提升 C++ 技能的 7 種方法

精算狗發表於2017-08-24

夏天時常會談到大海、太陽、沙灘、大山或者你的家庭住宅。更充裕的時間也是夏天帶來的好處之一。可能是因為你在休假,也可能是因為這段時間工作沒有那麼忙。無論是哪種情況,與一年中的其他季節相比,夏天的時間似乎更加寬裕。

你有兩個選擇:1)把所有夏季空閒時間都用來休整,適當放鬆一下沒什麼不可以。2)或者你可以投入一部分空閒時間來提升你的技能,尤其是 C++,用 C++ 水平的提高(boost C++)來開始新的一年。

如果你覺得選擇1)更適合你,那麼關掉手機和筆記本吧,真正地放鬆一下!但是如果你傾向於選擇2),那麼這篇文章就是為你準備的。

有 7 種方法幫助你利用夏天真正提高 C++。之後我會給你一些小技巧來幫助你真正實現所選的目標。

1)開始一個專案

用 C++ 來建一個你自己的小專案是一個很好的試驗方法,而且能通過這個專案真正理解程式的執行。另一個優點在於你可以完全自由地決定使用什麼元件。這樣你能夠提升這一年沒有許可權/時間使用的語言特性和庫元件。

在我去年的夏季專案中,我實現了一些區間介面卡,這讓我學到了超多東西。所以我會把這個專案的細節告訴你,這樣你能夠得到一些靈感來構建你自己的專案:

  • 如果你不熟悉 C++ 中的區間(Ranges),請參考《Ranges: the STL to the Next Level》
  • 實現 transform_iterator,
  • 實現變換區間介面卡(transform range adaptor),
  • 實現 filter_iterator,
  • 實現篩選區間介面卡(filter range adaptor),
  • 實現 zip 介面卡(zip adaptor),然後結合變換區間介面卡使用。Zip 介面卡需要兩個區間,並且返回到來自這兩個區間的成對物件的檢視
  • 為 zip 介面卡一般化,要令 zip 介面卡能夠使用任意數量的區間,
  • 實現笛卡爾積區間介面卡(Cartesian product range adaptor)
  • 實現你自己的新區間介面卡!

是否完美,是否完整或者是否遵從上述指示都不重要,重要的是你要去試驗。但是上面這些任務能給你帶來的是:

  • 明確理解區間,而區間是當下一個非常流行的 C++ 特性,
  • 練習變參模板(variadic templates)的使用,
  • 初步接觸模板超程式設計(template metaprogramming),

並且這些都是逐漸才能體會到的。

如果你在這種專案上有任何需要幫助的地方,我都願意效勞。另外我在這個專案上的所有嘗試都寫在 GitHub 的程式碼倉庫中了,希望對你們有用。

2)讀一本好書

我會釋出一個 C++ 的書單,但是我現在要給你一個選擇。我認為作為一個程式設計師要讀的第一本書就是 Steve McConnell 的《程式碼大全》。儘管這本書不是專注於 C++ 的,但是它把寫好程式碼要注意的幾乎所有方面都教給你了。從寫一個 if 語句(沒錯,有好多方法把 if 語句搞砸)到分配類責任,再到程式碼審查,《程式碼大全》涵蓋了軟體架構的所有方面。在讀完這本書以後你永遠不會還用一樣的方法來程式設計。

Code-complete-246x300

如果你還沒有讀過《程式碼大全》,你應該去看看 Scott Meyers 的《Effective C++》。我建議《Effective C++》要讀兩遍。我已經讀過三遍了,但是我想兩遍的效果應該一樣好。儘管這本書是在 C++11 之前寫的,但是大部分內容在今天也仍然是有用的。而且《Effective Modern C++》涵蓋了C++11 和 C++14 中的特性,可以作為這本書的補充材料。

Code-complete-246x300

Effective-modern-C-249x300

今年夏天我要看的是 Eric Evans 的著名書籍——《領域驅動設計》(Domain Driven Design)。《領域驅動設計》涵蓋了領域專家和開發人員之間的密集交流,建立領域模型以及在討論模型與程式碼時使用同一種語言

Code-complete-246x300

儘管這本書的內容很有價值,但是讀起來並不容易。我發現一個有用的小技巧:對每一小節先讀第一段,再讀最後一段,最後讀其餘部分。這樣你能更好地理解作者的寫作方向,節省時間。

我希望通過顯示程式碼中的域,來找到使程式碼具有表達性的靈感。當然啦,我會在部落格上分享這些靈感的。

這只是一個選擇,我還會做一個更全面的書單。

3)學習一個新的語言

雖然聽起來很稀奇,但是學習一種新的語言可以讓你對你所的專注語言獲得更深層次的理解,而且是最有效的方法之一。並且新的語言和你自己使用的語言差別越大,效果越好。

新的觀點認為,其他程式語言會讓你對程式設計有更一般的理解。由於你太熟悉自己所用的語言,往往會忽略它的特性,而用不同的方法解決問題能夠使這些特性凸顯出來。即使你不會使用新語言來寫產品程式碼,所接觸到的新概念也能為你提供可以應用到主語言中的思路。

如果你用的是 C++,那麼我推薦你去學習一下 Haskell 語言。Haskell 是一種函式型程式設計語言。如果你還沒有試用過函式型程式設計,那麼你能從它的概念中獲得啟發,並從新的角度看待 C++,尤其是 STL。

