Должен признать, что в некоторые из предыдущих лет C++ мог ощущаться немного «скучным» и «стабильным». Новые фичи, новый стандарт каждые три года, встречи, конференции... обычная жизнь (не считая некоторых дополнительных событий в мире, экономике и эпидемиологической ситуации). Прошедший год отличается, потому что выглядит как «переломный» в истории C++... и кто знает, куда это заведёт нас.

Примечание переводчика. На оригинал статьи я наткнулся в чатике нашей конференции C++ Russia, и если вам интересен этот текст — подозреваю, что будет интересна и конференция (пройдёт в мае, в формате «Москва + онлайн».

Давайте вспомним некоторые вещи, случившиеся в этом году.

Отчёты за прошлые годы: 2021, 2020, 2019, 2018, 2017, 2016, 2015, 2014, 2013, 2012.

Важная оговорка: представленные взгляды здесь сугубо мои личные, они субъективные, и не представляют собой мнение комитета по стандартизации C++ или компании, на которые я работаю.

Оглавление

• Краткое вступление

• Таймлайн

• Поддержка C++ 17 в компиляторах

• Поддержка C++ 20 в компиляторах

• Статус C++23

• Встречи ISO C++

• Компиляторы:
  

  • Visual Studio

  • GCC

  • Clang

  • Производительность отладки

• Языки-наследники C++ и безопасность

• ChatGPT

• Конференции и онлайн-мероприятия
  

  • Онлайн-встречи по C++

• Книги

• Популярность

• Ваши отзывы и опрос

• Заключение

Краткое вступление

В 2022-м мир пытался вернуться к «норме», и в отношении C++ это было заметно по нескольким «реальным»/офлайновым конференциям и встречам комитета ISO. Вендоры компиляторов были заняты поддержкой C++20 и даже некоторых элементов C++23. А комитет работал над завершающими частями C++23 и некоторыми фичами C++26.

Однако примерно в середине года мы начали видеть некоторые «переломные моменты», когда несколько влиятельных групп анонсировали новые языки программирования. Сначала пришёл Val (возглавляемый Дэвидом Абрахамсом), затем Carbon (поддерживаемый Google), а затем CppFront (возглавляемый Хербом Саттером).

Следующая любопытная вещь — улучшения и обратная связь со стороны сообщества. Например, Витторио Ромео обратился к старой проблеме производительности отладки для std::move, std::forward, другим мелким задачам. Хорошая новость в том, что вендоры довольно быстро реализовали эти предложения.

В целом я вижу такие главные тренды и темы 2022-го:

• C++23 в стадии feature freeze

• Популяризация C++20

• Новые языки

• Обратная связь и улучшение инструментов

А кроме того, можно добавить ещё один пункт: анонс ChatGPT. Хотя он и не относится напрямую к C++, он может очень сильно сказаться на том, как мы пишем программы, учимся и даже преподаём. Вкратце, ChatGPT показал себя полезным помощником для различных задач, так что посмотрим.

Читайте дальше для полной картины.

Таймлайн

Давайте посмотрим на главные события:

Вот видеорезюме этой таблицы:

Поддержка C++ 17 в компиляторах

Не хочу в этот раз быть скучным. Все главные компиляторы поддерживают C++17... за небольшими исключениями, вроде отсутствия поддержки плавающей точки в from_chars и to_chars или проблем с параллельными алгоритмами.

Если хотите изучить все фичи C++17, вот мой обзор:

• C++ 17 Features - C++ Stories или

• 17 Smaller but Handy C++17 Features - C++ Stories

Поддержка C++ 20 в компиляторах

По состоянию на конец 2022 года только MSVC (VS 2022 17.0) полностью поддерживает стандарт. GCC 13.0 (почти что выпущенный) содержит поддержку большинства фич, а Clang (16.0) немного отстаёт. Главные фичи, которых пока не хватает или с которыми не всё просто — модули, std::format, дополнения std::chrono и корутины. Но процесс идёт.

Вот некоторые из лучших фич, добавленных в стандарт:

• модули

• корутины

• концепты и концепты в стандартной библиотеке

• ranges

• operator <=> и его использование в стандартной библиотеке, упрощение правил operator rewriting

• Форматирование текста: std::format

• Календарь и таймзоны

• jthread, семафоры, больше атомиков, барьеров, больше вещей по concurrency

• consteval и constinit

• constexpr-алгоритмы, векторы, строки, аллокация памяти

• std::span

• и другое!

