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被误解的C++——汉尼拔
by 莫华枫
公元前216年8月2日,意大利东部平原,一个叫做坎尼的地方,两支大军摆开阵势,准备决一死战。一方是由保罗斯和瓦罗两位执政官率领的罗马人,另一方则是伟大的军事天才汉尼拔*巴卡率领的迦太基军队及其同盟。罗马人超过8万,而迦太基仅有4万余人。然而到了傍晚,罗马人被彻底击败,7万人被杀,仅有少数得以逃脱。这就是著名的坎尼会战。经此一役,(外加先前进行的特利比亚和特拉西梅诺湖会战),罗马人元气大伤,成年公民损失达五分之一。部分城邦背叛罗马,西西里也发生起义。罗马已经到了摇摇欲坠的地步。
汉尼拔的这些胜利,完全得益于先前的一次异乎寻常的远征。公元前218年,汉尼拔率领军队,从新迦太基城(西班牙)出发,翻越比利牛斯山,进入南高卢地域。在他面前有两条路可走,翻越阿尔俾斯山,或者沿海岸进入意大利。但是,当时罗马人已在沿海地区部署了两支部队,准备拦截汉尼拔。而且,罗马人的海军优势,使得他们可以在任何时候将一支部队登陆在他的背后。而翻越阿尔俾斯山,则是一条及其艰险的道路,更何况是在冬天。
汉尼拔选择了阿尔俾斯山。他甩开了罗马人,从小圣贝纳德和日内瓦山之间越过阿尔俾斯山,进入意大利境内。此时,罗马人便失去了战略纵深,一把尖刀已经深深地插入他们的腹内...
C++的发展史上,也有着如同汉尼拔翻越阿尔俾斯山远征。一切还得从C with Class时代说起。
Bjarne曾经反复强调,他创建C++为的是将Simular的抽象能力同C的性能结合起来。于是,在C语言的基础上,诞生了一种拥有类、继承、重载等等面向对象机制的语言。在这个阶段,C++提供了两个方面的抽象能力。一种是数据抽象,也就是将数据所要表达的含义通过类型以及依附于类型上的成员表述。另一种则是多态,一种最原始的多态(重载)。
数据抽象,通过被称为“抽象数据类型(ADT)”的技术实现。ADT的一种方案,就是类。类所提供的封装性将一个数据实体的外在特征,或者说语义的表述形式,同具体的实现,比如数据存储形式,分离。这样所增加的中间层将数据的使用者同数据的实现者隔离,使得他们使用共同的约定语义工作,不再相互了解彼此的细节,从而使得两者得以解耦。
多态则是更加基础更加重要的一种特性。多态使得我们得以用同一种符号实现某种确定的语义。多态的精髓在于:以一种形式表达一种语义。在此之前,我们往往被迫使用不同的符号来代表同一种抽象语义,为的是适应强类型系统所施加的约束。比如:
//代码#1
int add_int(int lhs, int rhs);
float add_float(float lhs, float rhs);
很显然,这两个函数表达的语义分别是“把两个int类型值加在一起”和“把两个float类型值加在一起”。这两个语义抽象起来都表达了一个意思:加。
我们在做算术题的时候是不会管被计算的数字是整数还是实数。同样,如果能够在编程的时候,不考虑算术操作对象的类型,只需关心谁和谁进行什么操作,那么会方便得多。当C++引入重载后,这种愿望便得以实现:
//代码#2
int add(int lhs, int rhs);
float add(float lhs, float rhs);
重载使得我们只需关心“加”这个语义,至于什么类型和什么类型相加,则由编