C++是C编程语言的继承者，无可争议地是现代最相关的语言之一。C++为Python机器学习、JavaScript库、游戏开发以及现代编程语言中使用的许多其他工具提供动力。
对于每一个大挑战，如果你得到一个解决方案，你会在底部某个你看不到的地方找到一些C++。
C++也是较早的面向对象的编程语言之一，具有适应性强的设计、多功能性和广泛的兼容性。C++启发了像Java这样的新语言，使这种语言在开发游戏、医疗设备、人工智能和控制系统以及许多其他应用方面都是可行的。
许多现代编程语言，如Rust和Golang，已经兴起，并允许开发人员灵活地编写干净、安全的代码，而且比前辈们的麻烦更少。然而，旧的编程语言仍然为我们日常生活中运行的许多代码库提供动力。
我们也看到有的编程语言推出了对C/C++等老的编程语言的解决方案。在今天的世界，它们是JavaScript、TypeScript、Objective-C、Swift、Java和Kotlin。
在最近结束的CPP North会议上，谷歌宣布他们已经在研究C++的继任者：Carbon编程语言。在这篇文章中，我们将介绍什么是Carbon，它的特点，它与C++有什么不同，如何设置它，等等。
让我们开始吧
什么是Carbon？
在C++中，有一种更小、更干净的语言正在努力地走出来--Bjarne Stroustrup。
Carbon是一种开源的、静态类型的、已编译的编程语言，最初由Google建立，以接替C++。Carbon为开发者提供了现代编程实践，如泛型、模块化代码组织和简单的语法。
Carbon希望能与C++的性能和可扩展性相匹配。该语言被设计为与C++的双向互操作性，以便于迁移和采用。这意味着你可以将C++代码库移植到Carbon，反之亦然，也可以使用现有的C++库。
Carbon也非常友好，对C++开发者来说有一个温和的学习曲线，提供更多的表现力并支持现有的软件设计和架构。
Carbon仍然是一个实验，处于开发阶段。有鉴于此，许多帮助你写出你喜欢的Carbon代码的功能还没有被加入。
Carbon编程语言的特点
Carbon与C++有一些强烈的相似之处。它注入了现代编程实践、对C++的支持、互操作性、内存安全和泛型。这些是Carbon编程语言的一些显著特点，我们现在就来看看其中的一些特点。
互操作性
从逻辑上讲，像Carbon这样的后继语言需要与它之前的语言兼容。Carbon与C++双向兼容，你可以用任何一种语言来使用另一种语言。让我们来看看它的互操作性的实际情况：
// Source code by the authors of the Carbon programming language
// C++ code used in both Carbon and C++:
struct Circle {
float r;
};
// Carbon exposing a function for C++:
package Geometry api;
import Cpp library "circle.h";
import Math;
fn PrintTotalArea(circles: Slice(Cpp.Circle)) {
var area: f32 = 0;
for (c: Cpp.Circle in circles) {
area += Math.Pi * c.r * c.r;
}
Print("Total area: {0}", area);
}
在上面的例子中，Carbon代码使用circle.h C++库来打印一个圆的面积：
// Source code by the authors of the Carbon programming language
// C++ calling Carbon:
#include <vector>
#include "circle.h"
#include "geometry.carbon.h"
auto main(int argc, char** argv) -> int {
std::vector<Circle> circles = {{1.0}, {2.0}};
// Carbon's `Slice` supports implicit construction from `std::vector`,
// similar to `std::span`.