А вот таблица поддержки компиляторами языковых фич:

Теперь про библиотечные фичи:

Можете отслеживать статус на этой странице.

Если хотите изучить все фичи, можете прочитать этот отличный и суперпопулярный пост Олександра Коваля:
All C++20 core language features with examples

В этом году в рубрике C++ Stories я также описал многие фичи нового стандарта:

• 20 Smaller yet Handy C++20 Features - C++ Stories

• или посмотрите 73 статьи с тегом cpp20: Cpp20 - C++ Stories

Статус C++23

Этот год был значим тем, что новый стандарт перешёл в стадию «feature freeze». Комитет анонсировал это в середине года после июньской встречи.

Некоторые языковые фичи и их текущая поддержка в компиляторах:

И одна из самых впечатляющих добавленных вещей, новость о которой разлетелась в сообществе — добавление P2718R0 , которое совершенствует P2012 “Fix the range‐based for loop”.

Если вкратце, то можно станет писать:

std::vector<std::string> createStrings();
for (char c : createStrings().at(0)) // <<!
{
   // some code...
}

По состоянию на C++20 у этого for-loop выражения было неопределённое поведение, потому что мы обращаемся к временному объекту, чьё время жизни уже вышло. В C++23 все временные объекты в этом выражении продлят своё время жизни, не только первый.

И библиотека:

Встречи ISO C++

В этом году было три встречи ISO:

• два виртуальных однодневных пленарных голосования: в феврале и июне

• одна гибридная в городе Кона (Гавайи)! Возвращение нормальной жизни :)

План состоит в том, чтобы завершить драфт C++23, разобраться с проблемами, которые отметили в National Bodies, и затем отправить на публикацию весной следующего года. Мы можем ожидать, что C++23 будет официально анонсирован осенью 2023-го.

Вот некоторые заметки со встреч:

• 2022-11 Kona ISO C++ Committee Trip Report — C++23 First Draft! : cpp

• C++ Annotated September–October 2022: Kona ISO Meeting Results, Pattern Matching, New Integers, and Tools Updates | The CLion Blog

• Trip report: Autumn ISO C++ standards meeting (Kona) – Sutter’s Mill

• July 2022 ISO C++ committee virtual meeting report | The CLion Blog

Следующая встреча пройдёт в городе Иссакуа (США), начиная с 6 февраля.

Посмотреть полный список встреч: Upcoming Meetings, Past Meetings : Standard C++

Компиляторы

Чтобы поспевать за стандартами C++, создателям компиляторов и командам библиотек нужно проделывать немало работы.

Посмотрим на три популярных компилятора: MSVC, GCC и Clang.

Visual Studio

Команда MSVC переписала свою компиляторную инфраструктуру и может относительно быстро выпускать новые фичи. Они даже объявили о поддержке C++ 20 целых два раза!

• MSVC’s STL Completes /std:c++20 - C++ Team Blog

Этот анонс в основном был связан с дополнительными изменениями и фиксами DR Standard для <format>, <chrono> и <ranges>. После завершения работы над ними имплементация снова стала стабильной.

Некоторые другие новости и посты MSVC:

• What’s New for C++ Developers in Visual Studio 2022 17.4 - C++ Team Blog

• High-confidence Lifetime Checks in Visual Studio version 17.5 Preview 2 - C++ Team Blog

• Visual Studio 2022 Performance: Faster C++ Source Code Indexing - C++ Team Blog

• Dev Containers for C++ in Visual Studio - C++ Team Blog

• Integrating C++ header units into Office using MSVC (1/n) - C++ Team Blog

• VS2022 Performance Enhancements: Faster C++ Development - C++ Team Blog

• Enhancing Game Developer Productivity with Visual Studio 2022 - C++ Team Blog

И есть страница документации о соответствии стандартам C++ (включая C++20): Microsoft C++ language conformance table

Также вы можете отслеживать прогресс имплементации стандартной библиотеки на GitHub: Changelog · Microsoft/STL Wiki.

GCC

Текущая стабильная версия — GCC 12.2 из августовской 12 Release Series.

Также можно посмотреть на готовящийся GCC 13: GCC 13 Release Series — Changes, New Features, and Fixes - GNU Project.

Информация о поддержке языка и библиотеки:

• Current C++ Support in GCC

• Libstdc++ Status

• Libstdc++ C++20 Status

• Libstdc++ C++23 Status

И некоторые новости про GCC:

• New C++ features in GCC 12 | Red Hat Developer

• GCC 13 Ends Stage 1 Development, Moves To Bug Fixing Phase - Phoronix

Clang

Текущая стабильная версия: 15.0.6 (выпущена в конце ноября), Welcome to Clang’s documentation! — Clang 15.0.0 documentation.

