关于java 的编程思想与心得

在C++委员会会议上我所能找到的，是C++社区里最聪明的一群人，群英荟萃，为我答疑解惑。我很快意识到，这种方式之好，远超我在任何一门研究生课程中之所得。如果考虑到研究生的机会成本，这还是一笔在财务上要划算得多的生意。

我被深深吸引住了，坚持出席了有大约8年的时间。在我走后，委员会仍继续前行；虽标准仍未制定完成，但彼时Java已经出现了，还有一些其他（语言）的草案也问世了（这是技术刺激成瘾者的毛病——我的确钻研某一门语言，但我也一直在寻找更有生产力的手段：那些前景看起来很光明的语言特性可以毫不费力地分散我的注意力）。

每次大家见面的时候，我都会抛出一列清单，这是我累积下来的有关C++的棘手问题列表。通常我会请他们在几日内予以澄清。出席委员会能看到的最有价值的东西就是这个，当然，还包括得以早早接触到即将公布的新特性。

从长远来看，把语言特性添加进C++的谜团里面并观察它，是一门深奥的学问。现在说三道四是一件很简单的事情，说什么C++太烂了，设计太糟糕了等等。在对C++设计时所受的约束都没有任何理解时，很多人就这样脱口而出了。Stroustrup（51CTO编者注：这个Stroustrup也就是邀请作者参会的Stroustrup，也就是C++语言的设计师Stroustrup）的约束是，C程序应该稍作改动，或者最好不做改动，就能在C++下编译。且不管这是不是完全合乎逻辑，但它给C程序员提供了一个很好的演进路径。不过这存在较大的局限性，需要把每一项大家抱怨不已的困难特性都一一虚拟化。由于这些特性难以理解，许多人就直接得出结论说C++设计糟糕，而这远非事实。

在语言设计上，Java用傲慢的态度对待这一认识。关于这一点，我在《Java编程思想》及许多博文上都写过了。因此我的长期追随者都知道，由于Gosling（Java语言之父）和Java语言设计者对C++的否定态度，Java一开始就把我拧到了错误的方向。说实话，我与Gosling 的首次“邂逅”印象糟糕——那是很多年以前的事了，当时我刚进入第一家公司，第一次开始使用UNIX （Fluke，生产电子测试设备；我在里面做嵌入式系统编程）。有一位软件工程师辅导我，教我使用emacs。不过当时公司里唯一的工具只有Gosling Emacs的商用版（Unipress）。如果你做错了什么，程序会侮辱你，把你叫做火鸡，并把屏幕填满垃圾。这样的东西出现在了一个商用产品上，而我们公司可是花了相当一笔钱的。不消说，等到Gnu emacs变得稳定起来后，公司马上就换到了Gnu emacs上（我见过Richard Stallman。当然，他是个疯狂的家伙。不过他也是绝顶聪明的：他知道当遇到麻烦的时候，你需要的是帮助，而不是侮辱）。（51CTO编者注：Richard Stallman即Gnu emacs的开发人员，美国一位着名黑客。他曾在05年坐客新浪，与洪峰大谈黑客道培训。）

我不知道对Gosling印象的这段形成经历在多大程度上影响了我后面对他工作的看法，但事实上，“我们看见它太差劲了，就决定拿出自己的语言”，对C++的这种态度于事无补。尤其是当我开始在《Java编程思想》的写作过程中把它弄清楚，并屡次发现，那些草率决定的语言特性与库，都不得不予以修订——确实如此，其中的大部分都必须要修订，有些修订还是在程序员已经忍受了多年之后才落实。在许多场合下，Gosling坦诚他们必须快马加鞭，否则就要被互联网革命超越了。

我发现，理解语言特性为什么会存在是非常有帮助的。如果是由大学教授一下子和盘托出，把它们端到你面前，你势必就会构想出这门语言的一个神话，说“这种语言特性之所以存在，肯定有一些真正重要的原因，这些原因只有创建这门语言的聪明人才能理解，我是理解不了的，我信赖它就是了”。从某方面来说，对语言特性这种基于信仰的接受是一种负担；它阻止你对所发生的事情进行分析和理解。在我的主旨演讲中（Bruce将在未来几天参与一个主旨演讲），我会关注一些特性，并检查一下它们在不同语言中是如何被实现的，以及为什么被实现。

