C++ API設計大師Martin Reddy：選擇最合適的語言

Martin Reddy 博士是軟件行業的一名老兵，有著 15 年以上的從業經驗，早年，他曾在 SRI International 供職 5 年，他成功創建了在 Web 上描述 3D 地球空間信息模型的 ISO 標準，并且還連續兩年被選為 Web3D 協會的會長。他曾在 Pixar 動畫工作室工作過 6 年，擔任內部動畫系統的首席工程師，這些 API 在一些奧斯卡獲獎及提名影片的制作中都發揮了關鍵作用，這些影片包括《海底總動員》、《超人總動員》、《賽車總動員》、《料理鼠王》，以及《機器人總動 員》等。據說《超人總動員》中的超人爸爸的頭部原型就是借用自 Martin Reddy。

他還開辦了一家咨詢公司 Code Reddy，為各家軟件公司提供技術咨詢，為大型在線 3D 虛擬世界《第二人生》設計了 API 并改善了其基本架構。現在 Martin Reddy 擔任 ToyTalk 公司的首席技術官。我們聯系他的時候，他正在為公司即將發布的第一個產品忙得不可開交。

圖靈社區：恭喜你們公司在最近推出了新產品，你們的新產品是基于語音識別和人工智能技術，你認為語音識別和人工智能會是未來的主要發展方向之一？

Reddy：非常感謝！是的，在幾年前，Siri 問世之后，我們就開始看到越來越多的用語音作為輸入機制的應用和設備。從控制電話，到電視，再到游戲控制。我認為我們想和計算機交流的方式應該和我們彼此 間交流的方式相同。所以我預測我們將會看到語音識別技術的大規模飛躍，而且為了更好地理解我們說的話和做出合適的回應，自然語言處理和人工智能這些相關領 域發展也會日新月異。

圖靈社區：你曾經為 Pixar 動畫工作室工作過，這是一家領先于世界的團隊。你把它的成功更多地歸功于創造力還是它在技術上的優越性？

Reddy：從基礎的層面來說，Pixar 的成功可以歸功于富有創造力的故事設計。復雜的故事線，討喜的角色，以及機智的對白會讓你鐘情于這部電影；而不是射線追蹤反射，或者新的子面散射算法。但 是，Pixar 的獨特之處更在于它能夠把好故事和精彩的 3D 圖像相結合。就像是 John Lasseter（《玩具總動員》、《怪物公司》導演，《海底總動員》 和 《超人總動員》制片人）所說的那樣：“藝術挑戰科技，而科技激發藝術。”

圖靈社區：除了 C++ 你還喜歡什么語言？你喜歡什么工具？

Reddy：我喜歡用合適的工具來做合適的工作。C++對于開發可移植和性能優先的代碼來說是一門很好的語 言。但是其他的語言對于其他的工作很可能更加勝任，而且有些語言在某些環境下可以達到獨霸天下的程度，比如 Objective-C 之于 iOS，JavaScript 之于網頁。當我可以選擇的時候，我就愛上了 Python。我曾經喜歡使用 perl 或者 shell 腳本編程，我現在轉向了 Python。甚至對于很多 GUI 工具，我也轉向了 Python，PyQt 和 PyInstaller 環境下，我可以很快的開發代碼，然后作為獨立的二進制代碼在 Windows, Mac OS X，以及 Linux 平臺上運行。對于我來說 Python 的最大問題在于 run-time 類型查看的時候容易把代碼運送給用戶，這樣就會因為類型不匹配或者未定義名稱而造成運行時的異常。為了彌補這個缺憾，我會經常在我的 Python 代碼上使用源碼檢查器，比如 PyFlakes 或者 PyChecker。

圖靈社區： C++的應用領域變得越來越小，你認為它未來會有什么樣的發展？C++的強勢領域在哪里？你認為 C++ 的演進方向是什么樣的？

Reddy：好問題！我一直以來看見的都是C/C++處在最受歡迎語言的前列，但是其他的語言也在變得越來 越被大家接受。在我的公司我們仍然在很多場合使用C++，因為它可以成為在眾多平臺上都能運轉的有效代碼，同時也可以進入性能優先的 3D 圖像庫和語音識別系統。但是，新的設備和環境已經讓其他語言變得越來越突出。比如移動、平板，以及 web 開發現在正值火熱的時候，而且現在看來這樣的勢頭在未來只會有增無減。我認為 C++ 在我前面說過的領域中是很強勢的，但是這些新涌現出的編程環境會有一些不同的需求，而 C++ 對于這些需求來說未必是最好的選擇。我認為這是一件好事。

圖靈社區：你怎么看 C++ 新標準？它會影響 API 的設計嗎？現存的庫如何保持更新呢？

Reddy： C++11 對于 C++ 來說有很多很棒的提升。對于 API 設計而言，有很多新的特性你可以拿來用在你的 API 上，包括向元組、匿名函數、線程基元、智能指針，以及嶄新的重寫和最終關鍵詞。當然，如果你的 API 必須要被無法使用C++11 編譯器的客戶使用的話，那么你就需要維持C++03 語法了，或者為你的C++11 客戶提供一個 API 包裝器。

