为什么C++在编程竞赛和竞赛中占主导地位？

Question

我知道C++是一种非常快的语言，但在某些情况下C不是同样快还是更快？

然后，您可能会说C++有OOP，但是大多数编程难题所需的OOP数量并不大，在我看来，C可以处理这个问题。

以下是我问这个问题的原因:我对编程竞赛和竞赛非常感兴趣，我习惯于用C语言编写这些代码。然而，我注意到绝大多数人使用C++ (例如，2011年Google上的25名入围者中有17名使用了它，而没有人使用C)，所以我想知道我是否在使用C时处于劣势。

除了面向对象之外，是什么使C++成为更适合编程竞赛的语言呢？在比赛中，我应该学习和使用的语言有哪些特点？

作为背景，我认为自己对C相当精通，但我才刚刚开始学习C++。

Answer 1

首先，总会有一些问题用一种语言比另一种语言更好地解决。对于“更好”的定义，总会有比任何其他语言“更好”解决具体问题的语言。然而，很多问题有着非常相似的需求(一些I/O，一些计算)，并且面临着类似的要求(合理的可靠性、合理的性能)。

正如您已经知道的，对于绝大多数的问题，我声明C++没有提供重大的缺点和一些重大的改进。大胆？有些人似乎是这样认为的，但事实确实如此。让我们首先澄清一些非常常见的C++误解：

• C++比C慢，错了！许多C程序也是有效的C++程序--当用C编译器或C++编译器编译时，这样的C程序应该以相同的速度运行。
• C++特定的特性需要开销。不对!某些C++特定特性(如虚拟函数调用或异常)引入的所谓开销与您自己在C中实现类似特性时所带来的开销相当。
• C++是面向对象的。不对!C++语言包含一些有利于面向对象编程和通用编程的语言扩展。C++不强制任何地方进行面向对象的设计--它只是允许它。C也允许面向对象的编程，C++只会使它更简单，更不容易出错.

所以，如果你相信我的话，我们已经确定"C++并不比C差得多“。让我们看看如何使C++成为更好的C：

• C++中的类型系统比C更强，这可以防止许多常见的编程错误--再加上下一个非常重要的特性，更强的类型系统甚至不会带来不便。
• 模板关键字允许程序员编写算法的通用(类型不可知)实现。在C中，可以使用如下元素编写泛型列表实现: struct element_t { struct element_t *next，*prev；void *element_t；}；

C++允许一个人编写这样的东西：

template <typename T>
struct element_t {
   element_t<T> *next, *prev;
   T element;
};

C++实现不仅可以防止常见的程序员错误(比如在列表中放置错误类型的元素)，还允许编译器进行更好的优化！例如，在C和C++中都有一个通用的排序实现-

C例程定义为：

void qsort(void *base, size_t nmemb, size_t size,
           int(*compar)(const void *, const void *));

而C++例程被定义为

template void sort(RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last);

区别在于，例如，排序一个整数数组，在C情况下，每一个比较都需要一个函数调用，而C++实现将允许编译器内联整数比较调用，因为编译器在编译时会自动实例化实际的排序例程，并在模板参数中插入正确的类型。

• 一个更大的标准库C++允许充分使用C标准库。这当然非常重要，因为C标准库是编写真实世界程序的宝贵资源。但是，C++包括标准模板库。STL包含许多有用的模板，如上面的排序例程。它包括有用的通用数据结构，如列表、地图、集合等。与排序例程一样，其他STL例程和数据结构都是根据程序员的具体需要“量身定制”的--程序员所要做的就是填写类型。

当然，STL并不是灵丹妙药--但在解决一般问题时，它确实提供了很大的帮助。您用C实现列表的频率是多少次？如果你有时间去做的话，RB树会是一个更好的解决方案吗？使用STL，您不需要做出这样的妥协-使用树，如果它是一个更好的适合，它是一样容易使用列表。

好吧，所以我只是在讨论好的部分。有什么坏处吗？当然有。然而，他们的人数却一天比一天减少。让我解释一下：

• 没有好的C++编译器--这种情况已经存在很长时间了。但是你必须记住，这门语言是在1998年标准化的--它是一种复杂的语言，比C语言更复杂。编译器需要很长时间才能赶上标准。但在本文撰写之时，有一些优秀的编译器可供最广泛使用的平台使用；3.X版本中的GCC通常非常好，它运行在GNU/Linux和大多数UNIX平台上。英特尔有一个很好的Win32编译器-它也相当好，但不幸的是，它仍然依赖于MS，这是不合格的。
• 人们不知道好的C++这不是一个经常听到的抱怨，但这是我经常看到的东西。C++是一门庞大而复杂的语言，但它也曾是一种被大肆炒作的语言，尤其是在"OOP解决饥饿、治疗艾滋病和癌症“的时代。其结果似乎是，许多非常糟糕的C++代码(基本上是带有一些类声明的坏C代码)已经出现，并被用作学习材料。这意味着很多人认为他们知道C++实际上写的代码真的很糟糕。这太糟糕了，这是个问题，但我认为把这归咎于C++是不公平的。

因此，C++的两个主要问题是C++作为一种年轻语言的结果。它们迟早会消失的。对于大多数的问题来说，如果你能找到好的程序员(或者自己学习好的C++ )，那么这些问题现在就不是真正的问题了。

Answer 2

这样的竞赛与其说是关于程序的速度，不如说是关于程序员的速度。C++具有标准库特性、类型安全性和内存管理帮助，这使得开发和调试更快，即使可执行文件的速度稍慢。

Answer 3

说到之前的Code决赛，它主要是关于库，而不是语言特性。竞争解决方案很少使用任何OOP设计原则，但您可能会看到大多数标准库容器和算法-字符串、向量、列表、堆栈、队列、deque、priority_queue、set、map、复杂、对、位集、lower_bound、反向、排序、查找、计数、nth_element、min、max、min_element、max_element、unique、next_permutation、.熟练的参赛者将熟悉他们，并获得了大量的时间，不需要实现和调试他们在C。

代码Jam允许参赛者引入自己的代码并使用第三方库，因此理论上，参赛者可以在C中预先实现所有这些，然而，并不是所有的竞赛都允许这样做，模板和操作符重载使得这一点比C语言更加可读性。