比雅尼·斯特劳斯特鲁普：C++之父
名人说：路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。—— 屈原《离骚》
创作者：Code_流苏(CSDN)（一个喜欢古诗词和编程的Coder😊）
比雅尼·斯特劳斯特鲁普：C++之父的编程人生
一、引言
在编程语言的发展史上，有些名字注定被载入史册。比雅尼·斯特劳斯特鲁普（Bjarne Stroustrup）便是其中最为耀眼的一颗明星。作为C++语言的创造者，他不仅设计了一门改变世界的编程语言，更通过其深邃的编程哲学，影响了几代程序员的思维方式和设计理念。
图片：比雅尼·斯特劳斯特鲁普
根据斯特劳斯特鲁普自己的描述："我发明了C++，写下了它的早期定义并做出了首个实现……选择制定了C++的设计标准，设计了C++主要的辅助支持环境，而且负责处理C++标准委员会的扩展提案。"这不仅仅是对一门语言的创造，更是对软件工程领域的一次深刻变革。
本文将带您走进斯特劳斯特鲁普的世界，探索他如何从一个丹麦年轻人成长为计算机科学领域的传奇人物，以及他的编程哲学如何塑造了现代软件开发的面貌。
二、生平与教育背景
1. 早年生活
比雅尼·斯特劳斯特鲁普出生于1950年12月30日的丹麦奥胡斯郡，成长于一个普通家庭。年轻的斯特劳斯特鲁普展现出对数学和科学的浓厚兴趣，这为他日后的学术生涯奠定了基础。
2. 学术之路
斯特劳斯特鲁普的学术之路始于丹麦本土。在1975年，他获得了奥胡斯大学的数学和计算机科学硕士学位。追求更高学术成就的渴望驱使他远赴英国，在著名的剑桥大学继续深造。他在1979年获得剑桥大学的计算机科学博士学位，研究方向为分布式计算系统。
图片：剑桥大学
3. 职业生涯
学成归来后，斯特劳斯特鲁普加入了美国贝尔实验室，这是他职业生涯的重要转折点。正是在贝尔实验室，他开始了C++语言的设计和实现工作。
图片：贝尔实验室
随后的几十年里，他的职业生涯经历了多次变化：
- 1979-2002年：在贝尔实验室工作，担任大规模编程研究部门负责人
- 2002-2014年：在德州农工大学担任计算机科学教授
- 2014年至今：在纽约哥伦比亚大学担任计算机科学教授，同时在摩根士丹利技术部门担任董事总经理
三、C++的诞生与发展
1. 从"C with Classes"到C++
C++的故事始于1979年，当时名为"C with Classes"。斯特劳斯特鲁普在贝尔实验室工作期间，需要为一个分布式系统编写软件。他发现现有的编程语言要么效率不高，要么缺乏抽象能力。
作为一个实用主义者，斯特劳斯特鲁普决定基于C语言扩展出一种新的语言，加入类的概念，以支持更高层次的抽象，同时保持C语言的高效性。这种语言最初被称为"C with Classes"，直到1983年才正式命名为"C++"，这个名字暗示它是C语言的增强版。
2. 标准化历程
C++语言的标准化是一个漫长而复杂的过程：
- 1998年：首个ISO C++标准（C++98）正式发布
- 2003年：发布了小幅更新的C++03标准
- 2011年：发布了具有重大革新的C++11标准
- 2014年：发布了C++14标准，对C++11进行了扩展和修正
- 2017年：发布了C++17标准，增加了新特性
- 2020年：发布了C++20标准，引入了模块、概念和协程等重要特性
- 2023年：发布了最新的C++23标准
每一次标准的更新都体现了斯特劳斯特鲁普"渐进式改进"的理念——在保持与旧代码兼容的前提下，不断引入新特性，使语言更加强大和易用。
3. 语言特性的演进
C++从最初的"C with Classes"演变为今天的现代C++，经历了多次重要的特性增加：
- 早期特性：类、成员函数、派生、虚函数、运算符重载等
- C++98/03：模板、异常处理、命名空间、标准模板库(STL)
- C++11：自动类型推导(
auto)、Lambda表达式、右值引用、智能指针、线程库 - C++14：泛型Lambda、变量模板、改进的
constexpr - C++17：结构化绑定、
std::variant、并行算法 - C++20：概念(Concepts)、模块(Modules)、协程(Coroutines)、范围(Ranges)
- C++23：模式匹配、
std::optional改进、多维subscript运算符
四、编程哲学与设计原则
1. 零开销抽象原则