圖靈社區： C++的 ACE 框架相當復雜，但 ACE 是當年分布式框架的首選。現今可選的技術相當多，使用復雜的 C++ 構建分布式應用還有優勢嗎？有沒有更易用的 C++ 網絡技術框架？

Reddy：我對 ACE 不是十分了解，但是有一些可以選擇的底層網絡框架，包括 Boost Asio, cpp-netlib, 以及 Qt 的網絡訪問 API。

圖靈社區：一個新設計的系統 API，早期版本經常陷入“狂熱”的增加特性（接口、參數、用途），而到了穩定期卻常常成為升級時甩不掉的包袱，甚至連早期 bug 都會變成被迫持續支持的“feature”。請問設計第一版 API 時如何在表達力、易用性、兼容性方面達到平衡？

Reddy：這是 API 設計最為重要的部分之一：保持事情的簡單性。有一點你說得很對，所有出現在早期版本 API 中的特性都必須在 API 的整個生命周期中得到持續支持（除非你打破向后兼容性的限制）。我支持不要在接口上添加任何東西的辦法，除非真的有必要。不要添加任何現在沒有用，但是你 懷疑可能在未來會有用的東西。集中精力解決核心問題。

圖靈社區： Go 語言變得越來越流行了，你對這門打算要取代C/C++的語言是什么態度？

Reddy：我愛 Go！它真是一門偉大的語言。事實上，在我們公司里，我們在服務器端的基礎設施上用的都是 Go 語言。它的編譯方式是靜態類型的，這一點和C以及 C++ 很像，但是設計上卻比 C++ 簡單很多，而且 Go 有強大的網絡支持以及內置并發性基元，這點真是太妙了。而且 Go 語言的設計人之一正是 Ken Thompson，他也是C語言的最初設計人，所以這門語言注定是很靠譜的！

圖靈社區：像 Python 這樣的“可執行偽代碼”被越來越多的人所接受，你能預測一下未來的編程語言會是什么樣的嗎？是寫文章一樣任人都會還是仍然屬于程序員？

Reddy：像我上面說的那樣，我喜歡 Python。它解讀清晰和動態類型的特性讓它變得更容易上手，更好學習。加上大量的標準庫以及垃圾回收存儲器管理，我認為 Python 是最適合作為第一門編程語言來學習的。我也認同 Python 可以服務于非計算機科學家，來幫助大家實現計算和自動化，比如 Python 已經在生物信息領域里非常受歡迎。但是我認為我們始終會存在語言的分水嶺，不同語言會有各自適合的領域。有一些語言對于普通人來說更加平易近人，但是我相 信我們仍然需要以性能為目的，可編譯、靜態類型的語言，這些語言在效率和準確性至上的領域會更為重要。

圖靈社區：作為程序員應該怎么學習？要變成編程大牛需要數十年的時間嗎？有沒有捷徑可走？對于計算機專業的大學生們，你有什么特別的建議嗎？

Reddy：我認為要變成編程大牛不需要數十年的時間。但是我認為要了解你的編程語言的深度和細節需要很多 的熱情，要理解你的編譯器或注釋器是如何幫助你的，它們在后臺做的工作細節是什么樣的。對于 C++ 來說，你理解如何為模板生成代碼嗎？你知道虛函數表是如何工作的嗎？或者多重繼承的問題在哪里？對于 Python 來說，你理解引用計數是如何工作的嗎？你知道變量是由值還是由引用通過的？對于你工作上最重要的工具，不要滿足于表面的知識。你對自己的工具了解越深，你 就會成為更好的程序員。

但是我個人認為一個好的程序員和一個好的工程師是不同的。優秀的程序員知道如何寫代碼，而一個優秀的工程師知道如何架構以及如何建造復雜的系 統，在這樣的結構上會有更多的工程師為其工作。要成為一個好的工程師更加困難，而最好的老師就是經驗。所以我會建議在校生去擁有大型軟件產品的公司做實 習，同時作為工程師團隊的一員，學習在復雜生產的軟件上工作的流程和技巧。

圖靈社區：在中國，很多人都更傾向于成為管理層。你認為程序員可以作為一生的事業嗎？

Reddy：這是個有趣的現象，因為我看到的多數高級工程師都想一直寫代碼，而不想變成管理層。如果你很擅 長你正在做的工作，你可能就會得到升職，從傳統意義上講，這就意味著管理層。但是我現在看見很多“雙軌”型的事業發展，尤其在科技公司里，也就是說你會得 到升職但是仍然從事一線的開發工作。比如在 Pixar 的時候，我們就有一個“技術帶頭人”，這個人就會決定其他幾位工程師的技術方向，而另一位“管理帶頭人”就會接受大家的報告，同時也要指導并為這些人寫評 語。當然，像技術總監、軟件架構師、以及主工程師這樣的路線都是你提高自己的方向，所以你沒有必要非得擔負起管理這個包袱。