А также можно предварительно посмотреть на Clang 16.0: Clang 16.0.0git (In-Progress) Release Notes — Clang 16.0.0git documentation.

• Current C++ Support in Clang

• libc++ C++20 Status — libc++ 12.0 documentation

• libc++ C++2b Status — libc++ 12.0 documentation

Производительность отладки

Давайте разберём тему производительности и обратной связи от сообщества:

Вот статья Витторио Ромео:  the sad state of debug performance in c++ — и исправление, описанное в Improving the State of Debug Performance in C++ - C++ Team Blog

Если вкратце, то благодаря атрибуту msvc::intrinsic команда смогла аннотировать пару функций, связанных с move, и в некоторых случаях кодогенерация в MSVC 17.4 выдавала 226 инструкций, а в 17.5 стала выдавать всего лишь 106! Как сообщается в release notes, std::move, std::forward, std::move_ifnoexpect и std::forward_like теперь не производят вызовов функции в сгенерированном коде, даже в режиме отладки. Это для того, чтобы избежать ненужного оверхеда от named casts в отладочных сборках. Необходим /permissive- или подразумевающий его флаг (вроде std:c++20 или std:c++latest).

Также есть ещё два бага, описанных Витторио: 104719 – Use of std::move in libstdc++ leads to worsened debug performance и Use of std::move in libc++ leads to worsened debug performance · Issue #53689 · llvm/llvm-project - похоже, что их пофиксили в GCC и Clang, и они теперь могут сворачивать простые инструкции.

В целом с точки зрения отладки в C++ ещё много работы, но как можно видеть, сообщество работает хорошо, пытается прислушиваться к своим потребностям, а вендоры улучшают свои имплементации.

Языки-наследники C++ и безопасность

Процесс ISO C++ в некоторых случаях может быть медленным и неэффективным. А ещё в комитете есть много «холиваров», особенно о вещах вроде «не ломать ABI». В некоторых случаях мы знаем о проблемах в стандарте и знаем, как их исправить... но поскольку мы не можем сломать ABI, с этим ничего не поделать (кроме как добавить хак-костыль). Некоторые группы, например, из Google, были несколько разочарованы этим фактом и создали новые подходы к C++.

Есть отличная статья: The Year of C++ Successor Languages от Люциана Раду Теодореску, где вы можете прочитать об этих подходах и краткие описания для каждого языка.

В этой статье мы можем прочитать, что несмотря на критику (обильную!), C++ непрерывно остаётся в числе топ-4 языков программирования на протяжении последних 30 лет. Критики заявляют, что язык слишком большой и сложный, что некоторые фичи следует удалить, что фич одновременно слишком много и недостаточно. Эта критика привела к возникновению нескольких языков программирования, которые ставят целью сменить C++ как доминирующий язык системного программирования. В 2022-м три разных языка были представлены на крупных конференциях по C++: Val, Carbon и CppFront. Эта статья содержит критический разбор этих языков и их потенциал в качестве замены C++.

Val

Анонсировали и возглавляют его Дейв Абрахамс и Димитрий Ракордон. Сильно вдохновлён Swift, выглядит последовательным и лёгким в использовании.

Подробнее: https://www.val-lang.dev/

Carbon

Поддерживается Google (и, по словам Чендлера, также Adobe), «ощущается как проект по генеральной уборке в C++».

Подробнее: carbon-language @Github

и ещё ссылка:

• Carbon Language: An experimental successor to C++ - Chandler Carruth - CppNorth 2022 - YouTube

CppFront/Cpp2

Возглавляет Герб Саттер. Это попытка улучшить синтаксис и «дефолты»... но продолжать компилироваться в C++.

• hsutter/cppfront: A personal experimental C++ Syntax 2 -> Syntax 1 compiler

• CppCon 2022 talk on YouTube

• Cpp2 and cppfront: Year-end mini-update – Sutter’s Mill

Мой взгляд

Всегда хорошо, когда есть конкуренция. C++ может выиграть от существования других языков и обмениваться фичами с Carbon или Rust.

А ещё в этом году заметна тематика безопасности языков, и мы видим такие тексты:

• Google Online Security Blog: Memory Safe Languages in Android 13 — например, в Android 13 примерно 21% всего нового нативного кода (C/C++/Rust) написана на Rust.

