Մասնակից:MHamlet/Սևագրություն/5

Java և С++ լեզուների համեմատությունը

Տե՛ս նաև՝ en:Comparison of Java and C++

Java֊ն և C++֊ը հաճախ համեմատում են որպես լեզուներ, որոնք ժառանգել են C լեզվի շարահյուսությունը, չնայած դրանց բավականին մեծ տարբերություններին բոլոր մակարդակներում՝ սկսած իմաստայինից մինչև կիրառման ոլորտները։ Կարելի է ասել, որ С++֊ի համեմատումը Java֊ի հետ իր հաճախակիությամբ երկրորդ տեղում է С++֊ի և C֊ի համեմատումից հետո։

Նպատակային տեղը

Java֊ն կենտրոնացած է արդյունաբերության միայն որոշակի հատվածի վրա․ անվտանգ լեզու, որն ունի օգտագործողի կիրառական հավելվածների մշակման համար մուտքի ցածր շեմ, դյուրատարության բարձր ցուցանիշով։ Եվ նա այդ հանձնարարությունը կարողանում է կատարել։ С++֊ը, իր հերթին, ցանկանում է ունենալ «բազմակողմանի կիրառություն» ծրագրավորողների բոլոր կատեգորիաների բոլոր հանձնարարություններում, սակայն չի լիովին բավարարում հայտարարված կիրառման ոչ մի ոլորտների պահանջներին:

Исполнение программы

Java имеет формальную семантику, ориентированную на интерпретацию, но код Java компилируется в промежуточный код, который непосредственно перед запуском программы компилируется в машинный (иногда говорят об интерпретации байт-кода, но в данном случае это неверно — у современных наиболее распространённых сред исполнения Java оба этапа трансляции являются полностадийными, не ограничиваясь работой в рамках AST, с соответствующим сужением возможностей). C++ имеет естественную семантику, ориентированную на компиляцию, так что уже на аппаратной Java-машине был бы крайне неэффективен и ограничен по возможностям. Одно это определяет разницу в сферах применения языков: Java нецелесообразно использовать в низкоуровневом программировании; С++ — в разработке интернет-приложений. Механизм исполнения Java делает программы полностью портируемыми, по принципу «написано один раз — запускается везде (write once — run everywhere)», хотя это не было первостепенной целью разработчиков. Стандартное окружение и среда исполнения позволяют выполнять программы на Java на любой аппаратной платформе и в любой ОС без каких-либо изменений, при условии существования на данной ОС и платформе среды исполнения. Усилия по портированию программ минимальны, и могут быть сведены к нулю соблюдением определённых рекомендаций при разработке. Ценой портируемости в данном случае становятся определённые накладные расходы (например, размер среды исполнения Java превышает даже их размеры у всех функциональных языков).

Парадигма программирования

Java в значительно более высокой степени, чем С++, отвечает фундаментальному принципу ООП «всё — объект» (но не в абсолютной — методы классов самостоятельными объектами не являются, в отличие от CLOS или Python). Для объявления глобальных функций или переменных в Java их необходимо оборачивать в фиктивные классы и назначать свойство статичности. Для задания главной функции даже самой простой программы на Java необходимо поместить её в класс. Программировать на Java в функциональном стиле затрудненоԿաղապար:Нет АИ, поскольку на уровне синтаксиса языка нет поддержки основных элементов ФП (таких как функций высшего порядка) и нет средств макрорасширения языка.

Объектная модель

Как и в С++, объектная модель Java наследуется из Симулы (в Java — через промежуточную ступень — язык Modula-2), то есть фундаментально отличается от оной в потомках языка Smalltalk (Objective-C, Python, Ruby). Но есть серьёзные отличия и от С++. В Java все методы являются виртуальными. Есть синтаксический сахар для определения абстрактных классов: использование ключевого слова interface делает все методы класса чистыми виртуальными — такие классы называются в Java «интерфейсами». Множественное наследование допустимо только для них, но не для обычных классов, что улучшает дисциплину программирования — на этапе реализации нет возможности нарушить структуру проекта, построенную на этапе архитектурного проектирования (в С++ это делается легко).

Операторы

Безусловный переход в Java отсутствует. Тернарная условная операция в Java также отсутствует. Однако, большинство конструкций являются типичными для всех потомков Алгола: императивный порядок вычислений, присваивания, ветвления, циклы, инфиксные арифметические операции, аргументы в объявлениях и вызовах функций, и пр. В целом спецификация Java отвечает принципу наименьшего удивления и позволяет быстрый переход на Java с любого языка семейства Алгола. Однако, есть и исключения — например, Java, как и C++, позволяет пропускать break в ветви оператора switch.

Синтаксис

Основные конструкции Java и характерное оформление блоков кода наследованы из Си; большинство синтаксических отличий обусловлены разницей в семантике. Спецификаторы видимости компонентов класса в Java указываются на каждый компонент, а не группами, как в С++. В Java нет механизма ввода синтаксического сахара в программу — перегрузки операторов.

Адресная арифметика

C++ сохраняет возможность работы с низкоуровневыми указателями — это является причиной труднообнаруживаемых ошибок, но необходимо для низкоуровневого программирования. В Java адресной арифметики нет.

Кодогенерация

C++ не только сохраняет препроцессор Си, но и дополняет его Тьюринг-полным языком шаблонов, существенно расширяя возможности автоматического построения кода. В Java макроопределения времени компиляции отсутствуют.

Интроспекция

В C++ RTTI ограничена возможностью сравнивать типы объектов между собой и с буквальными значениями типов. В системе Java доступна более подробная информация о типах.

Управление ресурсами

C++ позволяет использовать принцип «захват ресурсов путём инициализации» (RAII), при котором ресурсы ассоциированы с объектом и автоматически освобождаются при разрушении объекта (например, std::vector и std::ifstream). Также возможен подход, когда программист, выделяя ресурсы (память под объекты, открытые файлы и т. п.), обязан явно позаботиться о своевременном их освобождении. Java работает в среде со сборкой мусора, которая автоматически отслеживает прекращение использования объектов и освобождает занимаемую ими память, если в этом есть необходимость, в некоторый неопределённый момент времени. Ручное управление предпочтительнее в системном программировании, где требуется полный контроль над ресурсами, RAII и сборка мусора удобнее в прикладном программировании, поскольку в значительной степени освобождают программиста от необходимости отслеживать момент прекращения использования ресурсов. Сборщик мусора Java требует системных ресурсов, что снижает эффективность выполнения программ, лишает программы на Java детерминированности выполнения и способен следить только за памятью. Файлы, каналы, сокеты, объекты графического интерфейса программист на Java всегда освобождает явно.

Окружение

в состав среды исполнения Java уже входят библиотеки для графики, графического интерфейса, доступа к базам данных и для прочих типовых задач, которые определяют стандарт де-факто их использования. Состав базовой библиотеки C++ предоставляет много меньше возможностей, с другой стороны предоставляя больше свободы в выборе сторонних библиотек.