嵌入式編程要用C++替代C語言嗎

1.前言

幾十年來，嵌入式軟件工程師們一直在爭論是否應(yīng)該使用C++替代C語言進(jìn)行開發(fā)工作。根據(jù)2019年IEEE和github的市場調(diào)查顯示，微控制器制造商提供的軟件大部分都是由C語言編寫。

事實(shí)上，56%的嵌入式軟件是用C語言編寫的。然而，C++已經(jīng)逐漸普及，大約23%的新嵌入式軟件項(xiàng)目都是用C++編寫的。C語言發(fā)展到現(xiàn)在，差不多50年的時(shí)間了，現(xiàn)在正是c語言過渡到C++語言成為嵌入式開發(fā)主流語言的最佳契機(jī)。

對(duì)于習(xí)慣了用C語言開發(fā)的嵌入式程序員來說，對(duì)C++語言是有一些誤解和偏見的。

(1)C++執(zhí)行效率低

(2)C++生成的目標(biāo)代碼大

(3)C++編程非常麻煩

(4)沒有指針概念，操作底層寄存器很復(fù)雜

我認(rèn)為，嵌入式工程師是應(yīng)該好好去學(xué)習(xí)一下C++語言開發(fā)嵌入式程序的，ARM的Mbed OS中也大量采用了C++編程語言。拒絕接受新的事物，害怕推翻舊有思維，固步自封，這樣才可怕。

嵌入式工程師從C到C++的轉(zhuǎn)換，需要學(xué)習(xí)的不僅僅是一門新的語言，而實(shí)際上學(xué)習(xí)的是一種編程思維模式。就像剛開始學(xué)習(xí)嵌入式從裸機(jī)代碼開始，然后慢慢學(xué)習(xí)RTOS或者Linux，這不僅僅是接觸新的東西，更是一種思維方式的轉(zhuǎn)變。學(xué)習(xí)C++需要理解的是面向?qū)ο蟮乃季S方式，還有各種設(shè)計(jì)模式。從而在使用嵌入式開發(fā)的過程中，這些東西都是一種會(huì)用到的。

下面從三個(gè)方面來說說嵌入式開發(fā)中采用C++編程的好處。 

2.引進(jìn)新的設(shè)計(jì)模式

C語言在一定程度上為開發(fā)人員提供了一系列的封裝函數(shù)可以使用，也提供了非?；镜亩鄳B(tài)的功能。然而C語言實(shí)際上是一種面向過程的語言，這種就使得組合和繼承變得十分的困難。這些都會(huì)影響到總體設(shè)計(jì)架構(gòu)的穩(wěn)定性。除非是一個(gè)C語言基礎(chǔ)以及做過許多項(xiàng)目的人，才能很好的掌握C語言架構(gòu)的設(shè)計(jì)。一般的設(shè)計(jì)都會(huì)讓軟件函數(shù)的復(fù)用和擴(kuò)展變得極其復(fù)雜。

而C++則為開發(fā)人員提供了真正面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)模式，這種抽象的模塊，使得程序的耦合性更低。由于引腳了設(shè)計(jì)模式，所以在項(xiàng)目工程的移植上也十分的方便，這使得軟件的復(fù)用性更好，這樣可以加快產(chǎn)品的開發(fā)速度，縮短研發(fā)周期，降低工作量。 

3.C++是一種不斷更新的語言

在如今復(fù)雜的開發(fā)環(huán)境中，隨著時(shí)代的發(fā)展，越來越多先進(jìn)的硬件解決方案被提出，所以需要更好用的軟件和語言解決方案，這就意味著編程語言必須是不斷的更新的，不斷為開發(fā)人員提供最好的最先進(jìn)的工具。

我們來看一下C/C++版本的更迭情況：

C語言版本更迭：

C++語言版本更迭：

C++語言的更新與C語言不同的是，C++不僅僅是修復(fù)了一些錯(cuò)誤，更重要的是添加了一些新的特性和工具。而且從更新頻率上來說，C++的更新最近都是大概每三年更新一次。這可以很方便的適應(yīng)新的系統(tǒng)和硬件平臺(tái)。 

4.C++有著更加豐富的特性

嵌入式編程過程中,相比于用C語言，C++有著更多的特性?，F(xiàn)在的編譯器已經(jīng)對(duì)編程語言的優(yōu)化非常的友好了。

C++中也是支持C語言操作的，所以這種方式也很十分容易的從C到C++的過渡。

支持異常處理和錯(cuò)誤捕捉，這是在嵌入式開發(fā)過程中非常高效的

支持虛函數(shù)

支持動(dòng)態(tài)類型轉(zhuǎn)換，多重繼承，多態(tài)等。

雖然會(huì)相對(duì)于C語言來說，會(huì)增加一些資源，但對(duì)于現(xiàn)在的嵌入式開發(fā)來說，多幾KB已經(jīng)不是什么問題了，嵌入式上使用C++編程卻可以很容易的實(shí)現(xiàn)功能。大大提高開發(fā)效率。