C＃とC ++：コアとは何ですか？

ペースが速く進化しているソフトウェアエンジニアリングの世界では、さまざまなプログラミング言語が業界での地位を獲得しようと競い合っています。 ただし、言語が異なれば、使用するパラダイムも異なり、長所と短所のリストが長くなる傾向があり、それらを直接比較することは困難であり、決定的ではありません。

ただし、一部の言語は同様の構文と焦点を持っているため、それらを並べて比較することは理にかなっています。 この記事では、C ++とC＃の違いを調べ、これらの多作なプログラミング言語を比較します。

C＃とC++の簡単な歴史

1970年代、デンマークのコンピューター科学者Bjarne Stroustrupが博士論文に取り組んだとき、彼は最初のオブジェクト指向プログラミング言語であるSimulaを使用したいと考えました。 しかし、Simulaは遅すぎることが判明したため、StroustrupはCを使用することを決定しました。これは、最速のプログラミング言語であり、今でもそうだと言う人もいます。

Simulaでの経験の後、StroustrupはCに基づくオブジェクト指向言語の開発を開始し、1985年までにC++が一般に公開されました。

彼は、C ++を「可能な限りCに近づけるが、近づけない」ことを決定しました。これは、採用が障害にならないことを意味します。 すべてのCライブラリが自動的に使用できるようになったため、多くのトップC開発者は、既存の知識に基づいてC++に切り替えることができました。

残念ながら、Cとの本質的な類似性も、C ++の最も弱い点の1つでした。どちらの言語も急な学習曲線を必要とし、習得するのが困難であったため、経験の浅い開発者にとってコーディングが困難でした。

これが、90年代半ばにJavaを作成するというSunMicrosystemsの決定の背後にある主な理由の1つでした。 Javaの構文はC++に似ていましたが、言語構造が単純化され、意図しないミスの可能性が減少しました。 James Goslingが率いるJavaチームは、主にCとの下位互換性を落とすことによってこれを達成しました。

2002年、MicrosoftはJavaの直接の競合相手としてC＃をリリースしました。 代替言語として、C＃はJavaといくつかの構文を共有しますが、より多くの機能を備えています。 C＃とC ++はどちらも、リリース以来大幅に改善されています。

警告のあるオブジェクト指向プログラミング言語

C ++が登場したとき、プログラミング言語の大部分はプロシージャ指向でした。

手続き型プログラミング言語では、プログラムはプロシージャと呼ばれる小さな単位で編成されます。 各手順は、後で大きなユニットで使用される（から呼び出される）一般的なアクションに対応します。

オブジェクト指向言語では、プロシージャは、それらが実行されるオブジェクトを中心にグループ化されます。 オブジェクトは、ある状態を保持する論理ユニットです。

C＃は完全にオブジェクト指向の言語ですが、C++は手続き型コードとオブジェクト指向コードを混在させることができる言語です。

C＃とC++の類似点

どちらの言語もオブジェクト指向であり、Cに基づいています。さらに、C＃はC ++に基づいているため、非常によく似ています。 どちらの言語にも堪能でない人は、コードを一瞥することで、簡単に一方を他方と間違える可能性があります。

どちらの言語も、次のようなオブジェクト指向言語で一般的に見られる特性を備えています。

• カプセル化。 コードは、クラスと呼ばれる論理グループに編成されています。
• データの非表示。 データとコードの一部はプライベートです。つまり、クラス内からのみアクセスできます。
• 継承。 共有クラスの機能は、派生クラスによって継承される共通クラスに編成できるため、コードの重複を回避できます。
• ポリモーフィズム。 コードは基本クラスのオブジェクトに影響を与えることができますが、派生クラスごとに動作が異なります。

C＃とC++の違い

C ++のいくつかの強力な機能は理解が難しく、プログラミングエラーを引き起こす可能性があります。 これらの機能は、Javaおよびその後のC＃では意図的に省略されています。

• 多重継承。 派生クラスは複数の基本クラスを継承します。 この機能の代わりに、C＃は実装なしで基本クラスを導入しました。 このようなクラスは、C＃ではインターフェイスと呼ばれます。
• ポインタ。 ポインターはC＃で使用できますが、ポインターを使用するコードは「安全ではない」とマークする必要があります。 この方法はお勧めできません。代わりに参照を使用します。
• 精度の低下。 C＃では、暗黙的な型変換による精度の低下は許可されていません。 精度が失われそうな場合は、明示的な変換が必要です。

メモリ管理

おそらく、C＃とC ++の最も重要な違いは、メモリ管理です。

Cでは、動的メモリ（つまり、メモリ割り当ては事前に不明）は、 malloc関数を使用して割り当てられ、 freeを使用して割り当て解除されます。 プログラマーはメモリを手動で管理することが期待されていました。 その結果、メモリリークはCコードの一般的なエラーでした。

