从C++98到C++26，经历了什么？

整理 | 王瑞平

作为一名程序员，2023年最应该关注的话题就是C++的标准更新。

C++标准遵循3年开发周期，并以发布年份命名。C++在临发布的一年前会进入“功能冻结期（feature freeze）”，即版本开发进入半稳定状态，不再添加重大功能及特性，着重于修复各种BUG。因此，直到2025年初，C++26都会增加新内容。

上个月，C++26时间表发布，将会在“并发和并行性方面有重大改进”。而已经推出的C++ 23版本则沿袭了C++17的传统特征，完善了现有特性。但是，与C++ 98、C++11或C++20相比，改变略小。

为理解C++下一步的发展方向，我们将C++放进历史大背景中讨论。

C++26时间表发布

改进并发和并行性

上个月，ISO C++委员会举行会议，正式通过C++26时间表。当时，共有近180名成员参会。ISO C++标准委员会主席兼微软本地语言架构师Herb Sutter发文详细介绍了有关C++26的最新进展。

C++ 26首轮会议公告（图源：Herb Sutter）

Herb Sutter在文章中表示：并发和并行小组目前仍在按计划推进C++26的 std::execution和SIMD并行。该版本在“并发和并行性方面有重大改进”，但是，Herb Sutter并没有透露具体改进内容与可能的技术细节。

值得一提的是，在本次会议上，委员会采纳首批共计40份变更文件，其中的变更都相当小。

C++ 26时间表（图源：Herb Sutter）

据悉，与C++ 26相关的下两轮会议将分别于11月及次年3月举行，前者在美国夏威夷州科纳举行，由WorldQuant和Standard C++ Foundation主办；后者在日本东京举行，由Woven by Toyota主办。

C++23标准

7月，C++23已完成更新，并进入了最终投票阶段。

C++23是由国际标准化组织（ISO）和国际电信联盟（ITU）颁布的编程语言C++标准。它最初于2017年6月正式发布，是2001年的ISO/IEC 14882：2001(C++11)的下一个迭代。

C++23完整地实现了C++的表达力，并使其对计算机科学和软件工程更有用。

它的主要特性包括：模板参数捕获、可变参数模板等。同时，它还引入了一些新的核心语言特性，如，UTF-8字符串字面量、更多的类型别名和using声明等。

此外，C++23还引入了一些新特性，如，简化的工作线程支持、原子操作、普通指针改进、区域性和字符编码以及可以按程度进行编辑的新字符串操作。

最值得一提的是，C++23中引入了this推导，使C++轻松实现复杂技术。你可以直接使用import std导入标准库，或者在std::print和std::println中应用C++20的格式字符串。

此外，在C++23中，开发者将获得扁平化关联容器。这些容器平衡了时间和空间复杂度。std::flap_map可取代std::map，而std::optional的接口将扩展为单子接口。

从C++98到C++20

那么，C++标准经历了哪些历史变革呢？

C++98

20世纪80年代末，Bjarne Stroustrup和Margaret A. Ellis撰写了著名的《注释C++参考手册》（简称ARM）。

当时，ARM根据独立的C++实现定义了C++的功能；并且，ARM为第一个C++标准——C++98（ISO/IEC 14882）奠定了基础。

值得一提的是，C++98包括：模板、包含容器和算法的标准模板库（STL）、字符串和IO流。

C++ 03

在C++ 03（14882：2003）中，修正了一些微小的技术，但在社区中仍被称为传统C++。

TR1

2005年，令人兴奋的事发生了。Technical Report 1（简称TR1）推出，是由C++标准化委员会成员建立的boost项目，推动现代C++向前迈出一大步，也为后续C++11的出现奠定了基础。

具体来讲，TR1有13个库。这些库也成为了下个C++版本的一部分，分别对应到正则表达式库、随机数库、智能指针（如，std::shared_ptr）和哈希表。

C++11

C++11被称为现代C++，它的许多特性从根本上改变了C++的编程方式。例如，C++11引入了TR1组件，还有移动语义、完美转发、可变模板或constexpr等特性。

但是，这些并不是全部。随着C++11的到来，我们还获得了内存模型作为基础的线程模型以及线程API。

C++14

C++14是一个小型C++标准，引入了读写锁、泛化lambda和泛化constexpr函数。

实际上，C++14相对之前的11并没有太大改动，或者说更像C++11标准基础上的查漏补缺。C++14之后，还有17、20、23，所以，C++14更像个过渡版本。

C++17

C++ 17有两个突出的特性：并行的STL和标准化的文件系统。大约80个STL算法可使用执行策略执行。

这意味着，调用std::sort可以在C++中实现对容器vec并行排序的提示。此外，你还可以按顺序进行指定排序或向量化。

就像C++11一样，boost对C++17也产生了重大的影响，从boost中获得了文件系统以及3种新的数据类型：std::optional、std::variant和std::any。

C++20

C++ 20的革新从根本上改变了编写C++的方式，程度不亚于C++11，特别是以下四个重要特性：Ranges（范围库），Coroutines（协程），Concepts（概念）以及 Modules（模块）。

·新的Ranges库能够直接在容器上表达算法、使用管道符组合算法，并将它们应用于无限数据流。

·Coroutines使异步编程在C++中成为主流。Coroutines是协作任务、事件循环、无限数据流或管道的基础。

·Concepts将改变我们对模板的思考和编程方式，是有效模板参数的语义类别。Concepts让你能够直接在类型系统中表达你的意图。如果出了什么问题，你会收到简洁的错误信息。

·Modules将克服头文件的限制，也带来了诸多好处。例如，不再需要预处理器。最终，我们还将拥有更快的构建时间和更简单的包构建方式。

C++的下一步

神奇递归模板模式

C++的设计模式大致可分为三类：创建型模式、结构型模式和行为型模式。

而神奇递归模板模式（CRTP）也是C++的设计模式，精巧地结合了继承和模板编程技术，可用来为C++的class提供额外的功能、实现静态、多态等。

总之，CRTP实现了静态多态，将会成为接下来C++的重要设计模式。

参考资料：

http://modernescpp.com/index.php/c-23-deducing-this

http://modernescpp.com/index.php/c-23-the-next-c-standard

http://app.myzaker.com/news/article.php?pk=64b0fc568e9f0911572638ac