C ++に関するBjorn Straustrupのインタビュー

2014年の新年まで数時間が残っていましたが、とりわけ2014年には新しいC ++ 14標準が約束されました。 ただし、大きな独立した更新ではなく、C ++ 11の改良版であり、現在のバージョンの言語を完全に見せるバグ修正です。 このような背景に対して、 electronicdesign.comの William Wongは、C ++の作成者であるBjarne Stroustrupにインタビューしました。 会話は、C ++開発の歴史とC ++ 11標準の機能から、このプログラミング言語の学習の問題まで、いくつかのトピックに触れました。



私は以前、このインタビューからいくつかの用語と概念に英語版のみで出くわしました（たとえば、ITのコンテキストに埋め込まれた単語）。私は自分が確信できない一般的に受け入れられた翻訳を見つけることができませんでした。 これらおよび他の論争のあるケースでは、括弧内に用語の英語版を示すか、完全に翻訳せずに残しました。







記事の最後にリンクとメモがあります。 このリソースの所有者は、親切にこのインタビューを翻訳し、Habréに翻訳を公開することを許可しましたが、ソースを特定の方法で示すことを主張しました。 私を責めないでください。 リンクの直後が実際の翻訳です。



Electronic Designが作成した記事、2013年10月29日、electronicdesign.com / dev-tools / interview-bjarne-stroustrup-discusses-cからの翻訳





今日、CおよびC ++プログラミング言語は、組み込みシステムの分野、およびサードパーティアプリケーション用のプラットフォームを構築するタスクで最も人気があります。 C ++の作成者はBjörnStraustrupです。 彼は、このプログラミング言語（C ++ 11を含む）の標準の開発に引き続き積極的に参加しています。 彼は本の中で、たとえば「プログラミング：C ++を使用した原則と実践」でこの言語について多くのことを書いています。 BjörnStraustrupは、C ++言語自体とその開発に関するいくつかの質問に答えることに親切に同意しました。



どのようにしてC ++を開発しましたか？



私は、Unixカーネルをマルチプロセッサまたは高性能ローカルエリアネットワークによって実行される複数の部分に分割できるプロジェクトに取り組んでいました。 そして、ハードウェアで動作し、システムプログラミングタスクに優れたパフォーマンスを提供し、複雑なアーキテクチャを備えたシステムでの作業にも使用できるツールが必要でした。 ただし、その時点（1979年から1980年）では、既存のプログラミング言語のいずれも、3つの条件をすべて同時に満たすものはありませんでした。 そこで、Simulaのようなクラスの概念をCに追加することにしました。 最初に、関数の引数（後に関数のプロトタイプになりました）、コンストラクタ、デストラクタ、および単純な継承のチェックと変換を実装しました。 C ++の最初のバージョンは「C with Classes」と呼ばれていました。 ところで、一般化されたプログラミング（汎用プログラミング）の最も単純なサポートのために、マクロが使用されたことに興味があります。 将来、このアプローチでは必要なスケーラビリティが得られないことに気付き、マクロの代わりにテンプレートを追加しました。



1985年の商用リリースまで、今後数年間でC ++言語のアーキテクチャと実装を改善しました。 当時、ハードウェアへのアクセスのパフォーマンスと速度は、今日のように非常に重要な特性でした。 私は、C ++でC言語のすべての機能を実装し、それらをより効果的にする必要があると感じました。 たとえば、初期の段階では、コピーコンストラクターの実装に使用される構造体がCよりも3％多くのメモリを消費することがわかりました。そうすべきではないと判断し、週末までにすべてを修正しました。 プログラマがプロセッサ時間を失うことなくクラスを放棄することを防ぐために、インライン関数も追加されました。 一般的に、使用するツールは表現力豊かであるだけでなく、最高の要件を持つアプリケーションで使用できるように十分に効果的であるべきだと確信していました。



