C# frente a C++: ¿Qué hay en el núcleo?

En el mundo acelerado y en evolución de la ingeniería de software, diferentes lenguajes de programación compiten por ganarse su lugar en la industria. Sin embargo, diferentes idiomas usan diferentes paradigmas y tienden a tener largas listas de pros y contras, lo que hace que las comparaciones directas entre ellos sean desafiantes y no concluyentes.

Sin embargo, algunos idiomas tienen una sintaxis y un enfoque similares, por lo que tiene sentido compararlos uno al lado del otro. En este artículo, examinamos la diferencia entre C++ y C#, y comparamos estos prolíficos lenguajes de programación.

Una breve historia de C# y C++

En la década de 1970, mientras el informático danés Bjarne Stroustrup trabajaba en su tesis doctoral, quería utilizar Simula, el primer lenguaje de programación orientado a objetos. Pero Simula resultó ser demasiado lento, por lo que Stroustrup decidió usar C, que era, y algunos dirían que sigue siendo, el lenguaje de programación más rápido.

Después de su experiencia con Simula, Stroustrup comenzó a desarrollar un lenguaje orientado a objetos basado en C y, en 1985, C++ estuvo disponible para el público.

Decidió hacer que C++ fuera "lo más parecido posible a C, pero no más", lo que significa que la adopción no sería un obstáculo. Debido a que todas las bibliotecas de C estaban automáticamente disponibles para su uso, muchos de los principales desarrolladores de C pudieron cambiar a C ++ construyendo sobre su conocimiento existente.

Desafortunadamente, la similitud innata con C también fue uno de los puntos más débiles de C++, ya que ambos lenguajes requerían curvas de aprendizaje pronunciadas y eran difíciles de dominar, lo que hacía que la codificación fuera un desafío para los desarrolladores sin experiencia.

Esa fue una de las razones clave detrás de la decisión de Sun Microsystems de crear Java a mediados de los 90. Java tenía una sintaxis similar a la de C++, pero simplificaba las construcciones del lenguaje y reducía las posibilidades de errores involuntarios. El equipo de Java, encabezado por James Gosling, logró esto principalmente eliminando la compatibilidad con versiones anteriores de C.

En 2002, Microsoft lanzó C# como competidor directo de Java. Como lenguaje alternativo, C# comparte algo de sintaxis con Java pero tiene más funciones. Tanto C# como C++ se han mejorado significativamente desde su lanzamiento.

Lenguajes de programación orientados a objetos con una advertencia

Cuando apareció C++, la mayoría de los lenguajes de programación estaban orientados a procedimientos.

En los lenguajes de programación de procedimientos, un programa se organiza en unidades más pequeñas, llamadas procedimientos. Cada procedimiento corresponde a alguna acción común que se usa más tarde (llamada desde) en una unidad más grande.

En los lenguajes orientados a objetos, los procedimientos se agrupan en torno a los objetos sobre los que se realizan. Un objeto es una unidad lógica que contiene algún estado.

C# es un lenguaje totalmente orientado a objetos, mientras que C++ es un lenguaje que puede mezclar código procedimental y orientado a objetos.

Similitudes entre C# y C++

Ambos lenguajes están orientados a objetos y se basan en C. Además, C# se basa en C++, lo que los hace bastante similares. Aquellos que no hablan con fluidez ninguno de los dos idiomas podrían confundir fácilmente uno con el otro al mirar el código.

Ambos lenguajes presentan rasgos que se encuentran comúnmente en los lenguajes orientados a objetos, que incluyen:

• Encapsulación. El código está organizado en grupos lógicos, llamados clases.
• Ocultamiento de datos. Partes de los datos y el código son privados, lo que significa que solo se puede acceder a ellos desde dentro de una clase.
• Herencia. La funcionalidad de clase compartida se puede organizar en una clase común heredada por clases derivadas y, por lo tanto, evitar la duplicación de código.
• Polimorfismo. El código puede afectar un objeto de la clase base, pero se comporta de manera diferente para las diferentes clases derivadas.

Diferencias entre C# y C++

Algunas características poderosas de C++ son difíciles de entender y pueden causar errores de programación. Estas funciones se omitieron intencionalmente en Java y posteriormente en C#:

• Herencia múltiple. Las clases derivadas heredan varias clases base. En lugar de esta función, C# introdujo clases base sin implementación. Estas clases se denominan interfaces en C#.
• Punteros. Si bien los punteros se pueden usar en C#, el código que usa punteros debe marcarse como "inseguro". Esta práctica está muy desaconsejada y en su lugar se utilizan referencias.
• Pérdida de precisión. C# no permite la pérdida de precisión por conversión de tipo implícita. Si la precisión está a punto de perderse, se requiere una conversión explícita.

Gestión de la memoria

Quizás la diferencia más crucial entre C# y C++ es la gestión de la memoria.