我已經花了很長時間比較網路上各種學習 Haskell 的資源。2013 年(單指那一年)賓夕法尼亞大學的課程是我找到的最好的資源。它解釋得很清楚,沒有太多理論,課程練習也很良心而且有指導性,並且它還是免費的。

一旦你學完這門課程,你可以在 data61 課程中獲得很多 Haskell 的練習,包括填空補充程式碼。你能夠通過這些練習來整理不尋常的函式型程式設計的相關知識。

如果你想了解更多函式型程式語言以及它們在 C++中的應用,我推薦 Quentin Duval 的部落格:deque.blog

今年夏天我要學習的語言是 Lisp 。我明白它是一種非常強大的語言,能夠全面提升對程式設計的理解。一些語言是從它衍生出來的。它不會消失一定是有原因的!

我還沒有完成對網上資源的調查,但是我計劃使用《計算機程式的構造和解釋》(Structure and Interpretation of Computer Programs)。如果你有任何關於學習 Lisp 的想法,請告訴我!

4)提升使用 STL 的能力

STL 是 C++ 中處理容器和演算法的部分。它很強大而且並不難用,卻沒有它應有的名氣。要想掌握 STL 需要有相當的知識積累,但是這是值得的。它是一個神奇的方法,能使你的 C++ 程式碼更具有表達性也更健壯。

我正在整理幫你掌握 STL 的資料,叫做 STL 學習資源。還沒有完成,但是有很大一部分已經做完了,我想足夠讓你在這個夏天的大部分時間都很充實了。

5)緊跟現代C++的特性

C++11,C++14 和C++17給C++ 和標準庫帶來了很多新的特性。即使你現在,比如今年夏天,沒有在產品程式碼中使用它們,它們也都來了。並且你可以立即把它們應用在你的專案中(看上面的第1條)。

有些特性很好掌握,比如 lambdas。儘管精通 lambda 表示式需要掌握很多細節上的東西,但是學會它們的基礎用法不需要花太多精力。

所以部分特性很好理解,只需要一些好資源和時間來熟悉它們。比如 Scott Meyers 的《Effective Modern C++》(見上面的第2點)涵蓋了 C++11和 C++14 的大部分特性。

我特別喜歡Bartek部落格上的一份 C++17 特性列表,它可以幫你快速上手 C++17 新特性。內容詳實,而且你可以通過給一個特定的特性新增資訊來貢獻自己的一份力量。Bartolomiej 提供了所有的資源和 Github 許可權,所以你能夠非常輕鬆地新增資訊。這樣即使你還不瞭解 C++17 也能夠貢獻自己的力量,並且在這個過程中學到很多東西

如果你不練習的話,是無法理解很多特性的。尤其是變參模板,它是現代標準 C++ 的一個重要特性。上面第一點中的專案和其他任何包含變參模板的專案都可以作為練習。

Code-complete-246x300

6)提高你對 boost 的瞭解

Boost 是設計良好的 C++ 庫的集合,可移植且開源。很多現代 C++ 的特性都源自 Boost。

瞭解 Boost 的內容很重要。有兩個原因:第一,在程式碼中確實需要它們,因為 boost 主要應用於綜合使用;第二,更重要的原因是即使你在產品程式碼中沒有使用 boost,它可以給你一個通用的精心設計的 API 和 C++ 程式碼模型。留心 boost 中的內容可以給你自己的設計帶來靈感

學習大量的 boost 庫的一個方法是閱讀 Boris Schäling 的書——《The boost C++ Libraries》。這本書有電子版,但是紙質版可以放進沙灘包供你躺在沙灘上閱讀(真的,我去年夏天就讀的這本書)。不過這本書是基於 boost 1.55.0 的,所以它包含了很多庫,但並不是所有。

特別地,它沒有包含 Boost Hana。Boost Hana 是一個流行的現代 C++ 元程式庫。實際上,學習 Boost Hana 可以作為今年夏天的一個目標。

我詢問了 Louis Dionne(Boost Hana 的創始人)怎麼樣才能有效地學習 Boost Hana。從官方指導入手是一個好的開始,而且你可以看他的 ACCU 演講(或者Meeting C++ keynote,內容相似)來獲取初步的介紹。這裡是 Louis 的所有演講,大多數都與超程式設計和 HANA 有關,可以幫助加深你的瞭解。

7)觀看網路視訊

C++ 社群上有超多網路視訊,尤其是年會的視訊。今年夏天是觀看這些視訊的好時機。

下面是一些我覺得有近期指導性的演講:

這個列表絕沒有包括所有優秀的視訊。我看到過其他好視訊,並且會有很多我沒看過的。但是我覺得這個列表裡的視訊是個好開始。

實現你的夏季目標

現在已經有很多事要做啦。一個夏天之內不可能做完這些所有事情。所以你應該選擇其中一部分來做,並且提前定好目標。不要從一件事情跳到另一件事情上,否則夏天會很快過去而且你也完不成任何一件事。

此外,要想完成你的目標,你需要集中注意力。一個實用的方法是使用番茄工作法,我是用 kanbanflow 來實現的。我現在就在使用這個方法而且結果也不錯。

我今年夏天的目標是讀完《領域驅動設計》並且對 Lisp 有適當的理解。你的目標是什麼呢?

現在就選擇兩個目標吧,寫在評論區內讓我瞭解一下你們的選擇。

相關文章