C ++言語を開発するとき、何のために努力しましたか？



C ++が少なくともC.と同じくらい効率的にハードウェアで動作することを保証するために。さらに、プログラマーが時間やメモリリークを発生させることなく、最もワイルドなアイデアを表現できる抽象化の非常に重要な概念を考えました。彼らはおそらく独立した実装で直面するでしょう。



この要件には、Cでの弱い型付けとは対照的に、 強い静的型付けの使用が必要です。



C ++言語は、プログラミングに真剣に取り組んでいる人々、つまりその分野の専門家向けに開発されました。 初心者でも使用することができますが、多くの場合、さまざまな誤解や不満が生じ、誰もがC ++でプログラミングすることを学ぶことができず、この言語で実装するのが非常に難しいことがあります。 もちろん、あらゆるものに対応する汎用プログラミング言語はありません。C++はそのようには作成されていません。 ただし、この言語は、システムプログラミングやコンピューターリソースに厳しい制限があるプログラムプログラミングなど、開発された分野では非常に効果的です。 C ++には、そのパワーが本当に必要なところに匹敵するものがありません。代わりに、JavaScriptやRubyで簡単なWebアプリケーションを作成できるかどうかはあまり気にしません。 C ++は本質的に中程度の複雑さの問題を解決するために設計されたものではなく、プログラムのパフォーマンスと信頼性に対する厳しい要件もありません。 もちろん、このような条件で使用することができ、今日では広く実践されていますが、これにはもっと良いプログラミング言語が他にもたくさんあります。



私の著書「 C ++ の設計と実装」およびプログラミング言語の歴史会議のために書かれた2つの記事で、C ++を開発する際に従った重要な原則について話しました。 要するに、私はこれらの目標を設定しました：

• データ抽象化の効果的なサポート。 抽象化を使用するコードは、使用しないコードと比較してオーバーヘッドを許可しません。
• C ++言語とそのコンパイラーとコンピューターとの相互作用の原則は、Cが持っていたものと可能な限り類似している必要があります。
• 抽象化で実現できる大幅なコードの柔軟性と、
• コードの信頼性。厳密な静的型付けを使用して実現されます。

一般的に、C ++は高品質のコードを作成できるように設計されています。 実生活のプロのプログラマーは複雑なタスクに直面しており、このプログラミング言語は人生を大幅に簡素化します。



もちろん、これらすべての目標を一度に達成することは不可能であり、C ++は理想的ではありません。 ただし、代わりに言語を作成しようとする無数の試みにもかかわらず、厳密な設計を備えたC ++は、さまざまな実用的なタスクに最適なソリューションです。



あなたは最初からC ++言語標準の開発に参加しました。 時間の経過とともに大きく変化しましたか？ 誰が新しい標準を開発していますか？





言うのは難しいです。 正式な標準の開発は非常に難しく、原則として退屈なビジネスです。 優れた経験を持つ人々はそれを扱っていますが、彼らはすべてプログラミングのまったく異なる分野の専門家であり、それぞれが標準についての独自のビジョンを持っています。 そのため、コンセンサスを得るのは困難で時間がかかりますが、必要です。すべての要件を満たすためにすぐに機能するわけではなく、プログラマーに根本的に新しいツールの使用を強制することは不可能です。 進歩は標準に追加が含まれる場合にのみ発生し、その重要性は一般的に認識されています。 委員会に参加することはできませんが、常に小さなことに集中することができます。 あなたは全体として全体像を見て、他の人と共通の意見に達することができる必要があります。 私の推定によると、委員会には約100の組織、そしておそらく300人以上の開発者自身が含まれています。 これは、以前の2〜3倍です。 最後の会議でのみ約100人が参加しました。



2014年には、新しい標準C ++ 14をリリースする予定です。 最小限の革新といくつかの修正が行われ、委員会の大半はすでにその必要性に投票しています。 2014年には誰もが既にC ++ 14を使用し、その後2017年にC ++ 17をリリースする予定です。 しかし、この更新ははるかに重要であるため、タイミングを判断することは困難です。



