谷歌新语言Carbon 承担 C++ 技术债务

新的、有前途的编程语言不断涌现，有些已经做得相当成功，很多开发者已经将 Rust 和 Go 作为流行新语言的成功典范。

尽管新编程语言令人激动不已，但当涉及到项目开发，最常用的还是 Java、C、C++ 和 Python 时，仍然是这些久经考验的、真正的老语言在使用调查中名列前茅。

但是，那些流行的老语言存在一些缺陷。

2022 年 7 月，在 CppNorth的一次演讲中，谷歌首席软件工程师 Chandler Carruth 宣布了 Carbon 正式研发，该语言目标是作为 C++ 的后续语言。拿谷歌的说法，虽然 C++ 是“性能关键型软件的主要编程语言”，但在数十年积累的技术债务和具有挑战性的演变过程之后，很难做出改进。 

除了自己团队数十年的技术债外，谷歌还在 Carbon GitHub 页面中指出，在创建 C++ 时，C++还继承了 C 的一些问题，例如文本预处理与包含等。 

“当时这对 C++ 的成功至关重要，因为它让 C++ 能够即时、高质量地访问大型 C 生态系统。然而随着时间的推移，这导致了大量的技术债务，从整数提升规则到具有“最令人头疼的解析”的复杂语法。 

Carruth 演讲中解释说，承担这项技术债务在当时是一个非常好的决定，可能也是“正确的选择”。它可以让 C++ 的生态系统自举，这对它的成功至关重要。

Carruth 解释说，增加技术债务的另一件事是 C++ 对向后兼容性的承诺。向后兼容性也使得修复已经存在的技术债务变得困难或不可能。 

“C++ 已经存在了 近50 年（如果我们算上与 C 语言的兼容性），因此这个语言会产生很多‘浪费’，特别是因为我们希望向后兼容，”Bartlomiej Filipek 这样说，他是一名 C++ 程序员、作家和博主。 

Rust 是 C++ 的继承者，而不是替代品

谷歌认为避免继承 C 或 C++ 问题的最佳选择是创建一种使用现代语言基础的新编程语言，例如现代泛型系统、模块化代码组织以及一致且简单的语法。 

谷歌也正在遵循 Carbon 的后继语言方法：它应该建立在现有的生态系统之上，提供双向互操作性，优化学习曲线和采用路径，并提供工具辅助迁移支持。 

其他后继型编程语言，如 Kotlin（Java 的继任者）和 TypeScript（JavaScript 的继任者）在填补各自编程语言生态系统的空白方面就非常成功。 

SonarSource 的开发者 Phil Nash 这样解释说，Rust 是一种在性能上与 C++ 竞争的流行语言，但它是替代品，而不是继任者，这表示Rust是一种独立的语言。

“Rust 是一种很棒的编程语言，如果它真的解决了你的问题，如果它是你的好工具，那么请使用它，”Carruth 说。“Rust 团队和 Rust 社区所做的一切都给我留下了深刻的印象。但是，如果你有一个非常大的 C++ 生态系统并且有非常深的依赖关系，那么将其迁移到 Rust 将是非常困难的。”

Carbon 目标是与 C++ 代码无缝互操作。根据 Filipek 的说法，这对 C++ 开发人员是有很大帮助的，这意味着他们可以立即使用 Carbon，无需从头开始。  

“你可以拥有一个包含大量 C++ 代码的项目，也许你已经维护了 20 或 30 年，你可以开始在它旁边引入 Carbon 代码，它们可以无缝地相互调用。因此，您不必将所有东西都投入到一些新的生态系统中。”

根据该项目在 GitHub 上所提到的，对于 C++ 的后继语言有几个要求。其中包括匹配 C++ 的性能、与 C++ 的双向互操作性、温和的学习曲线、可比较的表达能力和可扩展的迁移。 

由于 Carbon 是作为一种后继语言开发的，如果它成功了也并不意味着 C++ 的消亡。“这可能意味着我们可以构建更好、更安全、更易于开发的系统，这些系统依赖或重用现有 (C++) 部分。与往常一样，双方：C++ 和 Carbon，将相互学习并不断改进，”Filipek 这样补充道。

Carbon 在 C++ 生态系统中会是什么样子？

Carbon在夏天才刚刚宣布，仍处于早期阶段，因此很难预测它会取得多大的成功。它目前在 GitHub 页面上被列为“实验性”，目前还没有现成的编译器或工具链。 

在撰写本文章时，谷歌已经新决定了该项目的一些核心方面：

其中包括项目的战略；Carbon 将具有开源的项目结构、治理模型和演进过程；针对语言关键方面的设计，例如泛型、类类型、继承、运算符重载、词法和句法结构以及代码组织和模块化结构；和一个原型解释器演示。 

“虽然这听起来像是一个好主意，有一种感觉这是谷歌的事情，而这只是谷歌试图在世界上推动他们对事物的看法。公平地说，这是有道理的。” 

作者：场长

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