一文看盡C++ 過去的這一年

• 2020 年 2 月 23 日
• 筆記

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本文轉載自：CSDN

本文旨在讓我們回顧 C++ 2019年里的變化和發展！我們將重點關注本年度里 C++ 上發生的重大事件，標準的發展，工具的變化等等……

作者 | Bartek

譯者 | 蘇本如，責編 | 屠敏

出品 | CSDN（ID：CSDNnews）

以下為譯文：

免責聲明：本文提出的觀點僅代表個人立場，並不代表整個ISO C++標準委員會的意見。

簡介

以下是本年度最讓我關注的三大方面：

• C++ 20即將發布。
• 開發工具。
• C++在開發者中的穩定位置。

請繼續閱讀以獲得對以上三大方面的全面了解。

重大事件時間表

下表按日期順序列出了本年度C++發生的重大事件：

對C++11/14的編譯器支援

為了保持完整性，筆者在這裡先提醒一下：Clang（從版本3.4開始），GCC（從版本5開始）和Intel C++ Compiler（從版本15開始）已經完全支援C++ 11/14。

Visual Studio團隊宣布Visual Studio 2017 15.7版完全支援C++ 17，這也意味著它對C++ 11/14的支援。現在，你可以構建複雜的程式碼庫，如boost：：hana或range v3。

既然C++ 11/14在所有主流編譯器中都得到了支援，那麼就不存在任何理由不使用現代C++了。

對C++ 17的編譯器支援

C++17作為ISO/IEC 14882標準:2017 程式語言–C++發佈於2019年12月。

你可以在這裡下載一個免費的官方文檔的最終版：N4700, 2017-10-16, PDF。

支援C++的編譯器的一份完整列表可以參考這裡：C++17 編譯器支援。

你也可以閱讀我的部落格文章：C++17特性(https://www.bfilipek.com/2017/01/cpp17features.html)。

關於C++17的語言特性：

從Clang版本5.0、 GCC版本8.0、 Visual Studio版本15.7和Intel C++ Compiler版本19.0.1開始，所有編譯器都支援C++17的語言特性。

標準庫上還有更多的工作需要完成，特別是針對並行演算法和文件系統等重要問題的工作。

對於std :: filesystem的支援，你需要GCC版本8.1（或者支援更好的版本9.1）、Clang版本3.9（或者支援更好的版本7.0）和Visual Studio 2017版本15.7。

並行演算法的更新最早在Visual Studio 2017 15.7中提供，但是隨著之後的更新，MSVC團隊又添加了更多演算法。

接下來可以使用的是Intel PSTL實現，它也被添加到GCC版本9.1中。你需要Intel執行緒構建塊(TBB – Threading Building Block) 作為後端實現（欲知詳情，請參考下面這篇文章）：

在Linux和macOS上使用GCC 9.1和Intel TBB實現C++ 17 STL並行演算法（作者：Paul Silisteanu） ：https://solarianprogrammer.com/2019/05/09/cpp-17-stl-parallel-algorithms-gcc-intel-tbb-linux-macos/

而Clang庫對並行演算法的支援還需要繼續等待。

另一個問題是低層轉換函數的實現。

Visual Studio從版本15.7開始支援在from_chars() / to_chars()函數中支援整形參數，在版本15.8中又添加了對from_chars（）的浮點支援。但是完全一致的支援直到版本16.4（對to_chars（）的浮點支援）才開始可用。

到目前為止Clang和GCC版本只支援整數。原因可能是MSVC STL（標準模板庫）的實現是開源的，我們可以預期一些程式碼將被移植到其他標準庫實現中。

C++20

關於C++20的討論今年佔據了主導地位。在德國科隆舉行的夏季ISO C++標準會議後，C++20的特性已經凍結。在稍晚時間舉行的貝爾法斯特C++標準會議上，第一批國家機構的一些意見得到了解決。

