)四
第一點(diǎn)，作為一個(gè)嵌入式十多年老手，可以說(shuō)CPP太復(fù)雜，語(yǔ)言特性太多，實(shí)現(xiàn)一個(gè)功能能能用幾十個(gè)以上的方法，太多稀奇古怪的方法去實(shí)現(xiàn)一個(gè)功能，CPP特性復(fù)雜得沒(méi)有5年以上經(jīng)驗(yàn)別想用好。但一個(gè)項(xiàng)目組幾個(gè)人CPP能力不一致，用一些稀奇古怪的特性去實(shí)現(xiàn)一些功能，多個(gè)人之間就沒(méi)法維護(hù)了。
第二點(diǎn)，在調(diào)試的時(shí)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(shí)候是沒(méi)有這種調(diào)試工具的，CPP寫(xiě)業(yè)務(wù)，后期bug調(diào)試也會(huì)搞死你，CPP嵌入式調(diào)試比C復(fù)雜一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。
第三點(diǎn)，C語(yǔ)言特性雖然少，但完全夠用，實(shí)現(xiàn)一個(gè)功能方法不會(huì)很多，1年左右入門(mén)，3年老手，而CPP3年連CPP特性還沒(méi)搞清楚。C可以簡(jiǎn)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(shí)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(huì)發(fā)現(xiàn)CPP完全多余了，CPP死于復(fù)雜。有經(jīng)驗(yàn)的大公司團(tuán)隊(duì)使用CPP都是使用CPP的一個(gè)子集，只使用一部分特性。
CPP設(shè)計(jì)特性太多不是優(yōu)點(diǎn)，而是缺點(diǎn)，別看什么特性幾乎都支持，其實(shí)太多選擇其實(shí)就是沒(méi)有選擇。實(shí)現(xiàn)一個(gè)功能有且僅有一種方法才是一個(gè)好語(yǔ)言，例如python，go也不錯(cuò)。
第四點(diǎn)，產(chǎn)品應(yīng)用層其實(shí)重要的是業(yè)務(wù)，各種復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯，語(yǔ)言特性太多反而會(huì)混亂業(yè)務(wù)邏輯。C完全夠用，各種設(shè)計(jì)模式，C也可以實(shí)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(xiàn)程管理，線(xiàn)程間進(jìn)程間通訊，各種鎖基本都需要C自己封裝套來(lái)用，這些東西學(xué)會(huì)了才能說(shuō)用好了C。即使對(duì)于新手來(lái)說(shuō)，不會(huì)這些高級(jí)C用法，有一個(gè)高級(jí)C也可以帶領(lǐng)一群低級(jí)剛?cè)腴T(mén)的寫(xiě)一寫(xiě)業(yè)務(wù)代碼。而一個(gè)高級(jí)CPP沒(méi)法帶領(lǐng)一群剛?cè)腴T(mén)的CPP初學(xué)者完成同樣的項(xiàng)目。
第五點(diǎn)， 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(lài)多，對(duì)于嵌入式環(huán)境來(lái)說(shuō)太過(guò)于笨重了。就是說(shuō)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(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)遠(yuǎn)高于使用cpp的。
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