• NSA urges orgs to use memory-safe programming languages - C/C++ on the bench, as NSA puts its trust in Rust, C#, Go, Java, Ruby, and Swift : programming

ChatGPT

Я спросил бота, но он не рассказал мне, написан ли он на C++. Думаю, некоторые компоненты могут быть на C++, но поскольку это громадная система, там может быть использовано множество технологий.

В видеоролике C++ Weekly - Ep 354 - Can AI And ChatGPT Replace C++ Programmers? - YouTube Джейсон Тёрнер экспериментирует с ботом. Порой он выдаёт вполне валидные ответы, но по-прежнему надо быть внимательным к деталям. Этот чатбот может быть очень полезным помощником в кодинге.

Я также прочитал прекрасное письмо от основателя Educative:

AI вроде ChatGPT изменит ландшафт разработки программного обеспечения — но не так, как многие опасаются. Как разработчик и сторонник обучения разработке, я верю, что ChatGPT способен помочь нам лучше писать софт, но не лишит разработчиков работы.

Он также предполагает следующее:

ChatGPT сделает кодинг продуктивнее и безбажнее. По мере того, как он будет понимать более сложные требования, мы можем ожидать, что он вытеснит механическую работу, улучшив продуктивность и тестирование.

По мере развития помощников вроде ChatGPT многие из скучных задач, которые занимали разработчиков, могут уйти в следующее десятилетие, включая автоматические юнит-тесты, генерацию тест-кейсов на основании параметров, анализ кода для предложения практик безопасности, автоматизацию QA.

И это не считая способностей в обучении. Представьте дружелюбного «бота-тьютора для C++». Вы можете учить язык программирования или спросить о любой языковой фиче так же, как вы спросили бы коллегу-эксперта на работе.

Думаю, мы увидим много вдохновляющих инструментов в следующем году... Возможно, даже что-то именно для C++, кто знает :)

Конференции и онлайн-мероприятия

Вот ссылка на страницу ISO C++ со всеми зарегистрированными конференциями в мире: Conferences Worldwide, C++FAQ.

Отдельные яркие моменты, ресурсы, видеозаписи кейноутов:

• Belle Views on C++ Ranges, their Details and the Devil - Nico Josuttis - Keynote Meeting C++ 2022 - YouTube

• Principia Mathematica - The Foundations of Arithmetic in C++ - Lisa Lippincott - CppCon 2022 - YouTube

• How C++23 Changes the Way We Write Code - Timur Doumler - CppCon 2022 - YouTube

• Using C++14 in an Embedded “SuperLoop” Firmware - Erik Rainey - CppCon 2022 - YouTube

• My CppCon 2022 talk is online: “Can C++ be 10x simpler & safer … ?” – Sutter’s Mill

• Meeting C++ Slide listing

Онлайн-встречи по C++

Я впечатлён Йенсом Уэллером, создавшим глобальный онлайн-митап:

Meeting C++ online (Düsseldorf, Deutschland) | Meetup

Например, посмотрите на некоторые недавние AMA (Ask Me Anything):

• AMA with Nicolai Josuttis at Meeting C++ online - YouTube

• AMA with Andrei Alexandrescu at Meeting C++ 2022 - YouTube

• AMA with Bjarne Stroustrup at Meeting C++ 2022 - YouTube

• AMA with Inbal Levi at Meeting C++ 2022 - YouTube

• AMA with Sean Parent - Meeting C++ online - YouTube

Книги

Некоторые избранные книги, вышедшие в 2022-м (или в конце 2021-го):

Дисклеймер: ссылки в этой таблице — аффилированные ссылки на Amazon.

Можете прочитать мой обзор книги “Embracing Modern C++”: Embracing Modern C++ Safely, Book Review - C++ Stories

А ещё вышла моя собственная книга “C++ Initialization Story”, выпущенная в середине 2022 и завершённая в декабре:

C++ Initialization Story @Leanpub

Популярность

Похоже, что C++ стабильно рос в различных чартах популярности языков. Посмотрите:

Картинка основана на данных опроса Stack Overflow and Tiobe Index.

По данным GitHub, Octoverse C++ находится на 6-м месте (в прошлом году был на 7-м), это можно увидеть здесь.

Более того, в раннем ноябре также была интересная статья: The pool of talented C++ developers is running dry

Из статьи:

Энтони Пикок, бывший квант в Citi и Citadel, сказал «невозможно найти людей с по-настоящему высоким уровнем скиллов в C++, а именно этого хочет любая трейдинговая компания».

