为什么Swift和Python要抛弃++\--？

时间:2020-04-10 M了个J 人气:0

简单好用的++、--

说到自增（++）\自减（--）运算符，小伙伴们应该都不会陌生，在很多编程语言的代码中，都经常出现它们的身影。

比如常用的for语句

for (int i = 0; i < n; i++) {
    // TODO
}

比如经典的一行代码实现字符串拷贝

// 将src的内容拷贝至dest
void strcpy(char *dest, char *src) {
    while (*dest++ = *src++);
}

int main() {
    char s1[10], *s2 = "xmg_mj";
    strcpy(s1, s2);
    printf("%s", s1); // xmg_mj
    return 0;
}

使用得当的话，自增（++）\自减（--）运算符的确可以让代码简洁又优雅。

但是

2大热门编程语言Swift、Python并不支持自增（++）、自减（--）运算符，这是为什么呢？

这里先给出几个参考链接，有兴趣的小伙伴可以自行去阅读一下：

Swift之父Chris Lattner的说明
- 从Swift3开始不支持++、--
- https://github.com/apple/swift-evolution/blob/master/proposals/0004-remove-pre-post-inc-decrement.md
来自Stack Overflow的一个问答
- Why are there no ++ and -- operators in Python?
- https://stackoverflow.com/questions/3654830
来自Google研发总监（Director of Research）Peter Norvig的观点
- The Python IAQ: Infrequently Answered Questions
- http://norvig.com/python-iaq.html

这里只列出几个显而易见的理由

有了强大又简洁的for-in，for语句中可以完全不需要++、--

// C++
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    cout << i << endl;
}

// Swift
for i in 0..<5 {
    println(i)
}

// Python
for i in range(5):
    print(i)

尽管while (*d++ = *s++);看起来似乎简单而优雅，但对于初学者来说绝非简单，会增加学习成本。而Swift、Python更倾向于希望任何人都能快速上手这门编程语言。
当混合使用前缀和后缀的++、--时
- 会降低代码的可读性，比如while (n++ > --k)，经验丰富的程序员也必须停下来思考一下代码的具体含义是什么
- 运行结果可能会有不确定性

运行结果的不确定性

下面列出2段代码，变量b的结果是什么呢？（值得一提的是：实际开发中我们并不会这么写，这里把它列出来仅仅是为了讨论一些技术细节）

int a, b;

// 第1段代码
a = 1;
b = a++ + ++a + a++ + ++a;

// 第2段代码
a = 1;
b = a++ + a++ + a++ + a++;

实际上，上面的C语言代码在MSVC、MinGW编译器下得出的结果是不完全一致的

MSVC：微软出品
MinGW：GNU出品（可以理解为Windows版本的GCC）

第1段代码

结果一致，符合绝大部分人的预期，所以就不展开讨论了

a = 1;
b = a++ + ++a + a++ + ++a;
// MSVC：b = 1 + 3 + 3 + 5 = 12
// MinGW：b = 1 + 3 + 3 + 5 = 12

第2段代码

结果不一致

MSVC的结果是1 + 1 + 1 + 1 = 4
MinGW的结果是1 + 2 + 3 + 4 = 10

a = 1;
b = a++ + a++ + a++ + a++;
// MSVC：b = 1 + 1 + 1 + 1 = 4
// MinGW：b = 1 + 2 + 3 + 4 = 10

你可能好奇：你怎么知道MinGW的计算过程是1 + 2 + 3 + 4呢？根据最终结果10反推回去猜出来的么？NO！如果是这样做的话，那就有点侮辱了程序员这个职业了。

像这种不太容易从表面去理解的代码，你若想知道它的真正本质，那就要搬出强有力且精准的武器了，它就是汇编语言（Assembly Language）。

简单说明一下使用汇编语言的理由：

众所周知，C语言代码最终都会被编译为机器语言代码（也叫做机器指令，只由0和1组成）
那通过研究最终的机器指令来探索C语言代码的本质？由于机器指令极其晦涩难懂，因此，对一般人来说，这并不是一种高效的办法
最佳的办法是：研究一下介于C语言、机器语言之间的汇编语言代码
- C语言 → 汇编语言 ↔ 机器语言
- 汇编语言代码比机器指令可读性高很多
- 每一条机器指令都有与之对应的汇编语言代码
- 因此，你研究汇编语言代码，基本就等同于研究机器指令，可读性+精准性兼具

看看MSVC环境下的汇编代码

红框代码：将4个a相加的结果赋值给b，由于a的初始值是1，所以b = 1 + 1 + 1 + 1 = 4
绿框代码：让a执行4次自增1的操作，相当于执行4次a += 1

看看MinGW环境下的汇编代码

为了保证能基本看懂这段汇编代码，建议你可以理解为[rbp-0x4]代表变量a，[rbp-0x8]代表变量b
绿框代码：让a执行自增1的操作，相当于执行a += 1
红框代码：将a每次自增1之前的值累加起来，最后赋值给b
可以看到，绿框、红框代码是交替执行的，所以最终b = 1 + 2 + 3 + 4 = 10

最后2段代码

最后再放2段代码出来，在MSVC和MinGW下的结果也是不一致的

a = 1;
b = ++a + ++a + ++a + ++a;
// MSVC：b = 5 + 5 + 5 + 5 = 20
// MinGW: b = 3 + 3 + 4 + 5 = 15

a = 1;
b = ++a + ++a + a++ + a++;
// MSVC：b = 2 + 3 + 3 + 4 = 12
// MinGW：b = 3 + 3 + 3 + 4 = 13

根据前面的一些讲解，相信你现在可以推断出MSVC的结果了。

但MinGW的结果可能还是会让人感觉到奇怪：它其实是先让最前面的2个++a执行a自增1的操作，后面的2个++a\a++就照常处理，所以最终b = 3 + 3 + ...

好了，就此打住，建议不要去纠结这些细节了，因为本来就不推荐这种写法。你只需要知道：多个前缀、后缀的自增自减一起使用时，结果具有不确定性。

总的来说，++、--是把双刃剑，再者，它并非是编码过程中必不可缺的，所以被Swift、Python抛弃也是正常的事。

关于汇编

经常看到有人说：汇编语言都是上古时期的编程语言了，没啥用，甚至还有人说C\C++这么古老的语言，没有任何学习价值。我个人并不赞同这些观点。掌握好汇编，可以更好地了解代码的本质，扫除一些基本的知识误区。

因为时间和篇幅的关系，这篇文章并没有详细解释每一句汇编代码的作用。如果你对汇编感兴趣，可以参考以下图片

之前有在B站上传一些汇编教程，有需要的小伙伴可以向公众号发送汇编两字，获取教程地址

最后的思考题

最后留一道思考题，可以将思考的结果直接留言评论

不是说Python不支持自增（++）\自减（--）运算符么，为什么下面的Python代码能运行成功呢？

a = 10
b = ++a

c = a++ + ++a

如果你特别希望我写点什么方面的内容，也可以留言建议，谢谢

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