为什么游戏引擎大多选择使用 c++ 而不是 c 开发?

Posted 2022-04-23

为什么那些引擎选择 C++ 而不是 C，或者说在游戏引擎的开发中有哪些功能、特性是可以通过 C++ 开发而不可以通过 C 的？

我也曾经试着用C写，可结果发现开发效率、代码可读性，都不是一个档次的。最后才明白，发明C++的人确实是为了解决一些问题，而不是闲的蛋疼。

如何成为一个优秀的高级C++程序员
当初我是非常讨厌C++语言的，我认为C++能做的C都能做，它只是个语法糖而已，简单才是最美的，为什么我要去浪费时间研究那些诡异的特性。

后来慢慢的我对C++的态度变了，现在我觉得C++虽然不完美，但是够用。它比C可读性好，做到了开发效率和运行效率的折中，是我写代码的首选语言。

其 实并不是全部C++，最主要的架构核心部分C++而已，一个游戏引擎涉及到的内容超级庞大，又要搞效率高性能，又要好效果和易于扩展。高性能的关键核心代 码会使用汇编实现，比如SIMD指令进行各种浮点数学运算，高开发效率比如工具层，会使用脚本等来实现。而只有C++这样的全能语言才能做到在汇编和脚本 语言中间进行承上启下。

也就是说C++在游戏引擎中负责最主要的架构部分。

这部分包含了最重要的工程组织，从底层的基础库： 扩展std/boost数据结构，封装时间、IO/文件系统、多线程、反射、内存管理、数学库。。。。到中间层：窗口、游戏循环、输入设备/消息、图形渲 染接口层抽象、实时图形渲染管线设计、物理/碰撞检测、寻路、骨骼、动作、模型。。。。再到通用最上层的世界空间层次组织、天空盒、植被、水、粒子特效、 相机、。。。。

C++的开发效率肯定是高于C的，高一倍没压力，所以可以用省下来的开发时间去做性能优化。

一般来说，没有优化过的C++代码用 Profiling工具压榨出2～4倍的性能是很可能的。

而用C就算性能好，也没好到C++的3～4倍，好10～30％就不错了。

极端优化后的代码，C要好于C++，但是相同时间内开发出来的代码 C++性能会好于C，而且C++可读性可维护性要远远好于C。

的确没有什么不能通过Ｃ来做的。但Ｃ＋＋更好。

因为游戏项目是个工程问题，关注开发效率。

而游戏引擎又是极端性能敏感的，关注执行效率。

这要求引擎程序有足够的弹性。可宏观分析，也可微观干预。

Ｃ＋＋具有Ｃ简洁、直接和可移植的特性。

增加了语言层面的ＯＯ和一些良性范式。

在可控的资源损失前提下提高了生产力。

所以适合引擎开发。

C 语言可以说是一门设计的非常成功的语言。但是C语言没有OOP的特性，在做一些大型项目的时候力不从心。一些大型的C项目，随着项目的臃肿，人类基本没办 法维护这个项目了。要维护这么庞大的项目而又不出错，只能加入一些OOP特性重构，有经验的C程序员写着写着，很多概念就类似C++了。干脆直接转C++ 算了。

但是C++却是一门设计的非常不成功的语言。它为了实现大而全的功能，加入了非常多的特性，而这些特×××叉组合在一起就非常的复杂，人类非常难以驾奴它而且又容易出错。这也是很多程序员很恨C++的原因。

要解决C++的这个问题，就是给C++订一套规范。避免使用某些复杂特性，让它变得足够简单和具有高可读性。在C++11的标准下，配合自己公司定一个科学的内部规范，让所有员工通过一个C++可读性培训。那么C++用起来就非常爽手了。

c++ 和c相比，生产效率要高一点。虽然在一些商业游戏引擎中不使用stl自带的模版，但都实现了自己的一套模版库，甚至实现了自己的string库。如今的一 些商业3d引擎基本具备了跨平台的能力，但是由于不同平台的底层api(SIMD运算，文件读写，图形渲染)不一致，因此要对各平台/API的共有特性进 行抽象，这里c++比c更能胜任这样的任务。（利益相关：目前在学习swift+Metal）

目前，流行的unrealengine4是完全c++写的，unity3d 5虽然有用c#但在将来会通过il2cpp转换成c++，实现运行效率的提升。