رفتن به مطلب
مرجع رسمی سی‌پلاس‌پلاس ایران

ابزار‌ها

  • نوشته‌
    18
  • دیدگاه
    3
  • مشاهده
    5,988

مشارکت‌کنندگان این وبلاگ

هر آنچه که باید در مورد تفاوت‌‌‌های ناگفتهٔ سی‌پلاس‌پلاس و راست بدانیم

کامبیز اسدزاده

87 بازدید


توضیحاتی که در این پست ارائه می‌کنم، به منظور این نیست که بگم چیزی بد هست یا چیزی خوب! یکی بهتر است و دیگری بدتر! اما دوست دارم بیشتر با جو تبلیغاتی غالب روی چیزی نظر ندیم و در برنامه‌نویسی هم شخصاً تمایل دارم به بالاترین سطح ممکن از آزادی عمل در یک ابزار برسم که همه چیز رو برای یک برنامه‌نویس فراهم می‌کنه. مثالی که قبلاً زده بودم همون بحث باغ‌وحش و حیاط وحش بهترین مثال ممکن هست که می‌تونستم بزنم ولی خب اهل تفکر باید باشی تا بفهمی چی گفتم. بذار یه چیز‌هایی در مورد Rust و C و ++C بهتون بگم تا دیگه نیازی برای ادامهٔ بحث‌های پیش پا افتاده نباشه (این بحث‌ها مسخرست و صرفاً وقت شما رو می‌گیره، اما آگاهی داشتن در موردش می‌تونه دیدگاه بهتری برای پیشروی بهتون بده) اما موضوعاتی که بهش اشاره می‌کنم رو اگه کمی عمیق‌تر بهش دقت کنی، خواهی دید که چرا چیزی مثل سی‌پلاس‌پلاس واقعاً بی‌رقیبه.

قبل از هر چیز بهتره مروری از به وجود اومدن این زبان‌ها رو داشته باشیم:

وقتی در دههٔ ۷۰ میلادی زبان C به وجود اومد، به عنوان یک ابزار به شدت قابل تحسین با ۱۰۰٪ آزادگی عمل معرفی شد، شما هر سیستم و هر ساختاری رو که می‌خواستی می‌تونستی باهاش بسازی! به هر حال کامپیوتر یک جهان جدیدی بود و هر چیزی در اون می‌تونست یک فرصت باشه؛ همین الآن بعد از گذشت ۵۲ سال خیلی‌ها فکر می‌کنن این زبان منسوخ شده! در حالی که طبق آخرین مستندات N3096 استاندارد C23 در  ۲ آوریل ۲۰۲۳ به صورت پیش‌نمایش منتشر شده و هنوز هم در حال توسعه و پیشرفته! یادتونه گفتم هیچ ابزار و فناوری‌ای تا زمانی که در حال توسعه باشه، غلطه که بهش بگیم منسوخ شد!


تقریباً ۳۹ سال پیش، وقتی سی‌پلاس‌پلاس به وجود اومد کاملاً ویژگی‌های C رو به ارث برد، در واقع هر چیزی که C داره، هم مشکلات و هم مزایا در ++C هم وجود داره اما خیلی فراتر از مباحثی که فکرش رو می‌کردند به یک باره توسعه‌پذیر شد. خیلی خب باید بپذیریم مشکلاتی که C داشته را هم در بعضی جاها ++C خواهد داشت، اما نه به صورت یک مانع! چون برای همشون راهکار وجود داره، هیچ چیز بی دلیل ساخته نمیشه، این رو مطمئن باش به‌روز رسانی‌ها بی دلیل نیستند.

در مورد Rust، که ۸ سال پیش وقتی به وجود اومد که حتی به ۱۰ سال هم عمر و پختگیش نمیرسه صرفاً تمرکزش به ادامهٔ مسیر‌های مشابه زبان‌های مدیریت شده بود اما در حوزه‌ها و منظور‌های متنوع‌تر که این موضوع جذابش می‌کنه. راست یک زبان سیستمی هست اما با دارا بودن خاصیت Ownership که به همراه یک سری قوانین مثل Transfer Rules و Borrowing خیال شما رو از بحث ایمنی راحت می‌کنه.

همین موضوع مسیر Rust رو با C و ++C جدا می‌کنه و قابل قیاس نیستند که در ادامه می‌گم چرا.