Geometry::PrintTotalArea(circles);
return 0;
}
上面的C++代码使用geometry.carbon.h 库，用提供的参数打印圆的面积。注意到Carbon的代码如何更加可读和直观。
现代泛型系统
泛型是你在现代编程语言中发现的许多伟大功能之一，包括Rust和Go。Carbon的特点是现代泛型系统，具有检查过的定义和选择的模板，可与现有的C++代码无缝互操作。
Carbon的泛型系统是一个值得关注的系统。它将确保泛型定义的类型检查，以避免在编译时进行定义检查的成本。它还将确保强大的检查过的接口，以减少对实现的意外依赖，并创建重要的明确契约。
内存安全的改进
内存安全是使用C++的一个重要任务点。Carbon旨在通过跟踪未初始化的状态、增加初始化的执行力以及阻止初始化错误来解决内存安全问题。
Carbon将以基本的API和习性为特征，支持调试中的动态绑定检查。它还将支持具有全面默认调试模式的加固构建。Carbon的安全策略也可能具有一些保证内存安全的编程模型。
你可以根据你对内存安全的偏好，在调试、性能和加固模式下运行Carbon程序。你可以在GitHub文档中阅读更多关于Carbon安全策略的内容。
Carbon vs. C++
由于Carbon是一种新的语言，而且该语言还没有为生产做好准备，你只能根据它们的共同特征来比较Carbon和C++。C++已经存在了一段时间，开发人员已经能够分享他们关于该语言的挫折感。希望Carbon能够像TypeScript为JavaScript所做的那样，将众多的C++问题最小化。
下面是Carbon和C++之间的简要比较：
在我看来，Carbon成功继承C++的概率相对较高，特别是考虑到C++的现状和该语言背后的公司。进一步考虑到两种语言之间的双向互操作性，开发者不一定要错过C++的功能。
Go和Dart已经在它们的目标领域中被大量采用，Carbon也可能会相当成功。
开始使用Carbon
Carbon仍处于实验模式，因此该语言还远未达到可用于生产的程度。然而，你仍然可以玩一玩该语言的当前状态，并考虑为其发展做出贡献
现在，我们将介绍如何使用Carbon的资源管理器来检查代码库和玩弄该语言。
安装Carbon
你首先需要在你的电脑上安装Homebrew。你可以查看这些安装说明，在Linux和macOS上安装Homebrew。
首先用Homebrew软件包管理器安装Bazelisk：
brew install bazelisk
接下来，安装llvm ，并导出PATH 这个变量：
brew install llvm
export PATH="$(brew --prefix llvm)/bin:${PATH}"
克隆Carbon资源库并将其移至你机器上的目录：
git clone https://github.com/carbon-language/carbon-lang
cd carbon-lang
最后，建立并运行Carbon explorer：
bazel run //explorer -- ./explorer/testdata/print/format_only.carbon
就这样了!现在你可以开始尝试使用Carbon，并检查该语言如何工作。
Carbon的语法概述
Carbon的语法实际上与Rust和其他一些语言的语法非常相似。让我们来看看Carbon的语法概述，包括变量、循环、条件反射、函数和类。
Carbon中的变量
你可以用var 关键字来声明变量。Carbon是静态类型的，所以你必须指定一个数据类型：
var hello: auto = "Hello, world!";
auto 数据类型是一种通用的数据类型，你可以在任何变量上使用。就像C++一样，每个语句都必须以分号结束。
Carbon中的For循环
Carbon采用了c风格的for循环，包括一系列for循环的功能：
for (var name: String in names) { // names is an array
Print(name);
}
for循环遍历一个数组，并打印出数组中的元素。
Carbon中的函数
Carbon的函数与Rust的非常相似，除了你必须明确声明参数变量之外：
fn Sum(var a: i32, var b: i32) -> i32 {
return a + b;
}
Sum 函数在调用时返回参数的总和。
Carbon中的条件式
Carbon也使用c风格的条件语句：
fn check(var value: i32) -> i32 {
if(value == 7) {
Print(value);
} else {
Print(0);
}
}
check 函数检查参数输入是否等于7 ，如果等于则打印value ，如果if语句无效则打印0 。
Carbon中的类
Carbon提供了一个定义类的关键字，其标识符和字段是任何类型的：
class Human {
var phone: i32;
var age: i32;
var name: String;
}
Human 类有phone,age, 和name 字段。你可以为你的操作声明任何数量的字段。
展望Carbon的未来
谷歌和Carbon的团队设想Carbon是一种快速、可扩展的语言，它可以发展并支持在现代操作系统、硬件和环境中运行的性能关键型软件。Carbon还将朝着向后或向前兼容的方向航行，并为该语言提供一个稳定的应用二进制接口（ABI）。
一个实验性但工作性的Carbon版本预计将在2022年底前公开，而完整的版本将在2024-2025年推出。你可以查看该语言目标的详细概述。
总结
在这篇文章中，我们介绍了Carbon及其特点的概况，将Carbon与它的前辈C++进行了比较，看了如何安装Carbon以及它的语法是如何工作的，还研究了Carbon希望在未来的发展方向。
Carbon正在采取一种包含电池的方法来开发该语言。仓库已在GitHub上上线，在那里你可以为讨论和开发做出贡献，以建立一个大家都喜欢的C++继任者。
