C++：在“替代”中迎来“转机”的 2022 年！

Posted 2023-01-12 CSDN资讯

【CSDN 编者按】告别各种不确定的 2022，我们迎来了崭新的 2023 年，岁末年初，大家都有写总结的习惯，回顾与展望。作为知名的
C++ 开发人员，Bartlomiej Filipek 在自己的博客上对 C++ 2022 进行了非常全面的总结。CSDN
组织译者进行了编译。

原文链接：https://www.cppstories.com/2022/cpp-status-2022/

未经授权，禁止转载！

作者 |Bartlomiej Filipek
译者 | 昕慈
责编 |梦依丹 出品 | CSDN（ID：CSDNnews）

每三年更新一次新功能、新标准的 C++ 在过去几年的表现着实有点“稳定”和“无聊”，甚至微软 Azure CTO 直接呼吁大家停用 C++。但 2022 年可以说是 C++ 的一个历史转折。

下面一起来看看 2022 年发生的一些事情。

背景

2022 年，通过诸如 ISO 委员会会议等现场会议可以观察到，编译器供应商似乎正忙着完成对 C++ 20 以及一些 C++ 23 元素的支持，ISO 委员会致力于完成 C++ 23 最后的部分以及 C++ 26 的一些特性。

在 2022 年年中左右，一些不确定性因素出现——某些具有影响力的组织宣布了新的编程语言：Val（由 David Abrahams 领导）、Carbon（由谷歌支持）、CppFront（由 Herb Sutter 领导）。

同时，作为开发者的我们在社区中看到了各种改进和反馈循环。例如，Vittorio Romeo 解决了 std::move, std::forward 以及其他一些小程序长期存在的调试性能问题。惊喜的是，供应商很快就实现了这些建议。

总的来说，我认为 2022 年的主要趋势如下：

• C++23 特性冻结

• C++20 被采用

• 新语言

• 反馈循环以及更好的工具

此外，这一年还发布了 ChatGPT ，虽然 ChatGPT 与 C++ 没有直接的联系，但它可以极大地影响我们编写程序、学习甚至教学的方式。简而言之，ChatGPT 证明了它可以成为各种任务的便捷助手。

从时间轴看 C++

为了更好地了解背景，让我们来看看 2022 年发生的主要事件。

C++ 17 的编译器支持

几乎所有主流编译器都支持 C++ 17，只有少数例外，比如缺少 from_chars, to_chars 的浮点指针支持，或者并行算法的问题。

如果你想学习 C++ 17 的所有特性，可以参考：https://www.phoronix.com/news/GCC-11-Cpp-17-Default

C++ 20 的编译器支持

截至 2022 年年底，只有 MSVC（VS 2022 17.0）完全支持该标准。即将发布的 GCC 13.0 拥有最多的特性，而 Clang（16.0）则稍微落后。缺少或存在问题的主要特性是模块、std::format, std::chrono 附加和协程，不过这些问题正在被慢慢解决。

以下是标准中添加的一些比较好的功能：

• 模块

• 协同程序

• 概念以及标准库中的概念

• 范围

• 操作符<=> 及其在标准库中的使用，简化了运算符重写规则

• 文字格式-std::format

• 日历和时区

• jthread, 信号量、更多原子、障碍和更多并发性的东西

• consteval 和constinit

• constexpr 算法，向量，字符串，内存分配

• std::span

• ……

下面是编译器对语言特性的注释：

关于库的特性：

C++ 23 的编译器支持

2022 年的新标准是值得关注的，委员会在 2022 年 6 月的 ISO 会议之后宣布它进入了“功能冻结”阶段。

下表是一些语言特性及其在编译器中的当前支持：

而最令人兴奋的事情之一是标准中添加了 P2718R0，这是对 P2012“Fix the range‐based for loop”的改进。

简而言之，你可以这样写：

std::vector<std::string> createStrings();
for (char c : createStrings().at(0)) // <<!

   // some code...

