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从C++到仓颉：一个小型项目的迁移实践与深度思考

news 2025/11/12 5:34:48

一、仓颉编程语言概述与环境搭建

1.1 仓颉的核心特性

1.2 环境安装与配置

二、迁移项目概述：C++学生成绩分析系统

三、迁移过程详解

3.1 核心算法的迁移

3.2 主逻辑的迁移

3.3 文件操作的迁移

3.4 完整的仓颉程序

四、迁移效果分析

4.1 可读性对比

4.2 性能对比分析

4.3 安全性对比

五、结论

正文开始——

一、仓颉编程语言概述与环境搭建

仓颉编程语言是华为自主研发的一种面向全场景应用开发的通用编程语言，旨在兼顾开发效率和运行性能，提供现代化的编程体验。它于2025年7月正式发布了1.0.0 LTS版本，标志着语言进入了稳定发展阶段。仓颉采用静态强类型系统，支持类型推断，同时融合了函数式、命令式和面向对象等多范式编程特性，为开发者提供了丰富的编程工具和表达方式。

1.1 仓颉的核心特性

仓颉语言设计上具有多项先进特性：

内存安全：支持自动内存管理，并在运行时进行数组下标越界检查、溢出检查等操作，确保运行时内存安全。
高效并发：提供了用户态轻量化线程（原生协程）以及简单易用的并发编程机制。
跨语言互操作：支持和C等编程语言的互操作，便于复用现有生态。
现代化语法：提供插值字符串、主构造函数、Flow表达式、match等简洁语法，减少冗余代码。

1.2 环境安装与配置

仓颉编程语言的安装过程十分 straightforward。以下是详细的安装步骤：

下载仓颉SDK

访问仓颉编程语言官方网站https://cangjie-lang.cn/download，选择适合您操作系统的版本。目前仓颉提供三个版本通道：LTS（长期支持版）、STS（稳定测试版）和Nightly Build（每日构建版）。对于生产环境，推荐使用LTS版本。

我的电脑是Windows系统，选择cangjie-sdk-windows-x64-1.0.3.zip，点击下载

然后解压下载的ZIP安装包（例如cangjie-sdk-windows-x64-1.0.3.zip）到适当目录，我们要留意这个目录的路径，后面会用到！

安装VS Code插件

我们可以在VSCode上面的插件里面进行下载使用了，直接点击左侧边栏的扩展图标，输入“cangjie”，点击安装即可

安装完仓颉插件后，即可配置SDK的路径。我们可以右键单击cangjie插件，选择设置

然后输⼊CJNative后端SDK⽂件夹所在绝对路径（就是我们上面需要留意的那个路径），以及选择后端类型为CJNative

需要重启⼀下VSCode，然后快捷键Ctrl+Shift+P调出VSCode的命令面板，选择cangjie:CreateCangjie ProjectView命令：

出现下面的界面就说明我们已经成功配置成功了

接下来我们可以在这个界面去创建项目。只需要在下面的两处填上项目的路径和名称，再点击Confirm即可创建项目！

二、迁移项目概述：C++学生成绩分析系统

为了更好地展示从C++到仓颉的迁移过程，我选择了一个典型的小型项目——学生成绩分析系统。这个原始C++项目大约60行代码，包含了基本的文件操作、数据结构和算法，非常适合展示语言特性差异。

以下是原始C++实现的核心代码：

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <numeric>struct Student {std::string name;int score;
};double calculateAverage(const std::vector<Student>& students) {if (students.empty()) return 0.0;int total = std::accumulate(students.begin(), students.end(), 0,[](int sum, const Student& s) { return sum + s.score; });return static_cast<double>(total) / students.size();
}int findMaxScore(const std::vector<Student>& students) {if (students.empty()) return -1;return std::max_element(students.begin(), students.end(),[](const Student& a, const Student& b) { return a.score < b.score; })->score;
}void analyzeScores(const std::vector<Student>& students) {if (students.empty()) {std::cout << "没有学生数据" << std::endl;return;}std::vector<int> scores;for (const auto& student : students) {scores.push_back(student.score);}std::sort(scores.begin(), scores.end());double average = calculateAverage(students);int maxScore = findMaxScore(students);int median = scores[scores.size() / 2];std::cout << "平均分: " << average << std::endl;std::cout << "最高分: " << maxScore << std::endl;std::cout << "中位数: " << median << std::endl;
}int main() {std::vector<Student> students = {{"张三", 85},{"李四", 92},{"王五", 76},{"赵六", 88},{"钱七", 95}};analyzeScores(students);// 模拟从文件读取std::ofstream outfile("scores.txt");for (const auto& student : students) {outfile << student.name << " " << student.score << std::endl;}outfile.close();return 0;
}

