Google 的 C++ 实验性继任者 Carbon 是否值得学习

自其诞生以来，得学C++ 一直是实验构建性能密集型应用程序的首选。但由于“委员会式设计 design by committee”，性继习该语言仍有一些过时的否值做法。

2022年7月19日，得学在多伦多举行的实验 CPP North C++ 会议上，Google 工程师 Chandler Carruth 介绍了 Carbon。性继习

我们再来了解什么是否值 Carbon 以及它打算如何取代 C++。

什么是得学 Carbon？

Google 工程师开发了 Carbon 编程语言来解决 C++ 的缺点。

许多现有的实验语言，如 Golang 和 Rust 已经存在，性继习它们反映了 C++ 的否值性能而没有缺点。不幸的得学是，这些语言对现有 C++ 代码库的实验迁移构成了重大障碍。

Carbon 的性继习目标就像 TypeScript 之于 JavaScript, Kotlin 之于 Java。它不是一种替代语言，而是源码下载一种围绕与 C++ 的互操作性而设计的继承性语言。它的目标是对现有代码库和开发人员进行大规模的采用和迁移。

Carbon 的主要特征

Carbon 的一些关键特性包括 C++ 互操作性、现代泛型和内存安全。

与 C++ 的互操作性

Carbon 旨在为 C++ 开发人员提供一个温和的学习曲线，并提供一套标准、一致的语言结构。

例如，以这个 C++ 代码为例：

// C++:

#include

#include

#include

#include

struct Circle {

float r;

};

void PrintTotalArea(std::spancircles) {

float area = 0;

for (const Circle& c : circles) {

area += M_PI * c.r * c.r;

}

std::cout << "Total area: " << area << endl;

}

auto main(int argc, char** argv) ->; int {

std::vectorcircles = { { 1.0}, { 2.0}};

// Implicitly constructs `span` from `vector`.

PrintTotalArea(circles);

return 0;

}

转化为 Carbon，它变成：

// Carbon:

package Geometry api;

import Math;

class Circle {

var r: f32;

}

fn PrintTotalArea(circles: Slice(Circle)) {

var area: f32 = 0;

for (c: Circle in circles) {

area += Math.Pi * c.r * c.r;

}

Print("Total area: { 0}", area);

}

fn Main() ->; i32 {

// A dynamically sized array, like `std::vector`.

var circles: Array(Circle) = ({ .r = 1.0}, { .r = 2.0});

// Implicitly constructs `Slice` from `Array`.

PrintTotalArea(circles);

return 0;

}

您还可以在应用程序中将单个 C++ 库迁移到 Carbon，或在现有 C++ 代码之上添加新的 Carbon 代码。例如：

// C++ code used in both Carbon and C++:

struct Circle {

float r;

};

// Carbon exposing a function for C++:

package Geometry api;

import Cpp library "circle.h";

import Math;

fn PrintTotalArea(circles: Slice(Cpp.Circle)) {

var area: f32 = 0;

for (c: Cpp.Circle in circles) {

area += Math.Pi * c.r * c.r;

}

Print("Total area: { 0}", area);

}

// C++ calling Carbon:

#include

#include "circle.h"

#include "geometry.carbon.h"

auto main(int argc, char** argv) ->; int {

std::vectorcircles = { { 1.0}, { 2.0}};

// Carbons `Slice` supports implicit construction from `std::vector`,

// similar to `std::span`.

Geometry::PrintTotalArea(circles);

return 0;

}现代泛型系统

Carbon 提供了一个带有检查定义的现代泛型系统。但它仍然支持可选模板以实现无缝 C++ 互操作性。

这个泛型系统为 C++ 模板提供了很多优势：

通用定义的类型检查。这避免了为每个实例重新检查定义的编译时成本。强大、站群服务器经过检查的接口。这些减少了对实现细节的意外依赖，并创建了更明确的合同。内存安全

Carbon 试图通过以下方式解决内存安全问题，这是困扰 C++ 的一个关键问题：

更好地跟踪未初始化的状态，增加初始化的执行，并加强初始化错误。设计基本 API 和习惯用法以支持调试和强化构建中的动态边界检查。具有比 C++ 现有构建模式更全面的默认调试构建模式。

开始使用 Carbon

您现在可以通过查看代码库并使用 Carbon explorer 来探索 Carbon：

# 使用 Homebrew 安装 bazelisk

$ brew install bazelisk

# 使用 Homebrew 安装 Clang/LLVM

# 许多Clang/LLVM版本并没有使用我们所依赖的选项构建。

$ brew install llvm

$ export PATH="$(brew --prefix llvm)/bin:${ PATH}"

# 下载 Carbon 代码

$ git clone https://github.com/carbon-language/carbon-lang

$ cd carbon-lang

# 构建并运行explorer。

$ bazel run //explorer -- ./explorer/testdata/print/format_only.carbon

Carbon 路线图

根据 Carbon 路线图，Google 将在 2022 年底之前发布核心工作版本（0.1）来公开实验。他们计划在 2023 年发布 0.2 版本，并在 2024-2025 年发布完整的 1.0 版本。

Carbon 是否能够复制 Golang 和 Kotlin 等其他语言的成功，还有待观察。亿华云