總之，這意味著我們明年發布新的C++標準的道路會一馬平川！

下面列出C++20的主要特性：

• 模組（Modules）
• 協程（Coroutines）
• 標準庫開箱即用的概念（Concepts）
• 範圍（Ranges）
• constexpr支援：new/ delete，dynamic_cast，try/catch，虛擬
• constexpr 向量和字元串
• 計時（Chrono）：日曆、時區支援
• std::format – 詳見此處C++20中的std::format
• std::span
• std::jthread

更重要的是，很多C++ 20的特性在流行的編譯器中已經實現了。像模組（Modules）支援這種最重要的工作仍然沒有完成（我們只是完成了一些實驗性的Module-TS實現）。

像以往一樣，完整的編譯器支援列表可以在cppreference網站：C++20編譯器支援頁面（https://en.cppreference.com/w/cpp/compiler_support#cpp2a）上找到。但是我想在這裡列舉幾個：

ISO C++標準會議

今年共計舉行了三次C++標準委員會會議，分別在夏威夷的科納、德國的科隆和北愛爾蘭的貝爾法斯特舉行。似乎今年的委員會更願意留在歐洲。

這裡可以找到所有的會議計劃，包括：即將舉行的會議和已經結束的會議（https://isocpp.org/std/meetings-and-participation/upcoming-meetings）。

下一次會議將於2020年2月在布拉格舉行。

二月: 夏威夷科納會議

在這次會議上，下列C++新特性投票後被批准納入了C++20標準:

• 模組 – P1103!
• 協程 – N4736!
• 將結構化綁定擴展為更像變數申明 – P1091R3
• std::polymorphic_allocator<> – P0339
• std::midpoint和std::lerp – P0811
• std::execution::unseq執行策略 – P1001
• std::ssize 返回有符號數的自由函數 – P1227
• 查找時預先計算hash值 – P0920

並行化TS 第二版也被作為以下標準發布：

ISO/IEC TS 19570:2018程式語言 – 用於並行化的C++擴展技術規範（https://www.iso.org/standard/70588.html）。

這次會議的主要會議報告摘要可以從如下兩個鏈接找到：

r/cpp: 2019-02 科納ISO C++標準委員會會議報告（https://www.reddit.com/r/cpp/comments/au0c4x/201902_kona_iso_c_committee_trip_report_c20/）和科納會議後的郵件列表（https://isocpp.org/blog/2019/03/2019-03-post-kona-mailing-available）。

其他版本的會議報告鏈接如下：

• Herb Sutter – 會議報告:冬季ISO C++ 標準會議（科納）
• Botond Ballo – 會議報告: 2019年2月科納C++標準會議
• cor3ntin – 科納會議報告
• Timur Dumler – 會議報告：2019年2月夏威夷科納ISO C++標準委員會會議

七月: 德國科隆會議

這次會議是C++20標準的特性凍結會議。這是最後一次投票的機會。

另外，有一個主要的特性在這次會議上從草案中淘汰了。雖然Contracts（合約）很有吸引力，但實際上，委員會未能就最後的實施要點達成一致。因此，最後的決定是最好成立一個獨立的研究小組，嘗試在C++ 23中納入這一特性。

這次會議批准的一些重要特性和變化如下：

• 合約（Contracts）從C++20中移除，Contracts研究小組成立。
• 文本格式化支援：std::format("For C++{}", 20) – P0645
• C++20同步庫 – P1135
• constexpr 記憶體分配 – P0784
• constexpr std::vector – P1004
• constexpr std::string – P0980
• 執行緒可中斷 join 支援（Stop Token） – P0660
• source_location – P1208
• using enum – P1099
• constinit關鍵字 – P1143
• 數學常量 (std::numbers::pi和 friends) – P0631
• 將概念（Concepts）的命名方式從PascalCase（駝峰式命名法）改為snake_case（蛇形命名法） – P1754
• 廢棄volatile關鍵字 – P1152
• 布局兼容性和指針互易性特徵 – P0466
• 構造函數的nodiscard 屬性 – P1771
• 改進的iterator concept hierarchy – P1207
• Move-only視圖 – P1456
• 附加視圖和range適配器 – P1035
• 運算符<=>加入標準庫 – P1614
• 類模板參數推導的擴展 – P1021

