Искусство программирования для Unix

Наконец, fetchmail нуждается в возможности анализировать довольно сложный синтаксис спецификации для управляющей информации по каждому почтовому серверу. В Unix такая проблема классически решается с помощью генераторов С-кода, вырабатывающих исходный код для лексического и грамматического анализатора из декларативных спецификаций. Существование уасс и lex было доводом в пользу С.

fetchmail можно было бы на приемлемом уровне реализовать на Python, хотя и со значительной потерей производительности. Размер и сложность структуры данных fetchmail полностью исключили бы shell и Tel и строго указывали бы на недопустимость использования Perl. При этом предметная область программы находится за пределами естественных возможностей Emacs Lisp. Реализация на языке Java не была бы лишена смысла, но объектно-ориентированный стиль и уборка мусора дали бы небольшой выигрыш в специфических проблемах fetchmail по сравнению с теми, которые уже решались с помощью С. С++ так же не смог бы значительно упростить сравнительно простую внутреннюю логику fetchmail.

Однако реальная причина написания fetchmail на С состоит в том, что программа создавалась как постепенное развитие ее предшественника, уже написанного на С. Существующая реализация на С прошла обширное тестирование на разнообразных платформах, на необычных и специфических серверах. Повторная реализация на другом языке была бы сложной и запутанной. Более того, fetchmail зависит от импортируемого кода для функций (таких как NTLM-аутентификация), которые очевидно не доступны на более высоком уровне, чем С.

Интерактивный конфигуратор fetchmail, лишенный традиционной проблемы С, написан на Python; соответствующий учебный пример рассматривается далее.

14.4.2. С++

Когда в середине 1980-х годов С++ был впервые выпущен в свет, объектно-ориентированные языки программирования были широко разрекламированы как радикальное средство против сложности программного обеспечения. Объектно-ориентированные возможности С++ казались бесспорным преимуществом над С, и приверженцы ожидали, что С++ быстро сделает своего предшественника устаревшим.

Этого не случилось. Отчасти причинами могут быть проблемы в самом С++; требование обратной совместимости с С привело ко многим компромиссам в конструкции. Кроме всего прочего, данное требование помешало перевести С++ на полностью автоматическое управление динамической памятью и решить самую серьезную проблему С. Позже "гонка вооружений" между различными разработчиками компиляторов, которую не сдерживала слабая и преждевременная попытка стандартизации, привела к тому, что С++ стал "витиеватым" и чрезвычайно сложным языком.

Причиной послужило также и то, что самой ОО-технологии не удалось оправдать ожидания. Проблема рассматривалась в главе 4 — ОО-методы склонны приводить к созданию больших связующих уровней и проблемам сопровождения. На сегодняшний день, изучение архивов открытого исходного кода (где выбор языка скорее отражает суждения разработчика, чем корпоративные указания) показывает, что использование С++ до сих пор в основном характерно для GUI, мультимедийного инструментария и игр (основных областей успеха ОО-конструкций), и гораздо реже встречается в других областях.

Возможно, что реализация ОО-технологии на С++ особенно склонна к созданию проблем. Существуют данные, которые говорят о том, что расходы на жизненный цикл программ на С++ больше, чем у эквивалентов, написанных на С, FORTRAN или Ada. Является ли данная проблема проблемой ОО, проблемой С++, или это комплексная проблема — пока не ясно, хотя есть смысл подозревать последнее [341.

В последние годы С++ включил в себя некоторые важные не-ОО-идеи. В языке существуют исключения, подобные исключениям в Lisp, т.е. можно добавлять объект или значение в стек вызовов до тех пор, пока его не перехватит обработчик. STL (Standard Template Library, стандартная библиотека шаблонов) обеспечивает типовое программирование, т.е. возможность писать код алгоритмов, независимых от сигнатур их данных, и компилировать их для выполнения необходимых функций во время выполнения. (Это необходимо только для языков, выполняющих статический контроль типов в процессе компиляции; более динамические языки просто передают ссылки на переменные без типа и поддерживают идентификацию типов во время выполнения.)

Эффективный компилируемый язык, совместимость снизу вверх с языком С, объектно-ориентированная платформа, связующий материал для самых современных методик, таких как STL и типовое программирование, — С++ претендует на роль универсального средства, но ценой этого является сложность, гораздо большая, чем та, с которой может справиться мозг отдельного программиста. Как было отмечено в главе 4, главный конструктор языка признал, что он и не ждет, что какой-либо один программист сможет постичь язык полностью. Unix-хакеры не слишком хорошо отреагировали на сложность С++. Подтверждением этого служит одно из анонимных, но известных определений: "С++ — это спрут, полученный путем пришивания лишних ног собаке".

Однако фундаментальная проблема заключается в том, что по существу С++ является просто еще одним традиционным языком. Он лучше сдерживает проблему управления памятью, чем до создания стандартной библиотеки шаблонов (STL), и значительно лучше, чем С. Однако это довольно сомнительное решение проблемы, и оно не будет надежно работать, если в коде не используются объекты и только объекты. Возможности ОО для многих типов приложений незначительны и просто добавляют сложности в С, не достигая весомых преимуществ. Доступны компиляторы С++ с открытым исходным кодом; если бы С++ определенно превосходил С, то в настоящее время он бы доминировал.

Подводя итоги, можно сделать вывод, что преимуществом С++ является сочетание эффективности компилируемого языка со средствами объектно-ориентированного и типового программирования. К недостаткам относятся его вычурность и сложность, а также склонность к поддержке сверхсложных конструкций.

Использование С++ целесообразно в том случае, когда существующий инструментарий или служебные библиотеки С++ предлагают значительные преимущества для приложения или когда предметная область приложения лежит в упомянутых выше областях, где использование ОО-языка, несомненно, является большим преимуществом.

Классическим справочником по С++ является книга Страуструпа (Stroustrup) "The С++ Programming Language" [82]. Отличными учебным пособием по С++ и основным ОО-методам для начинающих является книга "С++: A Dialog" [36]. Статья "С++ Annotations" [6] представляет собой сжатый вводный курс по С++ для опытных программистов на С.

Компилятор С++ входит в состав коллекции компиляторов GNU. Поэтому, язык доступен как для Unix, так и для операционных систем Microsoft; в данном случае также применимы комментарии, касающиеся С. Доступна обширная коллекция вспомогательных библиотек с открытым исходным кодом <http: //www.boost.org/>. Однако переносимость языка ограничена тем, что (в середине 2003 года) в действующих реализациях С++ реализованы значительно отличающиеся подмножества проектного ISO-стаНдарта, который в настоящий момент находится в процессе подготовки⁹⁰.

14.4.2.1. С++ учебный пример: инструментарий Qt

Интерфейсный инструментарий Qt представляет собой замечательный пример успеха С++ в современном мире программ с открытым исходным кодом. Инструментарий предоставляет комплект элементов управления, а также API для написания графических пользовательских интерфейсов для системы X Window, который был сознательно (и довольно эффективно) разработан таким образом, чтобы имитировать вид и восприятие интерфейсов Motif, MacOS Platinum или Microsoft Windows. Фактически Qt предоставляет гораздо больше, чем просто GUI-службы, — он предоставляет переносимый прикладной уровень с классами для XML, доступа к файлам, сокетов, параллельных процессов, таймеров, обработки даты и времени, доступа к базам данных, различных абстрактных типов данных и Unicode.