メモリが半自動で管理されるため、C++のメモリ管理が改善されます。 「スマートポインタ」と呼ばれるオブジェクトを使用できるため、プログラマはメモリの割り当てを手動で解除する必要がありません。 ただし、メモリリークを防ぐにはスマートポインタでは不十分なエッジケース（循環参照）がいくつかあります。

C＃はガベージコレクター（GC）を使用します。これにより、使用されなくなったメモリの割り当てが自動的に解除されます。 これは理想的に思えるかもしれませんが、GCによって、メモリ以外のシステムリソース（ファイルハンドルやTCP接続など）を保持するオブジェクトの割り当てを解除することが困難になる場合があります。 その場合、「リソースリーク」と呼ばれる現象が発生する可能性があり、プログラマーはリソースを保持しているオブジェクトの割り当てを手動で解除する必要があります。 これらのまれな状況では、C＃でのオブジェクトの破棄は決定論的ではないため、C＃での割り当て解除はC++よりも複雑になります。

コンパイル：バイナリとバイトコード

C++はすぐにマシンのバイナリコードにコンパイルされます。 C＃はバイトコードにコンパイルされ、後で.NETによってマシンのバイナリコードにコンパイルされます。 （以前は「.NETCore」でしたが、.NETは、元の.NET Frameworkに代わるMicrosoftの最新のクロスプラットフォームです。）

C ++には、これらのさまざまなコンパイル方法でパフォーマンス上の利点がありますが、C＃には「リフレクション」と呼ばれる強力な機能があり、実行時に収集された情報を使用してオブジェクトのインスタンス化とメソッドの呼び出しを行うことができます。 たとえば、コンパイル時にそのメソッドを使用できなかったとしても、その名前でメソッドを呼び出すことができます。 C ++はすぐにコンパイルされるため、定義上、リフレクションを持つことはできません。 C ++には、代わりに実行時型情報（RTTI）があります。 これは、仮想関数を持つ型にのみ使用されるため、それほど強力ではありません。

C ++には、変数のタイプに応じてコンパイル時に生成されるコード形式のテンプレートもあります。 テンプレートの代わりに、C＃にはジェネリックがあります。 ジェネリックスはコンパイル時に解決されませんが、実行時に解決されます。 そのため、テンプレートはジェネリックよりも高速です。 一方、ジェネリックスは、新しい変数タイプごとに追加のメモリを必要としません。

機能比較

C＃とC ++：どちらの言語が優れていますか？

速度とメモリ効率に関しては、C++が明らかに勝者です。 ただし、優れたC＃ライブラリがすぐに利用できるが、そのようなライブラリがC ++で利用できない場合、C＃は最終的に高速なソリューションを生み出す可能性があり、C++の実装は遅くなる可能性があります。

開発は通常、C＃の方が高速です。 アプリケーションがタイムクリティカルなタスクを実行しない場合は、より簡単でエラーが発生しにくい言語を選択するのが理にかなっています。

従来、Windows以外の環境ではC ++が正しい選択でしたが、Microsoftが.NETのオープンソース実装を奨励し始めると、それは変わりました。 同じC＃バイトコードは、事実上すべてのプラットフォームで実行できるため、移植性を簡素化する際に最適な言語になります。

リフレクションのため、実行時に利用可能な情報を使用したコード生成を必要とするリモート関数呼び出しまたは同様の機能をサポートする必要があるライブラリを作成する場合は、C＃がより合理的な選択です。

どちらの言語もモジュラー設計をサポートしていますが、C ++で維持するのは困難です。これは、Cで設計されたヘッダーを使用してその機能を実装します。これは、現在、より現代的なアプローチに勝る方法です。 これにより、通常、C＃からバイトコードへのコンパイル時間よりも大幅に長いC++コンパイル時間が発生します。

C ++はより複雑な言語であるため、C ++プログラマーはC＃に簡単に移行できます。 ただし、チームにC ++開発者とC＃開発者の両方が含まれている場合は、2つの言語を混在させることができます。

適切な言語の選択

高性能が必要な場合、答えはほとんどすべての状況でC++です。 「高性能」とはコードを指します。 タイムクリティカルな作業にすぐに利用できるライブラリを使用している場合、コードのパフォーマンスが決定的な要因ではない可能性があります。

パフォーマンスが重要でない場合は、開発時間を考慮する必要があります。 ゼロから始めることができる場合は、C＃でプロジェクトを開発することをお勧めします。

開発に余裕があるがパフォーマンスが重要ではない場合、選択は利用可能な開発者のスキルによって異なります。 開発者の流暢さが将来のコードメンテナンスに深刻な影響を与える可能性があることに注意してください。 可能な限り、チームが好む言語を検討してください。