這次會議的主要議程報告摘要可以在下面兩個地方找到：

• r/cpp thread – cologne meeting（https://www.reddit.com/r/cpp/comments/cfk9de/201907_cologne_iso_c_committee_trip_report_the/）
• post Cologne mailing（https://isocpp.org/blog/2019/08/2019-08-post-cologne-mailing-available）

會議報告:

• Herb Sutter – 會議報告：夏季ISO C++ 標準會議（科隆）
• Timur Dumler – 會議報告: 2019年7月德國科隆C++委員會會議,
• Botond Ballo – 會議報告: 2019年7月德國科隆C++ 標準會議
• Silexica – 會議報告: 2019年度德國科隆ISO C++會議
• Guy Davidson – 德國之行：科隆會議報告

十一月，北愛爾蘭貝爾法斯特會議：

這一次，委員會不再投票任何新的特性，他們的大部分時間花在解決國家機構針對C++ 20草案提出的意見。

主要的會議報告發布在r/cpp網站上，會後的郵件列表地址為: https://isocpp.org/blog/2019/12/2019-11-post-belfast-mailing-available

其他的會議報告有：

• Herb Sutter – 會議報告：秋季ISO C++ 標準會議（貝爾法斯特）
• Botond Ballo – 會議報告：2019年11月貝爾法斯特C++標準會議
• Ben Craig 會議報告：貝爾法斯特的獨立錯誤
• Guy Davidson – 在我家後院召開的WG21會議: 貝爾法斯特會議報告

編譯器最新版本及說明

下面列出編譯器的最新版本和最引入注目的更新。

Visual Studio

最新版本是Visual Studio 2019版本16.4，最後一次更新發生在12月3日。

– 版本說明：https://docs.microsoft.com/en-us/visualstudio/releases/2019/release-notes

今年推出了新版Visual Studio 2019！它為已經非常出色的集成開發環境（IDE）帶來了許多新的特性和增強功能。

這裡是最初發布時的部落格文章：

Visual Studio 2019: Code faster. Work smarter. Create the future. | Visual Studio Blog（https://devblogs.microsoft.com/visualstudio/visual-studio-2019-code-faster-work-smarter-create-the-future/）。

一些重要的特性：

• 基於Visual Studio IntelliCode的人工智慧輔助程式碼補全。
• 在C++ MSBuild和CMake項目中對 Clang 和 MSVC 的 Clang-Tidy 的支援。
• AddressSanitizer支援 Windows 上使用 MSVC 編譯的項目
• 和CMake更好的集成。
• 概念（Concepts）在版本16.3 中可用
• 對to_chars()的全面支援, 完善了C++17中的要求。
• 提供了一個名為C++ Build Insights的新工具集。欲知詳情，請參閱C++團隊部落格。

另一個主要的更新來自Cppcon大會，MSVC團隊在會上宣布將他們的標準模板庫實現開源！詳情請參見：

MSVC宣布開源其標準模板庫實現 | C++ 團隊部落格（https://devblogs.microsoft.com/cppblog/open-sourcing-msvcs-stl/）

一些其他新聞:

• AddressSanitizer (ASan)在 Windows上支援MSVC | C++ 團隊部落格
• 在Visual Studio中使用clang-tidy進行程式碼分析 | C++ 團隊部落格
• Visual Studio 2019版本16.3開始支援C+20 Concepts特性 | C++團隊部落格

這裡有一個關於C++標準（包括C++20）的一致性的文檔：

Microsoft C++語言一致性清單（https://docs.microsoft.com/en-us/cpp/overview/visual-cpp-language-conformance?view=vs-2019）。

GCC

最新的穩定版本9.2，發佈於8月12日，詳情請參見：GCC9發布系列更新（https://www.gnu.org/software/gcc/gcc-9/）。

• GCC對當前C++特性的支援（https://gcc.gnu.org/projects/cxx-status.html）
• Libstdc++ 狀態（https://gcc.gnu.org/onlinedocs/libstdc++/manual/status.html）

