为什么C++那么难？

都2020年了，还要学C++吗？本文记录我学习C++的那些经历和心得。

C++好多理工科大学里面都有，它的学习难度比其他编程语言比如Python, Javascript, 和Java等等难。那为什么呢？

C++难的原因有三个基本点：

• 提供抽象的同时也贴近硬件模型
• Zero-overhead的抽象

贴近硬件模型，C++就要提供指针。指针对新手而言很难理解，但是它确实非常贴近硬件的。为什么呢？比如int* p; int i = *p. 取内容我们会写*p，看起来有点难看，但是实际上却对应着基本的汇编代码mov (p) $rax. 在硬件中，内容就是一串byte，C++很多model就是操作这些byte。读取成员变量，其实是根据相对this指针的偏移读取内存。

Zero-overhead：你不需要的不用付出代价，而你用到的，你不可能自己写得更好。包含：泛型，vptr, vtbl，手动管理内存(new, delete)，undefined behavior。

兼容C：这是C++成功的一大原因，也是它语法用法难以理解的一大原因。

例子一

请问下面的代码能正确编译链接嘛？

//book.cpp
class Book {
public:
  static int Count;
  Book() = default;
  ~Book() = default;
}
int main() {
  Book::Count += 1;
}

答案是不能！class Book后面右花括号要有分号! 纳里？如果你写过Java，你会更吃惊！按我们的书写习惯，Book的右花括号已经可以表明类结束了。但是为了兼容C，分号必须要有。为什么呢？因为C里面可以书写下面的代码

struct Book {
} book;

这样子定义了一个名为book的Book变量。所以C++也需要在定义类的结尾时候书写分号。这个分号我无数次忘记，幸好现在的IDE比较智能，都会提示出来。

把分号添加了以后，我们能成功编译嘛？不能，因为不能成功连接。如果用下面的命令编译

g++ -std=c++11 book.cpp -o book

error是

Undefined symbols for architecture x86_64:
  "Book::Count", referenced from:
      _main in book-b5397d.o
ld: symbol(s) not found for architecture x86_64
clang: error: linker command failed with exit code 1 (use -v to see invocation)

！！？？这又是为什么？那是因为 Count只是被声明了，而没有定义。在Java里面这个代码完全没有问题！我第一次写的时候，也吃惊（我之前写过Java。）最后是万能的Google帮忙解决了。这是因为C++区分声明和定义：声明是为了引入一个名字，定义是将名字赋予实体。

那如果我们直接初始化count为2呢？还是不行，得到的错误是

book.cpp:4:14: error: non-const static data member must be initialized out of
      line
  static int Count = 2;
             ^       ~
1 error generated.

错误提示我们要对count进行定义并且"out of line"。 啥叫out of line?比如在int main()前面初始化

//book.cpp
class Book {
public:
  static int Count;
  Book() = default;
  ~Book() = default;
};
int Book::Count = 2;
int main() {
  Book::Count += 1;
}

这么简单的代码，我们经过了这么多次修正才正确编译！直到现在，C++17终于意识到，我们也需要像Java那样简简单单在类中定义一个静态变量，引入了inline static variable。所以如果我们使用C++17，那么上面的代码可以写成

//book.cpp
class Book {
public:
  inline static int Count = 2;
  Book() = default;
  ~Book() = default;
};
int main() {
  Book::Count += 1;
}

例子二

下面的代码有什么错误？

//把Book 类拷贝到这里
class MyBook:public Book {
public:
  void print() { std::cout<<"my book\n";}
}
int main() {
   Book book = new MyBook();
}

例子三

遇到下面的问题，怎么入手

: undefined reference to symbol ‘AtlComPtrAssign’
libmylib.so: error adding symbols: DSO missing from command line
collect2: error: ld returned 1 exit status

例子四

程序crash了怎么看core dump? 这需要单独一篇文章。

例子五

三五规则(关于构造器和赋值）记得怎么写吗？

例子六

Segment Fault 是什么？

……

（日后再慢慢更新剩下的每一个例子，因为C++太难了！这会变成一篇很长的文章）