这里就有个例子。对象创建。在C语言中，声明了变量之后编译器就会为你创建堆栈空间（未经初始化，除非你初始化，否则会有垃圾数据）。但是如果你想要动态地做这件事情，你就得使用 malloc() 和 free()这两个标准库函数，还要小心翼翼地手工执行完所有的初始化及清理工作。如果你忘了，就会出现内存泄漏等类似灾难，这是常有的事。

有关动态对象创建：一般来说，编译器将内存分为三部分：静态存储区域、栈、堆。静态存储区主要保存全局变量和静态变量，栈存储调用函数相关的变量、地址等，堆存储动态生成的变量，在c中是指由malloc,free运算产生释放的存储空间，在c++中就是指new和delete运算符作用的存储区域。（来源：51CTO树洞的技术博客）

因为malloc() 和 free() “仅仅”是库函数，在基本编程课上，应有的相关知识通常没有被传授，令人既疑惑不解又胆颤心惊。当程序员需要分配大量的内存空间时，他们就不去学如何来使用这些函数进行处理，取而代之的是常常就分配一个巨型数组的全局变量了事（不是开玩笑），数组之大，远远超过他们曾自认为所需的空间。程序似乎工作了，再说了，好像谁都不会用到产生越界——因此，当多年之后它的确发生的时候，程序中断了，而某个可怜的家伙就得一头钻进去，把错误在哪里这个谜底给找出来。
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Stroustrup认为动态分配需要更简单、更安全——这一块得放到语言核心中，而不是降格为库函数。还必须要与初始化和清理一起协同工作，初始化和清理必须由构造函数和析构函数分别提供，以便为所有对象提供相同的保证。

这个问题是影响了全部C++决策的一块里程碑：对C的向后兼容性。理想情况下，对象的堆栈（heap）分配可只需忽略即可。但C的兼容性要求进行堆栈（stack）分配，因此必须对heap对象和stack对象进行区分。为了解决这个问题，C++从SmallTalk挪用了new 这个关键字。创建 stack 对象只需声明即可，像这样： Cat x；或者带参数的情况下， Cat x("mittens");。而创建heap 对象时，就使用new，像这样： new Cat x; 或者 new Cat x("mittens");。利用这个约束，我们得到一个优雅而一致的解决方案。

自从判定C++的一切都做得不好且过于复杂之后，Java就产生了。具有讽刺意味的是，Java 决定把 stack 彻底抛弃了（特别是忽略了基本类型上的失败，这点我已经在别的地方指出过了）。真好啊，既然所有对象都是在heap上分配的，区分stack和heap的分配就没有必要了。他们可以轻易说 Cat x = Cat() 或者 Cat x = Cat("mittens")。或者甚至更好地，用联合的类型引用来消除重复（不过那样——还有像闭包（closure）之类的其他特性——就显得“太长”了。因此我们反而离不开Java的平凡版；类型推导已经讨论过了，但我敢打赌那不会发生，也不该发生。因为这会在给Java增加特性的同时带来问题）。

Guido Van Rossum （Python的创建者）采用了一个最小化的方案——经常为人所痛斥的空白的使用，正说明了他对语言简洁性的追求。既然 new 关键字不再必要，他就省去了，好像这样： x = Cat("mittens")。Ruby 也可能用了这种方法，不过Ruby其中一个主要的约束是尽可能追随Smalltalk，因此在Ruby是这样的：x = Cat.new("mittens") 。但Java以贬低C++做事的方式为准则，以至于用了new 这个关键字成了一个迷了。自研究了该语言在其他地方所做的决策后，我的猜测是，他们是不是从来就没有意识到，这东西根本就是可有可无的？

因此这就是我所说的语言考古学的意思。我希望人们能用一个更好的视角来看待语言设计，并在学习一门编程语言时，能有更多的批判性思维过程。