>O que são Zero Cost Abstractions? É a capacidade de se criar uma abstração, ter uma expressividade maior do que está fazendo sem incorrer em custo. Em geral quando você cria uma abstração e esconde um detalhe de implementação costuma usar algum mecanismo que impõe algum custo de memória ou de processamento que nem sempre é perceptível, mas se medir ele está lá e acumulando com outros em grande quantidade pode fazer a aplicação ser menos eficiente. É muito raro uma linguagem conseguir muitas boas abstrações sem custo algum. O que se faz é esse custo ser reduzido, ou ser óbvio, ou pagar só se usar a facilidade, mas ter uma forma de fazer, mesmo que mais complexa, sem o custo. >What you don’t use, you don’t pay for. And further: What you do use, you couldn’t hand code any better. > >--Bjarne Stroustrup A primeira frase dá muita margem para muita coisa ser aceita com ZCA. A segunda mostra o lado mais difícil de obter. Por exemplo C, ela tem muitos recursos que podemos dizer que são abstrações de custo zero, isso se dá sempre que aquele código produz um Assembly exatamente igual você faria se tivesse que escrevê-lo na mão e com capacidade de fazer o mais otimizado possível. Se não conseguir, se colocar uma instrução a mais, se precisar ocupar algum espaço mais, se tiver que optar por uma instrução que custe mais caro, se a orem necessária for uma que não privilegie otimizações do processador no momento da execução, então o custo de abstração não foi zero. O termo começou ser usado mais fortemente por C++ (dá para perceber pela citação acima do criador da linguagem), inclusive faz parte de sua filosofia. E marketing. Não estou querendo dizer que C++ não é eficiente e muitas vezes não atinja o objetivo de *zero cost abstraction*, mas ela atinge menos vezes do que faz parecer. Existem até artigos e palestras sobre o assunto, nem tudo é tão sem custo assim, mesmo comparando apenas com C. Existem vários mecanismos de C++ que impõe custo e quando lançam dizem que ele é sem custo. Em geral é muito eficiente, mas sem custo algum é exagero. Alguns dirão que você não faria nada na mão mais eficiente que aquilo atingindo o mesmo objetivo, já que o objetivo é ter algo mais fácil de usar. Isso até pode ser verdade, mas é uma abstração e tem um custo. Pode dizer que você não é obrigado usar aquilo e só paga se usar, tem outra forma mais eficiente. Também é verdade, mas não pode dizer que aquele mecanismo é livre de custo, pode ainda dizer que a linguagem pode ser livre de custo, mas só é livre mesmo se programar como se fosse C. Mesmo isso é um exagero porque o compilador de C++ gera um código ligeiramente mais pesado mesmo que só use mecanismo de C. É mínimo, mas não é zero. Acontece o mesmo com Rust, embora em algumas coisas ela está mais próxima do C do que C++. Mas também tem abstrações menos poderosas, Rust vaza mais abstração que C++ (se você quiser pode vazar em C++ também, e se o fizer tende a obter mais eficiência e, muitos casos. Por isso que os testes de comparação de linguagens não ajudam muito, você pode escrever um código muito eficiente em Rust sem usar abstrações e um menos eficiente em C++ usando as abstrações. È um objeto nobre e eu gosto, mas é raro conseguir resultado efetivo. Um exemplo é a `string` do C++, bem poderosa e fácil de usar, mas não dá para dizer que ela é sempre livre de custos extras em relação ao que se usa em C. Ela costuma fazer uma alocação dinâmica que é bem cara sem você nem saber (nem sempre faz). E tem otimização que faz aumentar custo em outro ponto. A concretude de C não a deixa livre de ter custos ruins, por exemplo pegar o tamanho da *string* em C é uma das coisas mais ridículas já criadas na computação. Embora não precisasse de uma abstração para resolver isso, com a abstração fica mais agradável e menos propenso a erros, ou seja, não é a abstração que C++ criou que fez ser mais eficiente, é o mecanismo certo, a abstração é só uma capa que ajuda outra coisa. Um exemplo contrário seria você criar um tipo que armazena e manipula temperatura. Em geral ele só encapsula um tipo concreto e não impõe custos adicionais, no fim dá na mesma se tivesse usando um tipo primitivo em termos de eficiência. Ou quase isso, porque quando chamar alguns métodos deste tipo é possível que eles façam alguma coisa que você não