ISO C ++標準開発委員会には、それがお金であれ専任の開発者であれ、それ自体にはリソースがありません。 参加者の資金に完全に基づいています。 たとえば、委員会の一員になるために、彼らは年間1,200ドルを支払います。 C ++には、グラフィカルインターフェイスを作成するための通常のライブラリや、タスクの並列処理の通常のサポートはない、と彼らは言うことができます。 はい、知っています。 文句を言うよりも、これらのタスクを思い起こさせる方が良いでしょう。 プログラマーはほとんどいないため、特定の開発者の利益のためにイノベーションが生み出されることがよくあります。



組み込みシステムを開発するとき、多くのプログラマーはCを使用することを好みます。これは、C ++よりも単純であり、ハードウェアの開発により適しているためです。 C ++の複雑さは、組み込みシステムを開発する上で本当に障害になる必要がありますか？





まったくありません。 Cスタイルのプログラミングに固執する場合、C ++はCほど複雑ではなく、ハードウェアでの開発にも適しています。 そして確かに、C ++はCよりもはるかに効率的です。Cで書き換えて、コードを減らし、生産性を高め、より効率的になるようなC ++プログラムを見たことはありません-一般に、より効率的です。 これが可能だとは思わない。



「CはC ++よりも優れている」という神話は、多くの初心者プログラマにとって混乱を招きます。 そのため、たとえば、問題が発生した場合、シンプルで強力なツールを使用するのではなく、常に何かを発明し、完全に重要なものを使用しようとします。 最終的に、彼らは非常に複雑で紛らわしいコードを取得します。これはエラーのために標準として採用されます。 この全体の状況はただ私を驚かせます。 人が何かを取り上げ、それが非常に難しくて役に立たないと常に言われたら、彼は成功しません。 私が知っているように、C ++ではなく純粋なCを使用する唯一のわかりやすい理由は、特定のプラットフォームの限られた機能です。



ただし、C ++の研究における一般的な学生および初心者は、大学のプログラミングコースを習得する過程で間違いが頻繁に発生するため、非難することはできません。 かつて、約10年前、私は新入生で彼を導く機会がありました。 私は教科書を調べましたが、驚くばかりでした：明確で使いやすいC ++コンストラクトの代わりに、最初の本はC言語のさまざまな明白でない小さなものを見て、C ++ツールは非常に複雑なものとして提示されました。 これは、プログラミングに真剣に取り組みたい人だけを怖がらせませんでした。



真面目に言ってください：標準ライブラリのベクトルはCの配列よりも複雑ですか？ または、たとえば、 sort()



より効率的でより普遍的であるにもかかわらず、生徒がqsort()



関数に慣れているのはなぜですか？ C ++にはCよりも厳密な型指定があるため、オブジェクトコードが高速になります。



教科書に戻って、彼らはしばしば、C ++を純粋なオブジェクト指向プログラミング言語を作成する試みの失敗として説明しています。 通常、このようなステートメントは、ほぼ全体のアーキテクチャが相互に継承されたクラスの複雑な階層に分割されているコードシート全体で示されています。 結果は、完全に非C ++関連の接続です。 このようなコードはJavaプログラムに似ており、最も悲しいことに、通常はゆっくりと動作します。



また、これらの教科書の著者によって提示されているC ++も好きではありません。 それに応えて、私は学生と独学向けの本を書きました-「プログラミング：C ++を使用した原則と実践」。 その研究のために、プログラミング経験は必要ありませんが、経験豊富な開発者の間で関心を呼び起こしました。 C ++ 11レビューだけが必要な場合にのみ、この本は非常に大きくなります。 この目的のために、本「A Tour of C ++」をお勧めします。 ISO C ++のすべてのキーポイントとわずか180ページの標準ライブラリについて説明しています。 C ++ 11標準は、ClangおよびGCCコンパイラで完全にサポートされており、一部はMicrosoft C ++およびその他の多くでサポートされていますが、あまり人気のないプラットフォームでは正しく動作しない可能性があります。