Clang

最新的穩定版本9.0，發佈於2019年9月19日。詳情請參見：版本發布說明

• Clang對當前C++特性的支援（https://gcc.gnu.org/projects/cxx-status.html）
• libc++ C++1z 狀態（https://gcc.gnu.org/onlinedocs/libstdc++/manual/status.html）

Intel Compiler

最新版本19.1，發佈於2019年4月2日。詳情請參見：版本發布說明（https://software.intel.com/en-us/articles/intel-cpp-compiler-release-notes）

• Intel® C++ Compiler對C++14特性的支援（https://software.intel.com/en-us/articles/c14-features-supported-by-intel-c-compiler）
• Intel® C++ Compiler對C++17特性的支援（https://software.intel.com/en-us/articles/c17-features-supported-by-intel-c-compiler）

C++ Builder

最新版本為Rio 10.3 更新3，於2019年11月21日發布，詳見版本發布說明。

集成開發環境（IDE）- Embarcadero C++ Builder使用了一個經過修改的Clang編譯器（版本5.5）和一個Dinkumware標準模板庫（STL）實現，它可以與Win32和Win64應用程式一起工作。這是一個功能全面的IDE，用於從單一C++程式碼庫構建iOS、Android、Windows和macOS應用程式。

一些相關新聞:

• 版本10.3.2新增功能：用於64位Windows環境的C++17 — 實現在所有Windows環境下使用C++17 Clang編譯器。
• 新的Delphi和C++Builder RAD伺服器課程，已在Embarcadero學院、 Embarcadero部落格站點、開發者工具和IDERA社區提供
• RAD Studio 10.3新增功能: C++17的非同步程式碼補全，以及其他功能

這裡是一份C++特性的一致性清單：編譯器對現代C++語言特性的支援（http://docwiki.embarcadero.com/RADStudio/Rio/en/Modern_C%2B%2B_Language_Features_Compliance_Status）

各種工具

當編譯器幫助C++程式碼完成了主要任務時，我們也不能忘記其他工具的重要性。

以下是一些重要的工具，值得了解一下：

Clang 工具:

Clang/LLVM 提供了許多強大的實用程式，例如：

• Clang Tidy
• Clang-Include-Fixer
• AddressSanitizer
• MemorySanitizer
• 對於Visual Studio，你可以使用Clang Power Tools，它是Visual Studio的一個擴展.
• 它由Victor Ciura開發 (@ciura_victor)。
• 最新版本 5.5於2019年12月18日發布. 詳見版本變更日誌。
• 它同時還有一個付費版本。

集成開發環境

Visual Assist – 最新版本發佈於2019年11月11日。詳見：

• Tomato Soup部落格文章 | Visual Assist 版本2353已經可用（https://blog.wholetomato.com/2019/11/11/visual-assist-build-2353-is-available/）。

ReSharper C++ – 最新版本為2019.3， 詳見：

• ReSharper C++部落格文章 | ReSharper C++ 版本2019.3: 支援C++20概念,類型提示, #includes排序, 和其他特性（https://blog.jetbrains.com/rscpp/resharper-cpp-2019-3/）。

CLion – 最新版本為2019.3， 詳見：

• CLion部落格文章 | CLion 2019.3：一個專註於性能和一些期待已久的增強功能的高品質發布（https://blog.jetbrains.com/clion/2019/11/clion-2019-3-release/）。

Cevelop版本1.13.0 發布（https://www.cevelop.com/2019/10/23/cevelop-1.13.0-release.html）。

為了更好地理解程式碼，你還可以使用SourceTrail。它最近作為完全免費版本發布！詳見：

SourceTrail開發者部落格 | SourceTrail現在已是免費的開源軟體。

程式碼分析器：

CppDepend 版本2019.3：

• CppDepend – 2019.3版本的新功能（https://www.cppdepend.com/cppdependv2019）!
• 今年，該團隊增加了對如下工作的支援：MISRA編碼準則、VS 2019、QT項目、UI簡化和嵌入式項目。

