面向 Java 程序员的 C++ 入门指南​ 1

背景介绍

本文旨在为 Java 程序员提供一个最快的入手 C++ 进行常规项目开发的指南。本文假设阅读者具有相当程度对 Java 语言的理解和开发经验，但是出于各种原因需要进行常规的 C++ 项目开发。本文旨在介绍工作中常规 C++ 项目中经常被用到或被误用的内容，从而帮助 Java 程序员快速上手 C++，而非一个面面俱到的 C++ 教程。

本文以 C++11 标准为基础，部分内容涉及到 C++14/17 中引入的新的标准库（STL，Standard Template Library）内容，但是通常这部分内容可以通过第三方库在 C++11 中使用（例如 Abseil）。这么选择是因为高版本的编译器还没有得到很好的普及和应用，大家在这种情况下最有可能用到的基本上也就是 C++11/14/17 了。

相较于常规的 C++ 教程：

• 本文压缩了关于语法语义方面的知识，因为 C++ 的语法语义和 Java 非常相似，熟练的 Java 程序员应该能无障碍阅读 C++ 代码
• 本文增加了语言内建提供的标准库的对比，用于帮助 Java 程序员快速找到自己经常使用的工具
• 本文特别强调了一些 C++ 开发中经常用错或者不容易用对的地方，以及在这些地方应该遵循一个什么样的原则进行处理
• 本文还介绍了一些常用 C++ 周边生态，包括但不限于：

• 构建系统
• 包管理
• 常见第三方类库
• 常见编码 Idiom
• 静态代码分析
• 动态错误分析
• 代码调试
• Profiling

快速开始

配置 IDE/编辑器

可以按照使用 VSCode 进行远程开发进行配置。

创建 Blade 项目

以下都在远程开发机上操作，Blade 相关文档见Blade 从入门到精通，Blade使用手册(最新更新2020-09-28）和Blade功能手册（2020-09-15）。

1. 创建所有 Blade 工程的根目录（非必须）mkdir ~/BladeWorkspaces
2. 创建我们这个工程的目录（我们称这个目录为 BLADE_ROOT 目录） mkdir ~/BladeWorkspaces/HelloWorldWorkspace && cd ~/BladeWorkspaces/HelloWorldWorkspace
3. 进行 blade 初始化 blade init
4. 创建我们自己的相对目录，假设我们的 repo 最终会放到 https://code.byted.org/zhangshuai.ds/helloworld/，则该目录应该位于 mkdir -p zhangshuai.ds/helloworld && cd zhangshuai.ds/helloworld
5. 创建 main.cc 和 BUILD 文件
6. 使用 blade 编译 cd $BLADE_ROOT && blade build -p debug zhangshuai.ds/helloworld
7. 想要运行程序的话可以使用 blade run -p debug zhangshuai.ds/helloworld 来运行，单测把 run 改成 test
8. 打包发布程序的话，在 build 的同时加上参数 --bundle=<debug|release> 打包，release 需要在 BUILD 文件中指定一个绝对路径，打包后的文件需要部署到这个绝对路径下

// zhangshuai.ds/helloworld/main.cc
#include <cstdio>

int main(void) {
  printf("Hello World!\n");
  return 0;
}

# zhangshuai.ds/helloworld/BUILD

cc_binary(
  name = "hello_world",
  srcs = ["main.cc"],
)

其他构建系统

C/C++ 世界中比较常见的构建系统还有：

• Autotools + Makefile：https://opensource.com/article/19/7/introduction-gnu-autotools
• CMake: https://gist.github.com/mbinna/c61dbb39bca0e4fb7d1f73b0d66a4fd1#file-effective_modern_cmake-md
• Bazel：个人觉得比 blade 要合理一点
  常见的包管理器有：
• 依赖发行版的包管理器提供（例如 apt/rpm/...）
• 自己管理（例如 复制代码到 third_party 文件夹下/git submodule/自己写脚本拉代码编译/...）
• vcpkg/conan
• 构建系统自己集成但需要用户做些事情（cmake/bazel/...）
  C++ 的依赖管理是需要严肃对待的，比 Java 更容易出问题。Java 依赖管理中比较常见的一类问题就是编译的时候依赖了高版本的库，运行的时候部署了低版本的库，结果用到的某个方法不存在，直接就抛异常了。C++ 由于继承自上古时期的头文件/代码分离的机制，使得整个事情更容易出问题。而且实现质量比较低的第三方库，更容易出现各种复杂的资源管理问题，以及 Undefined Behavior 问题。另一类常见的问题是菱形依赖问题，Java 中这样的问题如果跑起来没事甚至可以不怎么管，但是 C++ ABI（Application Binary Interface）不兼容的情况太多了，基本上都会出问题。
  所以如果你的组里没有一个非常资深的同学搞定这一套东西，而且你在写公司的项目的话，最好还是用 blade 别瞎折腾了。如果在公司外写非常严肃的大型项目，建议使用 bazel（但是用起来很麻烦，真的要人工去搞定每一个依赖和所有间接依赖）。