自 C++ 20 开始，上面的 for 循环语句就存在 Bug，因为我们访问的临时对象的生命周期已经结束。而在 C++ 23 中，循环表达式中所有临时对象的生命周期都将被延长，而不仅仅是第一个。

下表是关于库的一些改进：

ISO C++ 会议

2022 年召开了三次 ISO 会议，包括两次虚拟会议和一次全体投票会议，分别在 2 月和 6 月举行。

会议提出，计划完成 C++ 23 的草案，并修正了一些报告的问题，将于 2023 年春天发送到出版机构。我们可以期待 C++ 23 在 2023 年秋季左右正式发布。

三个主要编译器

想要达成 C++ 标准，编译器供应商和库团队将有很多工作要完成。下面一起来了解三个主要的编译器：MSVC、GCC 和 Clang。

Visual Studio

MSVC 团队已经重写了编译器基础结构，可以相对快速地推出新功能，该团队甚至两次宣布支持 C++ 20。

此公告主要针对, 以及 的一些额外更改和 DR 标准进行修复。如果能够完成，implementation 将再次稳定运行。

GCC

当前稳定版本 GCC 12.2 是 2022 年 8 月发行的 GCC 12 系列，即将发布的 GCC 13 预览版可参考：https://gcc.gnu.org/gcc-13/changes.html

性能调试

让我们扩展一下性能和反馈循环相关内容，可以参考 Vitorio Romeo 的这篇文章：https://devblogs.microsoft.com/cppblog/improving-the-state-of-debug-performance-in-c/

简而言之，多亏了 msvc::intrinsic 属性，团队成功地注释了一些移动类函数，在某些情况下，17.4 中生成的代码产生了 226 条指令，而 17.5 只给出了 106 条。

相关的发布说明了，如今 std::movestd::forward std::move_if_noexcept, 以及 std::forward_like 将不会在生成的代码中产生函数调用，即使在调试模式下也是如此，这是为了避免在调试版本中造成不必要的开销。因此/permissive-或者其他可以暗示它的标志（例如/std:C++20或std:C++latest）是很有必要的。

此外，Vittorio 还报告了两个错误：分别在 libstdC++ 和 libC++ 中使用std::move 导致调试性能恶化。这两个问题似乎在 GCC 和 Clang 中得到了修复，如今它们已经可以折叠简单的指令。

总而言之，在 C++ 的调试方面仍然有很多工作要做，不过正如我们所看到的，目前社区运行良好，在倾听了用户的需求之后，供应商也进行了相应的改进。

C++ 的继承语言及其安全性

ISO C++ 的发展过程很慢，效率过低，甚至在委员会中也有很多“神圣”的争论，特别是关于“不破坏 ABI”之类的问题。

在某些情况下，我们能看出标准中存在的一些问题，也知道如何修复它们，但因为无法破坏 ABI，所以除了添加一些俗套的变通方法以外什么也做不了。一些诸如来自谷歌的团队对此感到气馁，转而创建了一些新的 C++ 方案。

推荐你阅读 Lucian Radu Teodorescu 所著的《The Year of C++ Successor Languages》。从这篇文章中可以了解到，尽管大众对于 C++ 的批判很多，但它依然在过去的 30 年间始终稳居编程语言的前 4 名。批判者认为，该语言太大、太复杂，有些功能应该被删除，也存在很多达不到的功能。

恰好是这些批判促使了一些新的编程语言诞生——它们想要替代 C++ 成为系统主导编程语言。2022 年，C++ 主体会议发布了三种语言，分别是 Val、Carbon 和 CppFront，文章中分别介绍了这些语言，以及对其作为 C++ 后继者的潜力进行了批判性的阐述。

• Val：由 Dave Abrahams 和 Dimitri Racordon 发起，深受 Swift 的影响，看似条理清晰，易于使用（参见https://www.val-lang.dev/）

• Carbon：由谷歌支持（Chandler 的说法是 Adobe 也支持)，“感觉它就像是一个 C++ 清理项目。”

• CppFront/Cpp2：由 Herb Sutter 领导，它想要更好的语法和默认值，但仍然编译为C++。

综上所述，有竞争总是好的，C++ 可能受益于其他语言，并且和 Carbon 或 Rust 交换特性。更重要的是，在 2022 年 C++的“安全性”发展似乎更为明显，可参考以下报告。

关于 ChatGPT

YouTube 中有一条名为“AI 和 ChatGPT 可以取代 C++ 程序员吗”的 C++Weekly 视频，视频中 Jason Turner 用机器人做实验，有时候它可以创建有效的响应，但仍须注意一些细节，得出结论是这个聊天机器人可以成为一个非常有用的编码助手！

一封来自 Educative 创始人 Fahim ul Haq 的邮件这样写到：

像 ChatGPT 这样的人工智能将改变软件开发的格局，但并非以许多人所关心的方式。作为一名软件工程师和开发人员学习的倡导者，我相信 ChatGPT 可以帮助我们制作更好的软件，但它不能取代开发人员的工作。

关于聊天机器人，Fahim 还提出了这样的想法：

“ChatGPT 将使编码更加高效和无误。由于它可以适应更复杂的需求，我们可以期待它帮助消除繁重的工作，加快生产力和测试。”

