教孩子写游戏：计算机语言那么多（为何3D游戏编程偏爱C++语言）

“学”的内容：

在充分理解了计算机是个什么玩意儿之后，不用我说你都知道，想要写程序，就要用到计算机语言。通过上节课我们可以知道，电脑是有非常多强大功能的，可是，电脑自己并不会用它自己的强大功能，需要我们通过一定的方式告诉电脑，你应该如何使用。而我们告诉电脑如何使用自己强大功能的过程，就是编程的过程。

编程两个字怎么理解呢？

比方说，在前辈们的努力下，电脑已经有100个单独的强大功能了（只是打个比方，事实上，电脑估计已经有好几百亿个单独功能了），可是电脑自己并不知道怎么样才能用。然后，我们打算用电脑来播放一个视频（假设还没有视频播放软件），那么，我们需要经历这么一个过程：

（1）把播放视频的任务分解，看看已知的100个单独功能中有没有已经解决的，把已经解决的功能单独挑出来，比方说是功能组A；

（2）然后把还没有实现的功能归类，比方说是功能组B；

（3）接下来通过数学知识，来逐一解决功能组B中的问题（相当于给电脑创造新功能）；

（4）最后把功能组A和功能组B通过一定的方式连起来，这个视频软件的代码就写完了。

我们可以发现，这个问题解决的过程，就和写一本书类似：刚开始构思大纲，然后通过文字的方式表达出来。

而上面的过程，开始是分解问题，然后是通过计算机语言把问题的解决方法写出来。写书的时候我们用的是“编写”两个字，所以，写程序的时候我们也用“编写”这两个字。

而且，程序完成后，展现在电脑面前的，是一系列的功能调用步骤。比方说上面的例子完成后，会有一系列的功能调用过程，假设是从1到100的功能调用过程。那么，电脑在执行这个程序的时候，就会按照从1到100的顺序逐一调用已经有的功能。所以，程序就是一堆有顺序的功能调用过程。

把两个结合起来，我们做的这个事情就叫做“编写一堆有顺序的功能调用过程”。这个名字太长了，把中间的内容全部去掉，所以就有了“编程”这个词。

计算机发展到现在，计算机语言是非常多的，几乎发展到了一个小学科一个编程语言的境地。在众多的编程语言中，C++语言算得上是比较难的一门语言了，很多人会有疑问，小孩子真的能学会这门语言吗？

我的观点是：我们不需要完全学会C++。

我们只是用C++这个语言来写游戏而已，而且，用到的C++知识不是特别多，我们只要让小孩子懂得如何用就行，并不需要让他们理解用的背后那复杂的真谛。相对于很多语言来讲，C++的语法并不是很难，只要不深入，问题不是很大。

额外提一句，我们完全可以把C++语言理解成是C语言的优化版本。C++语言把C语言中非常“飘”的内容去掉了，还给C语言扩充了“类”的功能。为什么要提这一句呢？因为C语言在计算机界的地位就和泰山北斗一样不可撼动。举个例子说明一下：微软公司失败的Windows Vista系统制作过程。

由于C语言非常强大，所以，Windows基本上都是用C语言写的。C语言非常灵活，它能和汇编语言能非常融洽地结合在一起，能够非常轻松地处理系统底层的诸如CPU调配、内存调配等等问题，而且兼容性非常好。正是因为如此，C语言编写的Windows系统才能风靡全球。

一个公司强大了之后，总是想自己创造一门语言，微软公司也不例外。他们在C语言的基础上，创造了自己的C#语言。C#语言的好处，是非常切合Windows，完全就是为了Windows而打造的一款编程语言。慢慢的，微软公司就自负了起来，觉得自己创造的C#语言也很强大。

所以，当他们准备开发Windows XP下一代产品的时候，非常大胆地选择了C#语言作为主要编程语言。可是，C#语言并不擅长系统底层方面的问题处理，到了开发的末期，问题的堆积量已经达到了不可解救的地步。随着时间的逼近，开发团队没办法，直接放弃了C#，重头用C语言开始写。可是，时间已经浪费了很多，虽然最后用C语言写出了Windows Vista，可这也是Windows第一次被大量用户吐槽的一个版本。

说这个例子的目的是：C语言是非常强大的，而C++和C#不一样，C#是新语言，而C++只是C语言的优化，也就是说，C++有着C语言大部分的强大能力。

这也是结论一：C++语言有强大能力。

然后再说一说游戏。在前面我们提过一句，说游戏是非常复杂的编程。那么，游戏到底复杂在哪里呢？我们这个课程要写一个3D的游戏示例小程序，那就以3D游戏来说明一下。

（1）我们的电脑屏幕只是2D的，我们并不能直接在屏幕上展现3D的内容，所以，首先我们要创建一个虚拟的3D世界。

（2）在3D世界中，我们要处理非常多的内容，包括各种各样的自然现象。像表象的东西要用到物理学，而内在的东西就要用到数学。比方说，我们要在3D世界中模拟下雨。雨滴（或者是雨线）的下落规律是物理学方面的内容；而下落的后台计算就是数学方面的内容了。

（3）3D世界牵扯到超巨量的数学计算，所以，3D游戏编程都需要和显卡打交道。

（4）我们还要处理键盘输入啊、声音播放啊、3D音效啊等等内容。

你看，我们只是粗略地分析了一个简单的3D游戏，就发现要用到这么多的知识，实在是非常复杂。如果说，你要开发的是更加复杂的现实模拟类游戏，你要考虑的内容就更多了。我们再反观其他应用软件，基本上都是单功能的。比方说听歌的软件，它仅处理声音播放的任务。

这样，我们就能得到第二个结论：3D游戏编程非常复杂。

我们也可以用很多其他编程语言来写游戏，可是，其他语言本身能力不够强大，再来处理这个异常复杂的游戏编程，可能导致原本就复杂的游戏编程变得更加复杂。而用C++这个强大语言的话，游戏编程的复杂性就能得到一定的简化。

其实，用C++语言写游戏的最根本原因，是C++代码编译而成的可执行程序的执行速度非常快。因为C++语言比较早，当时计算机性能不行，如果编译器不优化的话，编程语言是没法用的。而现在的很多编程语言，就是以牺牲执行速度为代价来提供更加复杂的编程功能。比方说很出名的Python，牺牲了大量的执行效率，目的是让新手能快速掌握编程。要不是当今社会计算机性能优异，Python语言是没有生存空间的。

总而言之，3D游戏编程非常复杂，需要C++这样强大的语言才能驾驭住。顺带提一句，很多强大的3D游戏引擎使用的是C#语言。为什么呢？因为C#语言的语法结构非常好，可控性非常高，所以，那些强大的游戏引擎才会选择C#为脚本语言。看清楚，是脚本语言，就是利用C#语言来调用游戏引擎中的强大功能。而这些游戏引擎的核心，都是用C++或者是C语言写的，某些瓶颈代码甚至会用汇编语言来完成。（这一段没看懂没关系）

“习”的内容：

1.充分理解上面所讲的内容。

2.推荐使用微软公司的Visual C++编译器来写程序，毕竟我们是在Windows下写程序，用他们的C++编译器要好一些。你可以去网上下载最新版本的Visual Studio，因为最新的版本已经是免费的了。如果要用前面的版本，建议用2008（包括）往上的版本。在进行下节课前，请一定要把这个软件安装好。

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