Даже если Carbon, Rust или CppFront уже за углом... (или нет?)... всё равно необходимо будет мейнтейнить прорву кода на C++. Более того, многие индустрии вроде финансовой по-прежнему используют C++ для низкоуровневой инфраструктуры.

Вот соответствующая дискуссия на Reddit:  The pool of talented C++ developers is running dry : cpp с более чем 350 комментариями!

Ваш фидбек и опрос

12 декабря я начал мой ежегодный опрос об использовании C++. В этом году я получил 649 откликов. Спасибо за них!

Просуммируем ваши ответы :)

Использование стандартов C++

Какой стандарт вы используете постоянно?

(сумма чисел не равна 100%)

C++20 получает больше использования, в то время как C++11/14 стабилизируется в районе 28%.

Опыт с C++17

Насколько вы знакомы с C++ 17?

Опыт с C++20

Насколько вы знакомы с C++ 20?

Используемые компиляторы

(сумма чисел не равна 100%)

Какие IDE вы используете для своих проектов на C++

(сумма чисел не равна 100%)

Какие дополнительные инструменты вы используете?

(сумма чисел не равна 100%)

Лучшее, что случилось в 2022:

Ответы на этот открытый вопрос, основанные на популярности (я попытался сгруппировать похожие вещи), без какого-либо конкретного порядка:

• Языковые обновления и стандарты: вы упомянули вещи вроде релиза C++20 и C++23, а также популяризацию новых фич и пропоузалов.

• Новые языки: Carbon / Cpp2 / Val, и возникновение дискуссии о следующих шагах в сообществе.

• Конференции и события: как обычно, конференции вроде CppCon и Meeting C++ набрали много голосов.

• Книги и ресурсы: популярными ответами были “A Tour of C++”, “Embracing Modern C++ Safely,” и “Klaus Iglberger’s book on Software Design”.

• YouTube-каналы: особенно Jason’s Turner, Cppcon Channel и Meeting C++ Youtube

• Личные проекты и образование: многие из вас упоминали работу над личными проектами или улучшение своего владения C++ и понимание языка.

• Поддержка компиляторов: доступность поддержки новых стандартов как необходимое развитие для сообщества.

• Популярность C++: отклики упоминали TIOBE и другие рейтинги.

Также здорово было слышать новости вроде

• «Переход моей компании на C++20»

• «Личный апгрейд с C++14 до C++20»

• «Я только что снова получил работу в C++ и довольно счастлив из-за этого»

Или «Мы всё ещё живы  ;-)» :)

Также было много позитивных откликов о моём блоге, моих книгах и рассылке! Спасибо!

«Мне нравится ваша книга "C++ Initialization"»
«Нашёл ваш блог C++ Stories, было довольно полезно в подготовке к собеседованиям»

Другие опросы:

Мой опрос не самый главный :) Посмотрите на другие большие от таких компаний:

• JetBrains Annual Highlights 2022 | JetBrains: Developer Tools for Professionals and Teams(https://blog.jetbrains.com/clion/2021/07/cpp-ecosystem-in-2021/)

• Results summary: 2022 Annual C++ Developer Survey “Lite” : Standard C++

• Stack Overflow Developer Survey 2022

Заключение

Спасибо, что дочитали досюда :)

C++ сейчас на развилке. С одной стороны, он в хорошей форме, с кучей новых фич, поддержкой компиляторов и отличных инструментов (и с даже улучшившейся производительностью отладки!) Но в то же время у многих экспертов есть сложность с тем, чтобы сделать язык безопаснее и починить некоторые старые проблемы (дискуссия о сломанном ABI). Вот почему некоторые эксперты пытаются начать с чего-то свежего и улучшить C++ с помощью создания новых конкурентов. Эти новые языки либо напрямую компилируются в C++ (как CppFront), либо позволяют активное взаимодействие с C++ (как Carbon). Так что, возможно, в будущем вы будете писать на супер-надёжном языке C++2 и по-прежнему держать некоторые легаси-файлы на старом добром современном C++ в одних и тех же проектах. Я надеюсь, что «дружеская соревновательность» продвинет C++ дальше и позволят нам получить лучшие фичи и более надёжный код.

А с ChatGTP кто знает, будем ли мы вообще кодить в следующем году :)

В целом большие вещи в 2022-м вижу так:

• Популяризация C++20

• Работа над C++23

• Новые языки и новые возможности для улучшения C++

• Обсуждения в сообществе и петля обратной связи