faria na mão se fosse específico. É difícil fazer abstrações sem custo até mesmo do jeito mais básico. Tem hora que é bom usar de um jeito, tem hora que é melhor algo mais limpo e direto. Uma simples verificação de argumento válido já muda o custo. Sem a abstração você não precisa ter o custo todas as vezes, em alguns casos pode ir direto sem validar nada porque tem certeza da validade. Mas se precisar validar terá que escrever um código na mão antes de chamar a função desejada. A própria função tem um custo extra só de chamar. Claro que pode haver alguma otimização e ela ser eliminada, deixando sem custo. Mas nem sempre a otimização do compilador consegue eliminar 100% do custo. E em alguns casos não compensa otimizar, você pagará o preço, e ele será mínimo, irrisório no todo, mas não será zero. E tem otimizações que pode dar custo maior ainda, por isso o uso de um compilador bom é indicado quando deseja o máximo de performance. Hoje em dia é burrice tentar o máximo de otimização possível pra tudo. E o custo só de tentar costuma ser alto e não compensa. Você conviverá com algumas ineficiências. E claro, é raro ter um problema que precisa da última milha de desempenho. Geração de código de alguma forma (*template*, macro, pré processador, ferramenta externa, "otimizadores") costuma ser uma faca de dois gumes, porque tende a gerar códigos mais rápidos por resolver muita coisa em tempo de compilação, mas o código costuma ficar maior, o que em alguns casos pode significar alguma perda de performance também, de uma outra forma. C# tem LINQ, é legal, muitas linguagens copiaram, mas tem um belo custo de abstração embutido. Tem linguagem que consegue fazer algo mais eficiente igual ao LINQ sem custo de abstração, mas só nos métodos mais simples (não é impossível fazer em outros, mas precisa de uma análise absurda, talvez até usar IA). Linguagens de *script* ligam pouco pra tipagem, pra onde o dado está sendo alocado, se o acessa por valor ou referência, por isso elas são mais fáceis, está tudo abstraído e você paga por isso, e você não tem escolha, ter escolhas dificulta. Java já optou por um caminho que você tem mais controles de tipo , de onde aloca, mas bem por cima. Não é igual C#, especialmente nas versões mais novas que o controle é muito maior, você pode não pagar certos custos se usar o mecanismo mais eficiente. C++ e Rust isso vai mais longe e dá mais liberdade de escolha, eliminando boa parte dos custo, e como ela se compatibiliza com C, se optar por esse *subset* da linguagem pode ter menos custo ainda, só perdendo, em alguns casos, para Assembly. >É algo que o programador precisa ter conhecimento para usar ou é indiferente? Sim, e não. Um bom programador que se preocupa com isso deve saber e idealmente ele deve pesquisar e ver se realmente está cumprido o que foi prometido, tem muito marketing nisso. Se precisa muito espremer tudo o que for possível precisa entender todos os custos de todos os mecanismos que está usando e se dá para fazer na mão de um jeito melhor para alcançar o objetivo supremo da eficiência máxima. Nem tudo o que está fazendo precisa disto. Mas quem tem se preocupar mais é quem faz bibliotecas para outros usarem em um ambiente onde se preza pela *zero cost abstraction*. >Realmente é um ponto 100% positivo? Até onde eu sei, ele em si, sim. Claro, se fizer certo. >Não há nenhum efeito indesejável na utilização da linguagem por possuir esse recurso? De forma geral e clara não tem, mas a linguagem tende a ser um pouco mais complexa para atingir isso, não sei se é algo ruim, e mesmo que seja, ainda é algo que pode ser necessário por outros motivos. A construção da biblioteca costuma ser bem mais complexa e o código interno costuma ser bem confuso por causa disto. Se não for um código tão confuso, ou a linguagem é boa demais, até pra ser verdade, ou não tem custo zero de fato. Tem compiladores que fazem exceções na compilação quando sabe que ali precisa caprichar para ter um custo zero ou pelo menos mais baixo que o normal que ele faria. Isso nem sempre é bom, mas dá uma vantagem interessante, é uma forma de não criar complexidade na linguagem para tratar casos muito específicos. Um caso típico pode ser uma *string*, um tipo muito usado e que requer otimizações fora do normal. Dá pra escrever muito mais sobre o assunto.