斯特劳斯特鲁普的一个核心设计理念是"零开销抽象"(Zero-overhead abstraction)。这一原则可以概括为：
“你不需要的，你不必为之付出代价；你用到的，你无法做得更好。”
这意味着C++中的抽象机制（如类、模板、虚函数）在不使用时不会带来任何性能开销，而在使用时的效率不会低于手写的等效低级代码。这一原则使C++成为高性能计算领域的首选语言之一。
2. 多范式支持
与许多专注于单一编程范式的语言不同，C++被设计为支持多种编程范式：
- 面向过程编程：继承自C语言的函数、结构体等特性
- 面向对象编程：类、继承、多态等
- 泛型编程：模板、标准模板库
- 函数式编程：Lambda表达式、函数对象
- 元编程：模板元编程、编译期计算
斯特劳斯特鲁普认为，不同的问题适合用不同的编程范式解决，一门优秀的语言应该为程序员提供多种工具和表达方式。
C++编程范式实例对比：
3. 重视实用性与效率
斯特劳斯特鲁普的设计理念始终围绕着实用性和效率。在接受采访时，他曾表示：
“软件行业太多的经理和管理人员试图把编程变成低级别的流水线工作。从长远看，这种做法效率低、浪费大、成本昂贵，而且不人性化。在软件开发中，没有放之四海而皆准的模型。需要给人们空间来发挥他们的才干并鼓励他们成长。”
这种重视实用性的思想也体现在C++的设计中——语言既要能够直接映射到硬件，支持底层系统编程，又要提供高层抽象，便于应用开发。
4. 向后兼容性
斯特劳斯特鲁普非常重视向后兼容性，这使得C++成为一门能够支持长期项目的语言。老代码不会因为语言版本更新而失效，这降低了项目维护的成本和风险。
5. 渐进式改进
C++的发展遵循"渐进式改进"的原则，而非断崖式变革。每个新标准都在前一个标准的基础上进行改进，同时保持与已有代码的兼容性。这种方法确保了语言的稳定性和连续性。
五、对软件开发的影响
1. 系统编程领域的革新
C++打破了高级语言效率低下的刻板印象，证明了一种语言可以同时提供高层抽象和底层控制。这一革新使得许多原本只能用汇编或C语言编写的系统软件，如操作系统、数据库和游戏引擎，能够使用C++的面向对象特性，提高了开发效率和代码可维护性。
2. 标准模板库(STL)的影响
标准模板库(STL)是C++最重要的贡献之一，它通过泛型编程实现了算法与数据结构的分离。STL的设计理念不仅影响了C++生态系统，还影响了其他语言的库设计。
Java的Collections框架、.NET的LINQ和Python的生成器等，都能看到STL的影子。
3. 现代C++编程风格
随着C++11及后续标准的发布，一种被称为"现代C++"的编程风格逐渐形成。这种风格强调：
- 使用智能指针而非原始指针
- 使用auto进行类型推导
- 使用Lambda表达式简化代码
- 采用RAII(资源获取即初始化)进行资源管理
- 使用移动语义提高性能
斯特劳斯特鲁普在2018年的一次演讲中提到："现代C++感觉就像是一门新语言。"这反映了C++在保持向后兼容的同时，如何通过新特性改变了程序员的编程体验。
六、著作与贡献
1. 重要著作
斯特劳斯特鲁普撰写了多本影响深远的技术著作：
- 《C++程序设计语言》：被视为C++的权威参考，目前已更新到第4版
- 《C++语言的设计与演化》：详细讲述了C++的设计理念和发展历程
- 《编程：原理与实践》：一本适合初学者的编程教材，使用C++作为教学语言
- 《C++核心指南》：一套C++最佳实践指南，帮助开发者充分利用现代C++特性
2. 学术与行业贡献
除了创造C++语言外，斯特劳斯特鲁普对计算机科学和软件工程领域做出了诸多贡献：
- 担任ISO C++标准委员会的核心成员，引导语言的发展方向
- 在分布式系统、编程语言设计和软件开发工具等领域发表了大量学术论文
- 积极推动C++在学术和工业界的应用，通过演讲和著作分享设计理念
3. 荣誉与奖项
斯特劳斯特鲁普获得了众多荣誉和奖项：
- ACM Grace Murray Hopper奖（1993年）
- IEEE计算机先驱奖（2018年）
- 查尔斯·斯塔克·德拉普尔奖（2018年，被誉为"工程学界的诺贝尔奖"）
- ACM院士和IEEE院士
- 美国国家工程院院士
七、编程思想与教育理念
1. 对编程教育的看法
斯特劳斯特鲁普对编程教育有着独特的见解。在他的著作《编程：原理与实践》中，他强调：
- 编程是一项实践活动，必须通过动手实践来学习
- 好的代码不仅要正确，还要清晰、简洁、高效
- 程序员应该掌握设计思想和原则，而不仅仅是语法细节