موضوع مدیریت خودکار حافظه
این بحث برتری حساب نمیشه چون توی سی++ مدرن ما راهکار‌های مشخصی برای مدیریت این مسائل داریم. خب یعنی چی یه ابزار داشته باشیم که بیاد امکان برنامه‌نویسی سیستمی رو بده اما مطمئن؟! قطعاً یه جای کار داره می‌لنگه! عین اینه که بگی من اینترنت دارم ولی فیلترینگ شدیدی روش هست، بله نمی‌ذاره من آزادانه و اونطور که می‌خوام پیش برم، هرجا ریسکی بود به عهدهٔ خودمه هرجا خیری بود باز به نفع خودمه. زور و فشار هیچ‌وقت موجب پیشرفت عمیق نمیشه حتی در فناوری! چون شما اختیار عمل ندارید و محبورید با محدودیت‌هایی که اعمال می‌شه پیش‌روی کنید.

ساختار مهمی که راست داره بحث موضوع Ownership یا همون مالکیت هست، این یعنی چی؟
یعنی مالک خودش شیء‌ای هست که مسئولیت مدیریت حافظهٔ اختصاص داده شده به یک شیء رو به عهده می‌گیره. در کنار این موضوع قانون انتقال یا همون Transfer می‌گه که هر شیء‌ای فقط یک مالک داره و مالکیت اون‌ها تنها می‌تونه به یک شیء دیگر منتقل بشه! این یک قانون اصلی و مهم در راست هست که برای تضمین این موضوع قانون امانت یا همون Borrowing می‌گه که اگه می‌خوای از یک شیء به عنوان مالک نهایی استفاده کنی، می‌تونی مالکیت به شکل امانت رو به شی‌ء دیگری انتقال بدی که در حالت قرضی یا موقتی ممکن هست اما اجازه نداری هرطور که دلت خواست ازش استفاده کنی.

خب این قانون محدودیت‌های شدیدی رو ایجاد می‌کنه، اما در عوض بله تضمین می‌کنه که مدیریت حافظه مطمئن هست.
این باعث می‌شه خطاهای حافظه به خاطر وجود مالکیت اختصاصی، که در زمان کامپایل، کامپایلر تعیین می‌کنه که چه زمانی باید حافظه آزاد بشه رو جلوگیری می‌کنه.

  1.  شما نمی‌تونید به صورت آزاد روی مدیریت حافظه حرفی برای گفتن داشته باشید چون شما آزادی عمل ندارید. در مقابل در سی‌پلاس‌پلاس بدون هیچ محدودیتی از این موضوع بهره می‌برید.
  2.  دسترسی به لایه‌های سخت‌افزاری عمیق و پشتیبانی از abi‌های سیستم‌عامل‌ها به صورت کامل تحت راست ممکن نیست مگر اینکه به صورت اختصاصی نسبت به هر abi در اختیار شما خارج از استاندارد‌ها قرار بگیره، چیزی که در سی‌پلاس‌پلاس همه چیز به صورت استاندارد در اختیار توسعه‌دهنده قرار می‌گیره.
  3.  کتابخانه‌های استاندارد Rust قابلیت کنترل مستقیم روی ترد (نخ)‌ها رو ارائه نمی‌کنه هرچند مدعی هستن که از روش‌های crate در کامپایلر راست در زمان اجرا با استفاده از thread_priority‌ها قابل پیاده‌سازی هست اما با این حال، هیچ‌وقت در سطح فوریتی به اندازهٔ API‌های استاندارد ++C قابل استفاده نیست، حتی C هم در این حد و اندازه امکان مدیریت سخت‌افزار رو برای شما نمیده.
  4.  در صورتی که در Rust لایهٔ امنیتی رو فعال هست (چیزی که به صورت پیش‌فرض در راست فعال هست) دیگه امکان دسترسی به لایه‌های سخت‌افزاری رو از دست خواهید داد. در حالی که سی++ این امکان رو به صورت کاملاً آزاد در اختیار شما قرار میده و شما با پذیرش خطر اون اگر تسلط خوبی داشته باشید می‌تونید به بهترین شکل ممکن دسترسی نامحدود به این موضوع رو در اختیار بگیرید. شما در راست فقط حق انتخاب بر مبنای قوائد از پیش تعریف شده رو دارید، یا ایمن باش و محدود باش، یا ایمن نباش و باز هم محدود باش! این در سی++ برعکسه! شما یا باید کد ایمن بنویسی و در عین حال به بالاترین کارآیی دسترسی داشته باشی، یا باید به خاطر عدم داشتن تسلط بالا خطر‌هاش رو بپذیری که صد البته برای کاهش مسائل راهکار‌های استاندارد‌های جدید بهترین گزینست.
  5.  تمام چیزی که راست ادعا کرده کلاً بر مبنای محدودیت‌های اعمال شده هست، برای مثال شما هیچ راه استاندارد و بومی شده‌ای برای دسترسی API‌های سیستمی به شیوهٔ مستقل از سکو رو ندارید مگر مواردی چون windows-rs و مشابهش که کاملاً خارج از بحث استاندارد و به نوع سوم در دسترس توسعه‌دهنده‌ها قرار می‌گیرند و مناسب چند-سکویی واقعی نیست.
  6.  جامعهٔ پخته و اکو‌سیستم راست هیچ‌وقت به اندازهٔ زبان‌های C و ++C گسترده نیست و کتابخانه‌های استانداردِ بی‌شماری از این بابت در اختیار توسعه‌دهنده‌ها قرار نگرفته و این قابلیت مقایسه با عمق مستنداتی که طی چندین دهه برای زبان‌های دیگه موجود هست رو نداره.
  7.  راست به معنای واقعی کلمه یک زبان ایمن هست اما با فعال بودن لایهٔ ایمنی، قدرتمند نیست و زیرساخت‌های سنگین که قدرت مانور کامل روی سخت‌افزار رو به شما بده.
  8.  راست به هیچ عنوان بهینگی لازم رو به خاطر قوائد ایمنی در زمان اجرا (Run-Time) رو نداره در حالی که در ++C شما بهینگی به شدت بالایی رو برای زمان اجرا می‌تونید اعمال کنید.
  9.  در راست که مدعیه یک زبان سطح‌پایین هست، ما مفهومی به عنوان Placement new نداریم، حتی معنا هم براش نداره چون دیگه محدودیت مالکیت (Onwership) با این موضوع هم خونی نداره و چنین ادعاهایی رو راحت رد می‌کنه. 
  10. در سطوح پیشرفته، توسعه‌دهنده در ++C با استفاده از Placement new، می‌تونه یک شیء رو در یک مکان خاص از حافظه ایجاد کنه، بدون اینکه حافظه جدیدی بهش اختصاص بده! این امکان به شما اجازه میده که به طور دقیق مشخص کنید کجا باید یک شیء ایجاد بشه! چیزی که حتی در C هم به اندازهٔ ++C در مورد کنترل، سازگاری و انعطاف‌پذیری در مدیریت حافظه رو به ارائه نمی‌کنه.
  11.  و اما در مورد بحث مسائل زمان اجرا و کامپایل، بله راست به دلیل ویژگی‌هایی که داره در زمان کامپایل مشکلات قابل بروز در زمان اجرا رو کنترل می‌کنه، در مقابل استاندارد‌های جدید از سی‌پلاس‌پلاس نیز ویژگی‌هایی مثل Contracts‌ها و Concepts‌ها رو برای این منظور در نظر گرفته که اگه با استاندارد جدید آشنا نباشید طبیعتاً کد‌های شما در زمان اجرا ممکنه ایمن نباشه.

