集(GC)而造成的不确定性延迟,而且C/C++的数据结构在内存中的布局也是确定的。有时C++的一些功能会使
程序性能优于C,当中以内联和模版最为突出,这两项功能使C++标准库的sort()通常比C标准库的qsort()快多倍(C可用宏或人手编码去解决此问题)。另一方面,C/C++能直接映射机器码,之间没有另一层中间语言,因此可以做底层优化,例如使用内部(intrinsic)函数和嵌入汇编语言。然而,许多C++的性能优点并非
免费午餐,代价包括较长的编译链接时间和较易出错,因而增加开发时间和成本,这点稍后补充。
我进行了一个简单全局渲染性能测试(512x512像素,每像素10000个采样),C++ 1小时36分、Java 3小时18分、Python约18天、Ruby约351天。评测方式和其他语言的结果详见博文。
C++常见问题
C++
源代码跨平台吗?
C++有不错的跨平台能力,但由于直接映射硬件,因性能优化的关系,跨平台能力不及Java及多数脚本语言。然而,实践跨平台的C++
软件还是可行的,但须注意以下问题:
C++标准没有规定原始数据类型(如int)的大小,需要特定大小的类型时,可自订类型(如int32_t),同时对任何类型使用sizeof()而不假设其大小;
字节序(byte order)按CPU有所不同,特别要注意二进制输入输出、reinterpret_cast法;
原始数据和结构类型的地址对齐有差异;
编译器提供的一些编译器或平台专用扩充指令;
避免作应用二进制接口(application binary interface, ABI)的假设,例如调用函数时参数的取值顺序在C/C++中没定义,在C++中也不可随便假设RTTI/虚表等实现方式。
总括而言,跨平台C++软件可在头文件中用宏检测编译器和平台,再用宏、typedef、自定平
台相关实现等方法去实践跨平台,C++标准不会提供这类帮助。
C++程序容易崩溃?
和许多语言相比,C/C++提供不安全的功能以最优化性能,有可能造成崩溃。但要注意,很多运行时错误,如向空指针/引用解引用、数组越界、堆栈溢出等,其他语言也会报错或抛出异常,这些都是程序问题,而不是语言本身的问题。有些意见认为,出现这类运行时错误,应该尽量写入日志并立即崩溃,不该让程序继续运行,以免造成更大的影响(例如程序继续把内存中错误的数据覆写文件)。若要容错,可按业务把程序分割为多进程,像Chrome或使用fork()的形式。然而,C++有许多机制可以减少错误,例如以string代替C字符串;以vector或array(TR1)代替原始数组(有些实现可在调试模式检测越界);使用智能指针也能减少一些原始指针的
问题。另外,我最常遇到的Bug,就是没有初始化成员变量,有时会导致崩溃,而且调试版和发行版的行为可能不同。
C++要手动做内存管理?
C++同时提供在堆栈上的自动局部变量,以及从自由存储(free store)分配的对象。对于后者,程序员需手动释放,或使用不同的容器和智能指针。 C++程序员经常进一步优化内存,自定义内存分配策略以提升效能,例如使用对象池、自定义的单向/双向堆栈区等。虽然C++0x还没加入GC功能,但也可以自行编写或使用现成库。此外,C/C++也可以直接使用操作系统提供的内存相关功能,例如内存映射文件、共享内存等。
使用C++常要重造轮子?
我曾参与的C++项目,都会重造不少标准库已提供的功能,此情况在其他语言中较少出现。我试图分析个中原因。首先,C++标准库相对很多语言来说是贫乏的,各开发者便会重复地制造自订库。从另一个角度看,C++标准库是用C++编写的(很多其他语言不用自身而是用C/C++去编写库),在能力和性能上,自订库和标准库并无本质差别;另外,标准库为通用而设,对不同平台及多种使用需求作取舍,性能上有所影响,例如EA公司就曾发表自制的EASTL规格,描述游戏开发方面对STL的性能及