C 已經快 50 歲了,對于一瓶葡萄酒來說,這個年齡很棒,但對于快速發展的行業中的編程語言而言,它就不同了,在過去的十年中,出現了許多具有不同風格的新語言,所有這些語言都試圖在某種程度上成為 C 語言的替代者,

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當一種新語言或多或少變得流行時 —— 開發人員開始撰寫基準測驗,以展示該語言撰寫的軟體性能,CPU 利用率和記憶體使用量以及二進制檔案的大小等等,
在這里,我想在不同的層面上進行一些實驗 —— 編程語言的 UX(用戶體驗),使用這種語言時開發人員的效率,使用它們的容易程度,常見的挫敗感,閱讀代碼的感受,我相信編程語言的 UX 與它們的技術特征一樣重要,并且對語言的成功做出了很大的貢獻,
注意:該文章的其余部分帶有很多主觀色彩,
實驗
讓我們撰寫一個應用程式,該程式以遞回方式掃描當前目錄中的所有檔案,并在與給定通配符匹配的檔案中列印這些行,類似于ag 或grep ,但使用通配符而不是正則運算式,二進制檔案應被忽略,
我發現這個問題是一個很好的練習,因為它展示了如何實作非常簡單的通配符匹配演算法(該演算法可用于字串和數字之類的純資料,無需學習任何庫或 API),該演算法應通過一些非常簡單的測驗,然后,它需要一些非常通用的底層 API,例如遞回掃描目錄或逐行讀取檔案,問題的所有部分都非常簡單,小巧且范圍廣泛,這個小程式當然也可以用其他任何語言實作,
我想測驗該語言與常規的 “write-compile-run-debug” 回圈的“友好”程度,為匹配演算法撰寫測驗的復雜度,找到與檔案一起使用所需的 API、系統和基本 I/O 的難易度,指出錯誤時編譯器的友好程度,語言的“直觀性”等等,
我的樣本量相當謙遜 —— 僅我本人,但是為了避免偏見,建議你自己做(不要花太長時間)并比較結果,用不同的語言撰寫小程式后,我讓同行的開發人員(約 20 人)閱讀并給我反饋,哪些界限不清楚,哪些閱讀和理解起來“更容易”,這些開發人員沒有使用這種語言的經驗,但是能熟練使用其他語言,例如 Java,C#,JavaScript,Kotlin 和 Swift 等,
我在這里測驗的語言是 C++,Go,Rust 和 Zig,我得到的結果程式可以在 GitHub 找到:https://github.com/zserge/glob-grep ,請隨時批評,

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Zig
從 Zig 開始,因為我想看看 Zig 是什么型別的語言,之前聽到過這個語言有不錯的反饋,但是一直沒用過,沒有經驗可談,我打開了 Vim 并開始撰寫代碼,
我花了大約 1 個小時來完成程式,通配符匹配演算法(我以前知道,只需要在 Zig 中實作)花了我大約 20 分鐘的時間,其余主要在尋找 API 來進行目錄掃描和檔案讀取,
TLDR:出色,直觀的小語言,較差的是 stdlib 和 docs,
我喜歡的是:對于 C 程式員,該語言出奇的直觀,感覺很簡單,關于語言的檔案(而不是 stdlib)非常清晰和友好,
對于年輕的語言而言,Vim 集成也相當不錯(在啟用 Vim 插件之前 —— 格式化錯誤(編譯器錯誤)使我很郁悶),
我喜歡錯誤處理方法,喜歡該語言附帶的測驗工具,甚至喜歡字串只是位元組陣列,就像在 C 中一樣,
我對附帶分配器的第一個反應是震驚,但實際上它甚至沒有引起注意,它給人以極簡主義的感受,即該語言的核心是如此簡單,以至于它甚至不使用動態記憶體,同樣,非常接近 C,
在撰寫此代碼時,我必須閱讀許多 Zig 編譯器和 stdlib 源代碼,并且代碼非常簡潔明了,
我不喜歡的東西:stdlib 檔案太糟糕了,我從目錄掃描和檔案 I/O 中學到的所有知識–我都是從 GitHub 搜索結果中獲得的,這也非常稀缺,
編譯器提示訊息也不是很友好,但是對于熟悉 C 的人來說,這沒什么大不了的,
在 stdlib 中缺少字串處理例程是出乎意料的,要連接字串,必須手動做所有事情 —— 分配緩沖區,將字串放在那里,或者使用格式化程式和分配器來同時列印兩個字串,然后釋放緩沖區,但這仍然和s1+s2 有很大不同,
總的來說,核心語言很簡單,我很喜歡它,但是 stdlib 比 libc 更受限制,我希望這只是該語言早期的標志,
實際上,讀 Zig 代碼的人都提到了這點,它有點冗長,但明確,可預測且易于理解,毫不奇怪,因為該語言在設計時考慮了可讀性(沒有隱藏的控制流,沒有隱藏的分配,沒有宏,沒有運算子多載,沒有元編程等),