خلاصهٔ کلام اینه که هر زبانی در جای خودش مزایا و معایب خودش رو داره که معمولاً برای تبلیغات و حمایت شدن توسط جامعه، طبیعیه که باید بعضی از مسائل رو نادیده بگیره و بعضی از مزایا رو بیشتر مطرح کنه. در مورد راست هم همینطور، در مورد سی‌پلاس‌پلاس هم همینطور! نا نمی‌تونیم بگیم همه چیز بده یا همه چیز خوبه! قطعاً در مقابل امنیت شک نکنید باید یک سری چیز‌ها رو در نظر بگیرید و در مورد آزادی توسعه توسط یک زبان هم همچنین. به‌روز رسانی‌های اخیر سی‌پلاس‌پلاس طوری پیش رفته که وقتی بخوای به عنوان یک زبان مدرن ازش استفاده کنی، اصولاً دیگه جای بحثی از نظر ترس و وحشت یا مشکلات حافظه یا چنین مسائلی باقی نمی‌مونه. این بر می‌گرده به توسعه‌دهنده که واقعاً از چه نسل و استانداردی تبعیت می‌کنه.



0 دیدگاه


نظرهای پیشنهاد شده

هیچ دیدگاهی برای نمایش وجود دارد.

مهمان
افزودن دیدگاه

×   شما در حال چسباندن محتوایی با قالب بندی هستید.   حذف قالب بندی

  تنها استفاده از ۷۵ اموجی مجاز می باشد.

×   لینک شما به صورت اتوماتیک جای گذاری شد.   نمایش به عنوان یک لینک به جای

×   محتوای قبلی شما بازگردانی شد.   پاک کردن محتوای ویرایشگر

×   شما مستقیما نمی توانید تصویر خود را قرار دهید. یا آن را اینجا بارگذاری کنید یا از یک URL قرار دهید.

  • کاربران آنلاین در این صفحه   0 کاربر

    هیچ کاربر عضوی،در حال مشاهده این صفحه نیست.

×
×
  • جدید...