C ++ 11には、ラムダ式やマルチスレッドプログラミングのサポートなど、多くの革新がありました。 彼らは需要があったと思いますか？





ストリームを操作するには、常にサードパーティのライブラリを使用する必要がありました。 それらは良かったのですが、過去15年間、標準にスレッドサポートを追加したかったため、最終的に達成しました。 並列プログラミングの観点から見ると、C ++ 11の重要な革新は、メモリの編成 （ちなみに、C言語に借用されていた）と、マルチスレッドプログラムの移植性です。 ただし、フローとバリアのレベルでプログラミングする場合、最も重要なことは安全な型変換です。フロー間でデータを分離して転送するためにマクロやvoid**



は必要ありません。 ただし、ロックフリープログラミングのためのツールも重要です。



ラムダ式については、約10年間、C ++での実装に取り​​組んできました。これは、有害というよりも有用です。 サードパーティのライブラリはパフォーマンスが低下する傾向があります。 for



ループに匹敵するラムダ式のパフォーマンスを達成することができました。 例を挙げます。

 double sum = 0; for (int i=0; i<v.size(); ++i) sum += v[i]; // array style
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

 double sum = 0; for (auto p = v.begin(); p!=v.end(); ++p) sum += *p; // pointer style
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

 double sum = 0; for_each(v.begin(),v.end(), [&](double d) { sum += d; }); // algorithm style
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

これらの3つのコードセクションは同じことを行い、同じパフォーマンスで動作します。 それらの間で、プログラミングスタイル、サポート性などの考慮事項に基づいて選択できます。



いくつかの場合にラムダ式を使用します。 これで、例えば：

 sort(v, [](const string& a, const string& b) { return a>b; }); // sort in reverse order
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

ラムダ式は新しく強力なツールです。 キャッチは、プログラマーが将来これがどうなるかを理解するまで、そのようなことを文字通りどこでも使用したいということです。 たとえば、機能オブジェクトと機能オブジェクトを別々に宣言する方が良いように思えます。 目的の操作には独自の名前が付けられ、プログラムのさまざまな部分から簡単に呼び出すことができます。



ラムダ式は、コード作成の練習にも最適です。 これはおそらくC ++ 11を教える場所ではありませんが、1つの例を挙げましょう。

 template<typename C, typename V> vector<Value_type<C>*> find_all(C& cont, V v) // find all occurrences of v in cont { vector<Value_type<C>*> res; for (auto& x : cont) if (x==v) res.push_back(&x); return res; }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

このコードでは、C ++にいくつか新しいことを適用しました。 たとえば、 for



ループは、ここでは「for all x



from cont



」と読み取り、 cont



コンテナーの反復を簡単にします。 宣言auto& x



は、 x



が初期化コンテナの要素タイプ、この場合は要素タイプcont



への参照であることを示します。 このループは、 cont



内のすべてのv



アドレスを収集し、ポインターベクトルres



追加します。 したがって、これらの構成体は構文糖にすぎませんが、非常に便利です。





重要な革新はreturn



です。値によってベクトルを返したことに注意してください。 C ++ 98では、このreturnステートメントはres



コピーを作成しますが、実際には大きくなり、数千の要素で構成されることがあります。 パフォーマンスに関しては、これは非常に無謀です。 また、C ++ 11では、ベクターにはいわゆるmoveコンストラクターがあり 、これはコピーする代わりに、 find_all()



関数呼び出しの場所で使用するres表現（本質的には3つのポインターのみ）を「 find_all()



」し、ベクター自体find_all()