这个C++项目虽然小巧，但包含了我们在实际开发中经常遇到的几种场景：结构体定义、容器操作、算法应用、lambda表达式和文件IO。接下来，我们将逐步将其迁移到仓颉语言。

三、迁移过程详解

3.1 核心算法的迁移

我们迁移核心的计算函数。在这些函数中，我们将看到仓颉函数式编程特性的优势。

C++版本：

double calculateAverage(const std::vector<Student>& students) {if (students.empty()) return 0.0;int total = std::accumulate(students.begin(), students.end(), 0,[](int sum, const Student& s) { return sum + s.score; });return static_cast<double>(total) / students.size();
}

仓颉版本：

func calculateAverage(students: List<Student>): Float64 {if students.isEmpty() {return 0.0}let total = students.map({ s => s.score }).reduce(0, { sum, score => sum + score })return Float64(total) / Float64(students.size())
}

在仓颉版本中，我们使用了高阶函数map和reduce来替代C++的std::accumulate，代码更加函数式，表达意图更清晰。仓颉支持函数式编程范式，提供了丰富的高阶函数和lambda表达式支持。

对于查找最高分的函数：

C++版本：

int findMaxScore(const std::vector<Student>& students) {if (students.empty()) return -1;return std::max_element(students.begin(), students.end(),[](const Student& a, const Student& b) { return a.score < b.score; })->score;
}

仓颉版本：

func findMaxScore(students: List<Student>): Int {if students.isEmpty() {return -1}return students.map({ s => s.score }).max() ?? -1
}

仓颉的集合操作更加简洁，直接通过map提取分数然后调用max方法，使用空合并运算符??处理可能为空的情况。

3.2 主逻辑的迁移

现在我们来迁移最主要的成绩分析函数。这个函数涉及条件判断、排序和多种计算，能够充分展示仓颉语言的表达力。

C++版本：

void analyzeScores(const std::vector<Student>& students) {if (students.empty()) {std::cout << "没有学生数据" << std::endl;return;}std::vector<int> scores;for (const auto& student : students) {scores.push_back(student.score);}std::sort(scores.begin(), scores.end());double average = calculateAverage(students);int maxScore = findMaxScore(students);int median = scores[scores.size() / 2];std::cout << "平均分: " << average << std::endl;std::cout << "最高分: " << maxScore << std::endl;std::cout << "中位数: " << median << std::endl;
}

仓颉版本：

func analyzeScores(students: List<Student>): Void {if students.isEmpty() {println("没有学生数据")return}let scores = students.map({ s => s.score }).sorted()let average = calculateAverage(students)let maxScore = findMaxScore(students)let median = scores[scores.size() / 2]println("平均分: ${average}")println("最高分: ${maxScore}")println("中位数: ${median}")
}

仓颉版本使用了字符串插值特性（${variable}），避免了C++中多次使用<<操作符的繁琐。集合操作通过链式调用实现，代码更加流畅和易读。

3.3 文件操作的迁移

文件IO是编程中的常见任务，仓颉提供了现代化且安全的文件操作API。

C++版本：

// 写入文件
std::ofstream outfile("scores.txt");
for (const auto& student : students) {outfile << student.name << " " << student.score << std::endl;
}
outfile.close();

仓颉版本：

// 写入文件
let file = try File.openForWrite("scores.txt")
for student in students {try file.writeLine("${student.name} ${student.score}")
}
file.close()

仓颉使用try关键字进行错误处理，这比C++的异常机制更加轻量和直观。仓颉语言在设计上强调安全性，包括内存安全和类型安全，文件操作等可能失败的函数都强制要求错误处理。

3.4 完整的仓颉程序

将以上部分组合起来，我们得到完整的仓颉程序：

import std.io.*
import std.collections.*
import std.string.*class Student(let name: String, let score: Int) {}func calculateAverage(students: List<Student>): Float64 {if students.isEmpty() {return 0.0}let total = students.map({ s => s.score }).reduce(0, { sum, score => sum + score })return Float64(total) / Float64(students.size())
}func findMaxScore(students: List<Student>): Int {if students.isEmpty() {return -1}return students.map({ s => s.score }).max() ?? -1
}func analyzeScores(students: List<Student>): Void {if students.isEmpty() {println("没有学生数据")return}let scores = students.map({ s => s.score }).sorted()let average = calculateAverage(students)let maxScore = findMaxScore(students)let median = scores[scores.size() / 2]println("平均分: ${average}")println("最高分: ${maxScore}") println("中位数: ${median}")
}func main(): {let students = [Student("张三", 85),Student("李四", 92), Student("王五", 76),Student("赵六", 88),Student("钱七", 95)]analyzeScores(students)// 写入文件let file = try File.openForWrite("scores.txt")for student in students {try file.writeLine("${student.name} ${student.score}")}file.close()return 0
}