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Rust
我嘗試學習 Rust,但失敗了,我花了 2 個多小時才完成此程式,完成后我感到失望,
TLDR:復雜,
我喜歡的東西:編譯器提示訊息友好,該語言的檔案也不錯,但僅此而已,我這次并沒有了解生命周期、錯誤處理等,圍繞該語言的工具既現代又不錯,
我不喜歡的東西:編譯器訊息太冗長,占據了整個螢屏,我可不想rustc --explain 為每個錯誤而奔波,求求你,不要懲罰我,檔案有時也太冗長,我的意思是,最好有更多的檔案而不是更少的檔案,但是先擁有 TLDR 版本會更好,對于 stdlib 來說,也是如此,一小段功能及其用一句話即可完成的作業將更容易閱讀,有&str ,Str 和[u8] ,讓新手感到驚訝,
總體而言,Rust 中的編碼對我來說就像是解決難題,可能會很有趣和令人興奮的地方,尤其是在將 Rust 用作一種業余語言時,但是對于大多數任務,我寧愿使用一種“人機工程學”的語言,這種語言幾乎不會引起注意,
讀 Rust 代碼程序中,經常會罵出至少兩個 “wtf”,他們經常抱怨語法不清楚,需要注意細節,而且,模式匹配對于“主流”開發人員仍然是陌生的事情,

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Go
這是作弊,我曾經使用 Go,但是我還是想在這個實驗中嘗試一下,正如我期望的那樣,我花了大約 15 分鐘就能使我的完整 “glob” 實用程式正常作業,
TLDR:富有成效,但固執己見,
我喜歡的東西:感覺非常有用,檔案對我來說很神奇 ——簡短但有用,可以立即打開相關的 stdlib 函式原始碼并進行進一步研究,根據過去的經驗,在撰寫應用程式時,我已經設想了如何使其成為多執行緒并提高性能(簡單的 fan-out),
我不喜歡的東西:太多東西(緩沖 I/O,GC)存在,你不會覺得自己可以控制一切(就像在 Zig 中一樣),太自以為是 —— 這是串列中唯一需要我創建 3 個單獨的檔案才能使其起作用的語言,仍然會犯一些低級錯誤,例如意外的變數 shadow 或在回圈內使用 defer,
讀 Go 代碼,會發現它很清楚,有些人對行內 walker 函式感到好奇(它們不一定是行內的,他們是正確的),一些人想知道多重分配,比如a, b = c, d ,這種寫法感覺更混亂了,具有諷刺意味的是,如果我是 Go 語言的新手,我會寫出更直接的 Go 代碼,

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C++
盡管我有一定的 C 經驗,但是與現代 C++ 卻相去甚遠,因此我決定嘗試一下,我花了大約 20 分鐘才能完成,這是出乎意料的,
TLDR:好老的“朋友”,
我喜歡的東西:感覺很熟悉,就像認識一個過去的老朋友一樣,我喜歡這些檔案,并提供了許多示例和良好的可讀性,看到如今的 stdlib 這么強大,我感到很驚訝,文本編輯器和 IDE 中的支持也非常可靠,
我不喜歡的東西:不良的工具 —— 沒有構建系統,沒有測驗工具,沒有 linter,我們過去習慣使用它,但這并不是現代開發人員所期望的,太強大了 —— 對于這項任務,C++ 感覺非常有生產力,但是我可以想象自己在某個時候處于決策癱瘓狀態,這時有許多不同的方式來做某事,而所有事情都是一樣的(或不好的),
讀 C++ 代碼的人實際上過去至少已經讀過 C 或 C++,這是他們大學課程的一部分,我猜很多人抱怨使用:: ,所以我應該正確使用名稱空間,總的來說,由于我在 C++ 代碼中沒有“品味” —— 我敢肯定它可以寫得更清楚,但是我也看到在沒有注意到的情況下它可能寫得更糟,

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其他基準
所有語言均生成靜態可執行檔案,大小均相同(2 ~ 5MB),最小的是 Zig,最大的是 Rust,掃描整個/usr/include 檔案樹時,它們的性能幾乎相同,這就是為什么我要強調技術特性(主要指性能)通常不如開發人員體驗那么重要,
我想另外提一下構建時間,我運行了整個 build + test + clean 回圈一百次,Go 最快(如預期的那樣),其他三個都是基于 LLVM 的,速度要慢 3 到 4 倍,
這意味著什么?這個結果并不令人驚訝,并且經常有關于語言的陳詞濫調:Go 易于閱讀,Rust 復雜,C++ 熟悉,Zig 看起來很有希望,但還太年輕而無法判斷,
如果我必須撰寫與 C 代碼沒有進行大量互動的新服務/實用程式 —— 我肯定會選擇 Go,如果必須呼叫某些 C 或 C++ 庫 —— 不幸的是,我會堅持使用 C++,Rust 和 Zig 在現代編程世界中將占據什么位置 —— 只有時間會證明一切,我希望 Zig 有更好的檔案,這樣可能在它變得過于小眾和淹沒之前獲得流行,我一定會更加關注它,到目前為止,這是我遇到的第一個真正的 C 替代品,尤其是在涉及低級編碼時,
當然,盡管年代久遠,C 仍然存在,在很多地方,C 是唯一的實際選擇,我很高興 C 還保持青春,
原文鏈接:https://zserge.com/posts/better-c-benchmark/,本文作者:zsergo
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