pdf文档 Quantifying Accidental Complexity: An empirical look at teaching and using C++

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摘要
该文档系统分析了C++语言中的复杂性问题,特别是区分了本质复杂性和偶然复杂性。作者通过实证研究,对C++的复杂性来源进行了分类和计数,包括多种方式表达相同事物、参数传递方法、类编写约定等。文档还探讨了简化C++的潜力,并提出了可能减少30%复杂性的方案。
AI总结
《Quantifying Accidental Complexity: An empirical look at teaching and using C++》这篇文章的核心内容总结如下: 1. **问题陈述**: - C++被认为过于复杂,这种复杂性分为两类: - **本质复杂性(Essential Complexity)**:源于问题本身,任何解决方案都必然存在。 - **偶然复杂性(Accidental Complexity)**:源于具体的设计选择,可能被简化或消除。 2. **研究贡献**: - 作者通过实证方法对C++的偶然复杂性进行了分类、计数和分析,旨在探索如何减少复杂性。 - 文中提到,C++的偶然复杂性占比很高,某些代码特性可能导致效率低下、错误频发,并增加学习和使用成本。 3. **关键数据与分析**: - 63%的代码特性与偶然复杂性相关,例如: - 多种方式表达相同事物(103例) - 参数传递方式(81例) - 类型安全(38例) - 初始化问题(37例) -ifetime安全(19例) - 内存管理(17例) - 如果将偶然复杂性减少30%,将在一定程度上解决问题,甚至可能实现效率的10倍提升。 4. **改进方向与建议**: - 引入更简单的语言特性,例如: - **生存期安全(Lifetime Safety)**:直接支持“owners”和“pointers”,避免用后自由(use-after-free)等问题。 - **比较表达(Comparison Expression)**:通过直接表达 intent 消除样板代码和错误。 - **类编写意图(Class Authoring Intent)**:消除样板代码和错误。 - 通过工具(如cppx.godbolt.org)和规范(如C++20)推动简化。 5. **未来展望**: - 持续推动Clang和C++标准委员会(WG21)对相关特性的支持。 - 未来版本(C++2x)可能引入反射和consteval编程等特性,进一步简化语言。 6. **总结**: - C++的复杂性是个大问题,但通过简化和优化, Industry有机会实现显著改进。 - 引用B. Stroustrup的话:“Inside C++, there is a much smaller and cleaner language struggling to get out.”
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