他还特别强调数学对程序员的重要性，在一次采访中表示：“程序员在数学上付出的努力永远也不会白费。数学是训练我们大脑的最佳方法之一，尤其是与计算相结合时。”
2. 编程风格与设计建议
斯特劳斯特鲁普提出了一系列编程设计建议，这些建议不仅适用于C++，也适用于其他语言：
- 让简单的事情保持简单：简单的任务应该有简单直接的解决方案
- 直接表达意图：代码应该清晰地表达程序员的意图，而不是藏在复杂的算法或技巧背后
- 避免过早优化：在确保代码正确性的基础上再考虑性能优化
- 遵循一致的风格：保持代码风格的一致性，提高可读性
- 关注抽象而非细节：合理使用抽象，隐藏不必要的复杂性
八、近期活动与未来展望
1. 现代C++的推广
近年来，斯特劳斯特鲁普一直致力于推广现代C++的使用。在2023年和2024年的多次技术大会上，他强调了C++作为一个整体，其中强类型的泛型编程发挥着核心作用，而模块化、系统化的资源管理和错误处理也是不可或缺的部分。
根据他的观点，按照这些现代C++原则编写的代码通常更小、更快、更易于维护，也更可靠。
2. C++的安全性改进
近期，斯特劳斯特鲁普特别关注C++的安全性问题。在2023年的一次播客访谈中，他讨论了如何强化C++以应对内存安全问题，这是对NSA建议开发者尽可能使用内存安全语言的回应。
他提出了一系列改进C++内存安全性的方法，同时不放弃C++的性能优势和既有代码库。这表明C++在未来将继续演进，以适应日益增长的安全需求。
3. 对新一代程序员的寄语
斯特劳斯特鲁普对新一代程序员充满期待。他鼓励年轻人不仅要掌握技术，还要理解问题的本质，培养解决问题的能力和创造性思维。
他在2024年发布的《编程：原理与实践》第三版序言中写道：“编程不仅仅是一种技能，更是一种思维方式。它教会我们如何将复杂问题拆解为可管理的部分，如何以系统化的方式思考，如何验证我们的解决方案。这些能力在任何领域都是宝贵的。”
九、结语
比雅尼·斯特劳斯特鲁普通过创造C++语言，革新了软件开发的方式，影响了几代程序员。他的设计理念——零开销抽象、多范式支持、实用性与效率并重、向后兼容和渐进式改进——不仅塑造了C++语言，也为整个软件工程领域提供了宝贵的经验和启示。
在数字技术日新月异的今天，斯特劳斯特鲁普的编程哲学依然具有重要的指导意义。正如他所言："编程语言不仅仅是一种工具，它还塑造了我们的思维方式。"作为C++之父，他不仅给我们留下了一门强大的编程语言，更留下了一套完整的编程思想和设计哲学，这将持续影响软件开发的未来。
无论技术如何发展，斯特劳斯特鲁普对软件设计的洞见——让简单的事情保持简单，让困难的事情变得可能——依然是每一位程序员值得铭记的箴言。
参考资料
- Stroustrup, Bjarne. The C++ Programming Language (4th Edition). Addison-Wesley, 2013.
- Stroustrup, Bjarne. The Design and Evolution of C++. Addison-Wesley, 1994.
- Stroustrup, Bjarne. Programming: Principles and Practice Using C++ (3rd Edition). Addison-Wesley, 2024.
- “比雅尼·斯特劳斯特鲁普.” 维基百科，自由的百科全书. https://zh.wikipedia.org/wiki/比雅尼·斯特劳斯特鲁普
- “C++之父Bjarne Stroustrup：程序员在数学上付出的努力，永远也不会白费.” CSDN博客. https://blog.csdn.net/csdnnews/article/details/124358244
- “Hardening C++ with Bjarne Stroustrup.” Software Engineering Daily. https://softwareengineeringdaily.com/2023/03/28/hardening-c-with-bjarne-stroustrup/
本文是CSDN “计算机名人堂” 专栏的一部分，旨在向读者介绍对计算机科学和技术发展做出重要贡献的人物。如果您对本文有任何建议或反馈，欢迎在评论区留言。
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