随着诸如 ChatGPT 这样智能助手的发展，许多占用开发人员的乏味任务在未来十年可能会消失，包括自动化单元测试、基于参数生成测试用例、分析代码以建议安全最佳实践，以及自动化 QA。

这就更不用说学习和教学能力了，我们可以想象一位友好的“C++ 导师机器人”，你可以向它学习编程语言，或者像在工作中请教专家同事一样向它询问任何语言特性。也许我们将在 2023 年看到更多鼓舞人心的工具，有些可能是专门为 C++ 而设计的。

年度书籍

以下是 2022 年或 2021 年年底出版的一些精选书籍：

C++ 受欢迎程度

2022 年，C++ 在各种编程语言的“流行度”排行榜上似乎有了稳定的增长。在 TIOBE 最新公布的年度编程语言中，C++ 以年增幅 4.62% 的人气摘得桂冠，成为 2022 年度编程语言。

下面是 Stack Overflow 调查和 TIOBE 索引数据：

在 2022 年 11 月初，还有这样一篇有趣的文章，名为《有才华的 C++ 开发人员正在枯竭》，以下是摘自文章的片段：

安东尼·皮科克（Anthony Peacock）曾在 Citi 和 Citadel 担任量化分析师，他说：“不可能找到拥有真正高水平 C++ 技能的人，但这正是每个交易公司都想要的。”

即使 Carbon、Rust 或 CppFront 正处于拐点处，但仍然有大量的 C++ 代码需要维护。更重要的是，像金融这样的许多领域仍然使用 C++ 作为他们的底层基础语言。

关于 C++ 的一些调研

作者在 2022 年 12 月 12 日展开了关于 C++ 使用情况的年度调研，收到了 649 份反馈。下面是关于调研结果的总结（以下数字总和不等于 100%）。

C++ 标准使用：在日常生活中，你使用哪种 C++ 标准?

结果显示，C++ 17 使用最多，C++ 20 增幅最多，从 2011 年的 28.8% 增长至 2022年的 42.2%，而 C++ 11/14 稳定在 28% 左右。

关于 C++ 17：对 C++ 17 使用程度如何?

关于 C++ 20：你对 C++ 20 有什么经验?

编译器使用方面：GCC 仍然是大多数人的选择。

IDE 方面：

你还使用了哪些额外的工具?

2022 年发生的与 C++ 有关的美好事情有哪些？这是一个开放性问题，基于留言的受欢迎程度，我们摘取了部分内容：

C++ 语言的更新和标准：语言的更新，比如 C++ 20 和 C++ 23 的发布，以及采用了新的特性和建议。

新的语言：Carbon/Cpp2/Val，并在社区中引发了关于下一步的讨论。

会议和活动：像往常一样，CppCon 和 Meeting C++ 这样的会议得到了很多投票。

书籍和资源：“C++ 之旅”、“安全地拥抱现代 C++”和“Klaus Iglberger 关于软件设计的书”在答案中非常受欢迎。

YouTube 频道：尤其是 Jason 's Turner、Cppcon Channel YouTube、Meeting C++ YouTube

个人项目和学习：用于个人项目或学习更多关于 C++ 的知识，以提高技能和对语言的理解。

编译器支持：新 C++ 标准的编译器支持是 C++ 社区的基本发展方向。

C++ 的受欢迎程度：回答中提到了 TIOBE 和其他排名。

此外，还有一些好消息分享：

“我们公司迁移到了 C++ 20”

“我从 C++14 到 C++20 完成了个人进阶”

“我刚刚又找到了一份 C++ 的工作，我很喜欢它”

总结

目前 C++ 正处于一个十字路口：一方面，它发展现状良好，有很多新特性、编译器支持以及很酷的工具（甚至更好的调试性能）；另一方面，许多专家正努力使这门语言从本质上更加安全，并解决一些长期存在的问题（打破了 ABI 的讨论）。这就是为什么有些专家试图从一些新鲜的东西开始，通过创建一个新的赛道来改进 C++。这些新语言直接被编译为 C++（如 CppFront），或者与 C++ 具有健壮的互操作性（如 Carbon）。

也许在未来，我们将使用更加安全的 C++ 2 语言进行编写，并且在相同的项目中仍然保留一些优秀的 C++ 遗留文件。希望良好的竞争可以把 C++ 推向新的历史舞台，并为我们提供更好的功能和更安全的代码。

最后，你对 2022 年的 C++ 有什么看法？对你来说最重要的事件/消息是什么？欢迎留言讨论。