空のままです。 return



後return



res



再び使用することはできません。 したがって、値によってベクトルを返すには、ベクトルのサイズに関係なく、最大6つの割り当てがかかります。



移動コンストラクターは非常にシンプルなツールです。 すべてのプログラマーが利用でき、さらに、標準ライブラリのすべてのコンテナークラスに実装されています。 これにより、関数から大きなオブジェクトを簡単に返すことができ、メモリ管理で頭を痛めることがなくなります。



次のようにfind_all()



関数をfind_all()



できます。

 void test() { string m {"Mary had a little lamb"}; for (const auto p : find_all(m,'a')) // p is a char* if (*p!='a') cerr << "string bug!\n"; vector<string> v {"Mary”, “lamb", “Mary”, “mary”, “wolf”}; for (const auto p : find_all(v,”Mary”)) // p is a string* if (*p!=”Mary”) cerr << "vector<string> bug!\n"; }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

C ++ 11のテンプレートとイノベーションを使用せずに同じコードを記述して、結果を比較してみてください。





このトピックで「C ++のツアー」を読むことをお勧めします。詳細については、本「The C ++ Programming Language」の第4版を参照してください。



現代のプログラマーは、C ++プログラマーにどんな一般的なエラーを持っていますか？



何らかの理由で、彼らはしばしば、効率的でエレガントなコードを選択すべきだと考えています。 これらは、言語の低レベルの機能に制限する（「効率」のため）か、「あらゆる場面で」巨大なアーキテクチャを構築します（そのようなコードは非常にエレガントであると信じています）。 私の意見では、最大の効率と最適なアーキテクチャを組み合わせることが理想です。 これは、プログラマーのソリューションが最適な方法で問題の条件を満たしている場合に発生しますが、もちろんこれは常に可能とは限りません。 最初の試行でこれを達成することはめったに不可能ですが、理想としては可能な限りこれは非常に頻繁に発生します。



クラスやテンプレートなどのC ++機能を放棄する前に、まず基本的なアプリケーションと実践を検討してください。 情報に基づいた選択は、ランダムなステップよりもはるかに先に進みます。 巨大なクラス階層を構築したり、テンプレートを使用して複雑なメタコードを記述したりしないでください。C++の最も強力な機能のいくつかは非常に単純です。 効率的なコードを記述する最良の方法は、不必要に複雑にしないことです。



暇なときに何をしますか？



私はさまざまな場所への旅行に興味があります。 ジョギングも大好きです。 私は写真にも興味があり、音楽を聴いたり読書をしたりするのが好きです。フィクションや歴史文学です。 家族や友人と時間を過ごすようにしています。 もちろん、プログラミングは私に時々多くの喜びを与えますが、質問は仕事に関するものであってはなりません。 私は研究をして、複雑なソフトウェアシステムを構築するのが好きです。 誰かが言ったように、「私も彼らが私にこれを払ってくれるなんて信じられない！」

翻訳者メモ

1. 「プログラミング。 ウィリアムズ出版社のDmitry Klyushinが翻訳したC ++の使用の原則と実践。 戻る
2. 入力については、プログラミング言語での入力に関する記事Likbezを参照してください。 戻る
3. 多分、ここで私は出版社「ピーター」の翻訳で「C ++の設計と進化」-「C ++の設計と進化」という本を意味します。 戻る
4. C ++ 11メモリモデルの詳細については、「 ロックフリーデータ構造」を参照してください。 基本：メモリモデル 。 戻る
5. C ++ 11の移動セマンティクスの概要は、記事「C ++ 11およびSTLコンテナーの移動セマンティクス」で説明されています。 戻る
6. 一般に、C ++ 11の主要な革新（上記のものを含む）は、すべてのC ++開発者が使用する必要がある記事「 C ++ 11の10の機能」で説明されています 。
7. Binom Publishing HouseのNikolai Martynovによるロシア語の翻訳では、この本はC ++プログラミング言語と呼ばれていますが、ひげを生やした無関係の2001年版の再リリースしか見つかりませんでした。 他の翻訳はまったく見つかりませんでした。 戻る