PVS-Studio：這是一個使用C、C++和C#編寫的，用於在程式源程式碼中進行錯誤檢測的工具。在Windows和Linux環境下都能夠工作。

• 最新版本是PVS-Studio 版本7.05，請參閱今年的所有發布說明（https://www.viva64.com/en/m/0010/）。
• 今年的一些顯著改進包括：.NET Core 3和3.1項目分析、MISRA編碼準則支援、40多項新檢查、對Java和SonarQube插件的支援。

包管理器：

• Conan– 版本1.21已經可用。
• Microsoft/vcpkg: VC++打包工具– 一個適用於Windows、Linux和MacOS環境的開源C++庫管理器。

C++相關會議

我們沒有理由抱怨C++會議的缺乏。實際上今年有很多會議機會，尤其是在春季和秋季，下面是幾個會議的例子：

• CppCon – 2019年9月舉行
• C++Now – 2019年5月舉行
• Meeting C++ – 2019年11月舉行
• ACCU – 春季會議在2019年4月舉行，秋季會議在11月舉行

還有很多其他的會議，如：Code::Dive、C++義大利大會、C++ on Sea、C++ 義大利日、C++俄羅斯大會、核心C++ 2019大會、等等。

如果你沒有參加過任何一個會議，你可以在YouTube上快速輸入它的名字，就會從中找到大部分演講的影片，這很令人驚訝。你也可以使用一些網路搜索引擎很容易地找到相關會議報告。

以防萬一，這裡是ISO C++ 網站上的全球註冊會議的鏈接：C++全球會議和 FAQ（https://isocpp.org/wiki/faq/conferences-worldwide/）。

社區和用戶組

用戶組提供給你遇見其他C++程式設計師，分享你的經驗和學習新事物的機會。我強烈建議你定期訪問這些用戶組，或者至少偶爾訪問一次。

我很高興，我所在的城市（Cracow）的用戶組C++ Krakow用戶組（https://www.meetup.com/C-User-Group-Cracow）：今年將繼續存在，如果你住在附近的話可以加入！

如果你在查看完這個全球用戶組列表後確認你附近沒有C++用戶組。你還可以加入如下用戶組：

• C++ Slack頻道: https://cpplang.now.sh/
• #include C++（https://www.includecpp.org/）

C++ Poland

此外，今年我們還在波蘭推出了C++部落格：C++ Polska。我們有幾個活躍的作者每個月都會在那裡分享很棒的內容！

同時我們也啟動開始了一個Slack頻道，在那裡你可以討論任何C++和非C++的東西：加入這裡：C++ Polska Slack（https://bit.ly/cpppolskaslack）

書籍和課程

今年的一些發行的書籍和發布的課程值得一看：

有一個驚喜是John Lakos的書！我等了好幾年，終於有貨了！

下面是一些流行的C++自出版書籍的列印版本：

受歡迎程度

C++在哪些領域受歡迎？它的份額都被JavaScript蠶食了嗎？

顯然不是，因為在某些領域C++已經成長或保持在一個穩定的位置。

讓我們看看一些圖表/統計數據：

• TIOBE 程式語言排行榜中，C++排名第4。它的佔比現在為6.196%，去年超過了7%，兩年前大約5.5%。詳情請參見Tiobe Index。
• 在 StackOverflow 調查中，C++排名第9，超過了C，但是低於Java,C#,當然也低於Javascript，而它在上一年排名第10。詳見：2019 Stack Overflow開發者調查（https://insights.stackoverflow.com/survey/2019#technology）
• 在GitHub調查中，C++排名從去年的第5下降到今年的第6。詳見：2019 Octoverse 統計報告（https://octoverse.github.com/#top-languages）

我個人覺得，C++仍然很強大。也許它並不完美，也不容易學習，但是很多程式碼仍然是用這種語言構建的。Rust或其他系統語言不會很快取代它。它的工具越來越好，而這個語言正在致力於降低它的複雜性，所以初學者的體驗希望是越來越好。

