Die Welt der Programmierung ist voll von faszinierenden Fragen und teilweise hartnäckigen Mythen. Eine Frage, die immer wieder auftaucht, ist die nach der Entstehung von C++: Wurde diese mächtige und vielseitige Programmiersprache wirklich in C geschrieben? Die Antwort ist komplexer als ein einfaches Ja oder Nein, und dieser Artikel wird versuchen, dieses Code-Mysterium zu lüften und die historischen und technischen Hintergründe zu beleuchten.
Die Ursprünge von C++: Von C mit Klassen
Um die Frage zu beantworten, müssen wir zunächst einen Blick auf die Geschichte von C++ werfen. In den späten 1970er Jahren entwickelte Bjarne Stroustrup bei Bell Labs eine Erweiterung der Programmiersprache C namens „C mit Klassen”. Stroustrups Ziel war es, die Effizienz und Flexibilität von C mit den Konzepten der objektorientierten Programmierung (OOP) zu vereinen. OOP, wie sie in Simula 67 implementiert war (einer Sprache, mit der Stroustrup bereits Erfahrung hatte), bot Möglichkeiten zur Strukturierung von Code, zur Wiederverwendung und zur Abstraktion, die in C fehlten.
„C mit Klassen” fügte C Funktionen wie Klassen, Vererbung, Polymorphismus und starkes Typchecking hinzu. Diese neuen Features ermöglichten es Programmierern, komplexere Systeme mit einem saubereren und besser wartbaren Code zu entwickeln. Es ist wichtig zu verstehen, dass „C mit Klassen” kein völlig neuer Compiler war, sondern eher ein Präprozessor. Das bedeutete, dass der Code, der in „C mit Klassen” geschrieben wurde, in C-Code übersetzt wurde, bevor er vom C-Compiler in Maschinencode umgewandelt wurde.
Cfront: Der Präprozessor, der C++ zum Leben erweckte
Der Präprozessor, der „C mit Klassen” in C übersetzte, wurde als Cfront bekannt. Cfront war ein entscheidendes Werkzeug in den frühen Tagen von C++. Er nahm den C++-Code, erweiterte die Klassen, löste die Vererbung auf und führte andere Transformationen durch, um äquivalenten C-Code zu erzeugen. Dieser C-Code konnte dann von einem Standard-C-Compiler kompiliert und ausgeführt werden.
Die Tatsache, dass Cfront C++ in C übersetzte, führte zu der weit verbreiteten Annahme, dass C++ „in C geschrieben” wurde. Technisch gesehen ist das nicht ganz richtig. Cfront war in C++ geschrieben, nicht in C! Das bedeutet, dass der Compiler, der C++-Code verarbeitete, selbst in der Sprache geschrieben war, die er übersetzen sollte.
Warum Cfront in C++ geschrieben wurde
Die Entscheidung, Cfront in C++ zu schreiben, war aus mehreren Gründen sinnvoll:
- Selbst-Hosting: Das Schreiben eines Compilers in der Sprache, die er kompiliert (Selbst-Hosting), ist ein gängiger Ansatz. Es ermöglicht es, die Sprache selbst zur Entwicklung ihrer eigenen Tools zu nutzen und fördert die Weiterentwicklung der Sprache.
- Komplexität: Die Implementierung der objektorientierten Features von C++ wäre in reinem C deutlich komplexer und weniger elegant gewesen. C++ selbst bot die notwendigen Werkzeuge, um die Komplexität des Cfront-Compilers zu bewältigen.
- Wartbarkeit: Ein in C++ geschriebener Compiler war leichter zu warten und zu erweitern als ein Compiler, der in C geschrieben wurde.
Die Bedeutung von Übersetzung und Compiler
Es ist wichtig, den Unterschied zwischen der „Übersetzung” von Code und dem „Kompilieren” von Code zu verstehen. Cfront übersetzte C++-Code in C-Code. Dieser C-Code wurde dann von einem separaten C-Compiler in Maschinencode kompiliert. Die Übersetzung war ein notwendiger Schritt, da in den frühen Tagen von C++ keine nativen C++-Compiler existierten.
Moderne C++-Compiler funktionieren anders. Sie übersetzen den C++-Code direkt in Maschinencode, ohne den Zwischenschritt der Übersetzung in C-Code. Diese nativen C++-Compiler sind in der Regel schneller und effizienter als die Kombination aus Cfront und einem C-Compiler.
Das Erbe von Cfront und der moderne C++-Compiler
Obwohl Cfront nicht mehr verwendet wird, hat er einen bedeutenden Einfluss auf die Entwicklung von C++ gehabt. Er diente als Proof-of-Concept für die Sprache und trug dazu bei, ihre Akzeptanz und Verbreitung zu fördern. Die Erkenntnisse, die bei der Entwicklung von Cfront gewonnen wurden, flossen in die Entwicklung moderner C++-Compiler ein.
Moderne C++-Compiler, wie GCC, Clang und Microsoft Visual C++, sind komplexe und hochentwickelte Programme, die direkt Maschinencode aus C++-Code erzeugen. Sie implementieren den C++-Standard, optimieren den Code für verschiedene Architekturen und bieten eine Vielzahl von Debugging- und Profiling-Tools.
Also, wurde C++ in C geschrieben? Ein Fazit
Die Antwort auf die Frage, ob C++ in C geschrieben wurde, ist also ein klares „Jein”. Während der frühe C++-Code mit dem Cfront-Präprozessor in C-Code übersetzt wurde, war der Cfront selbst in C++ geschrieben. Moderne C++-Compiler übersetzen den Code direkt in Maschinencode, ohne den Zwischenschritt der C-Übersetzung. Die frühe Abhängigkeit von C und die Verwendung von Cfront trugen jedoch maßgeblich zur Entwicklung und Verbreitung von C++ bei.
Die Geschichte von C++ und Cfront ist ein faszinierendes Beispiel für die Evolution von Programmiersprachen und die kreativen Lösungen, die bei der Entwicklung neuer Technologien gefunden werden. Es zeigt auch, wie wichtig es ist, die historischen Kontexte zu verstehen, um die Funktionsweise moderner Softwaresysteme vollständig zu erfassen.
Das Mysterium ist also gelüftet: C++ wurde nicht direkt in C geschrieben, aber die enge Beziehung und die frühe Abhängigkeit von C spielten eine entscheidende Rolle in der Entstehungsgeschichte dieser einflussreichen Programmiersprache.