然而，C++只是工具的一種，我們很感激今天我們有很多工具可以使用。

我還找到了Daniel Lemire最近發表的一篇文章，十年前他對程式開發和程式語言做了一些預測。他對C++的增長感到驚訝。

讓我們看看Daniel Lemire的評價：

我認為從2010開始，C++已經成為一種更好的語言。這並不容易，但已經超出了我的預期。

問卷調查

一個多星期前，我做了一個快速的問卷調查，希望得到一些關於C++使用的數據。我收到了574個回復！感謝大家！

C++ 標準的使用

在日常工作中，你使用哪個C++標準？

(註：以上百分比的總和不是100%)。

在這份調查中，我沒有明確「使用」的準確含義，所以它既可以指生產環境的編碼，也可以指業餘項目的編碼。比如，我看到C++20的使用率很高，但我相信它主要用於測試，還沒有用於完整的生產環境，或者，也許我錯了？

C++17的使用經驗

你對C++ 17的使用有什麼經驗？

我們可以看到，今年C++17標準的採用率在穩步增長。

C++20的使用經驗

你對C++20的使用有什麼經驗？

編譯器的使用

你使用什麼編譯器？

(註：以上百分比的總和不是100%)。

你還用哪些其他的開發工具？

(註：以上百分比的總和不是100%)。

去年我沒有問這個問題。

我認為這個問題中的「debuggers」不是個好選項，因為我們可以假設所有的開發人員在某個時候都會使用它。

當然還有一些「其他」的答案，包括：ccache、meson、make、Boost build、QMake、Autotools、cmake format、Emacs、Whole Tomato。

你認為2019年發生的最好的事情是什麼？

這是一個開放性的問題，根據我收集到的回答，主要有以下幾件大事（以下列表基於答案中出現的順序，沒有特殊的排序）：

• CppCon 2019大會
• C++20 新特性和標準化
• C++20中的模組（Modules）特性
• 協程（Coroutines）
• 概念（Concepts）
• 範圍（Ranges）
• std::format
• Code::Dive 2019大會
• Meeting C++ 2019大會
• C++部落格 – 幫助更容易學習和掌握最新的語言
• C++ 書籍和課程 – 提升水平，更多的選擇機會
• C++ Cast
• C++ 社區 – 大會，用戶組
• 越來越好用的工具：Clang build analyser, VS 2019, QTCreator, CLion

有些人還列出了一些個人成就：例如，開始使用C++17，在大會上的第一次演講。有人提到在項目中引入Conan，有人換了工作。還有人回饋說「終於退休了」。這些對所有人都有益處！

我也很高興看到有人說「最好的是我的書」。謝謝:)

給個對這個問題的回答例子：

「最好的事情是了解了C++17的細節」, 當然，這個免費版本堅定了我在項目中使用它的想法。

其他問卷調查

C++標準委員會在今年的二月份也發出了一份問卷調查。他們設法獲得了2000多份回復。

這份問卷調查表和結果可以在這裡找到：第二次C++基金會年度開發者問卷調查：標準C++ （https://www.jetbrains.com/lp/devecosystem-2019/cpp/）

調查結果.

還有一項來自Jetbrains的調查：C++ 2019 – 2019資訊圖表中開發者生態系統狀態調查（https://www.jetbrains.com/lp/devecosystem-2019/cpp/）

總結

本年度我想強調的就以下三件事情：

• C++ 20即將發布。
• 開發工具 – 讓編寫C++程式碼更加容易！
• C++在開發者中的穩定位置

總而言之，我認為在未來的十年，我們可以以一種積極樂觀的態度看待C++。雖然我們無法預知更遠的將來會發生什麼，但是至少在接下來的十年里，我相信C++應該是穩定的。有了所有這些工具的幫助，新的C++標準編寫的C++程式碼會更加容易訪問，並且更加不容易出錯。在可預見的將來，C++仍然是追求性能的應用程式的無二選擇，甚至它會取代C和Fortran。

原文：https://www.bfilipek.com/2019/12/cpp-status-2019.html