En C, la memoria dinámica (es decir, la asignación de memoria no se conoce de antemano) se asigna mediante la función malloc y se desasigna mediante free . Se esperaba que los programadores administraran la memoria manualmente. Como resultado, las fugas de memoria eran errores comunes en el código C.

Se ha mejorado la gestión de la memoria en C++, ya que la memoria se gestiona de forma semiautomática. Se pueden usar objetos llamados "punteros inteligentes" para que los programadores no tengan que desasignar la memoria manualmente. Sin embargo, hay algunos casos extremos (referencias circulares) en los que los punteros inteligentes son insuficientes para evitar pérdidas de memoria.

C# usa un recolector de elementos no utilizados (GC), que desasigna automáticamente la memoria que ya no se usa. Si bien esto puede parecer ideal, a veces GC dificulta la desasignación de un objeto que contiene recursos del sistema distintos de la memoria (por ejemplo, identificadores de archivos o conexiones TCP). En ese caso, puede ocurrir un fenómeno conocido como "fuga de recursos" y el programador debe desasignar manualmente el objeto que contiene los recursos. En estas raras situaciones, la desasignación en C# se vuelve más complicada que en C++, ya que la destrucción de objetos en C# no es determinista.

Compilación: Binarios vs. Bytecode

C++ se compila en código binario de máquina inmediatamente. C# se compila en código de bytes que luego .NET compila en código binario de máquina. (Anteriormente ".NET Core", .NET es el reemplazo moderno y multiplataforma de Microsoft para el marco .NET original).

Aunque C++ tiene una ventaja de rendimiento en estos diferentes enfoques de compilación, C# tiene una función poderosa llamada "reflexión", que permite la creación de instancias de objetos y la invocación de métodos con la información recopilada en el tiempo de ejecución. Por ejemplo, uno puede llamar a un método por su nombre, aunque ese método no estaba disponible durante el tiempo de compilación. C++ no puede tener reflexión, por definición, ya que se compila inmediatamente. C++ tiene información de tipo de tiempo de ejecución (RTTI) en su lugar. Esta es una característica mucho menos poderosa porque se usa solo para tipos con funciones virtuales.

C++ también tiene plantillas en forma de código que se genera en tiempo de compilación según los tipos de variables. En lugar de plantillas, C# tiene genéricos. Los genéricos no se resuelven en tiempo de compilación, sino en tiempo de ejecución. Como tal, las plantillas son más rápidas que las genéricas. Por otro lado, los genéricos no requieren memoria adicional para cada nuevo tipo de variable.

Comparación de características

C# frente a C++: ¿Qué lenguaje es mejor?

Cuando se trata de velocidad y eficiencia de la memoria, C++ es el claro ganador. Sin embargo, si una buena biblioteca de C# está fácilmente disponible pero no hay tal biblioteca disponible para C++, C# finalmente podría generar una solución más rápida y la implementación de C++ puede resultar más lenta.

El desarrollo suele ser más rápido en C#. Si la aplicación no realiza tareas en las que el tiempo es crítico, tiene sentido elegir el lenguaje más fácil y menos propenso a errores.

Tradicionalmente, C++ era la elección correcta para un entorno que no era de Windows, pero eso cambió una vez que Microsoft comenzó a fomentar las implementaciones de código abierto de .NET. El mismo código de bytes de C# puede ejecutarse en prácticamente cualquier plataforma, lo que lo convierte en el lenguaje elegido cuando se trata de simplificar la portabilidad.

Debido a la reflexión, C# es la opción más razonable cuando se escriben bibliotecas que tienen que admitir llamadas a funciones remotas o funciones similares que requieren la generación de código utilizando la información disponible en tiempo de ejecución.

Aunque ambos lenguajes admiten el diseño modular, es más difícil de mantener en C++, que implementa esa función mediante encabezados diseñados en C, un método que ahora es superado por enfoques más modernos. Esto generalmente da como resultado un tiempo de compilación de C++ que es significativamente más largo que el tiempo de compilación de C# para el código de bytes.

C++ es un lenguaje más complicado, por lo que los programadores de C++ pueden cambiar más fácilmente a C# que viceversa. Pero si su equipo contiene desarrolladores de C++ y C#, es posible mezclar los dos lenguajes.

Elegir el idioma correcto

Si necesita un alto rendimiento, la respuesta es C++ en casi todas las situaciones. "Alto rendimiento" se refiere al código. Si utiliza bibliotecas fácilmente disponibles para trabajos en los que el tiempo es crítico, es posible que el rendimiento de su código no sea un factor decisivo.

Si el rendimiento no es crítico, el tiempo de desarrollo es algo a considerar. Si puede comenzar desde cero, desarrollar su proyecto en C# es probablemente la mejor opción.

Si dispone de algo de tiempo de desarrollo pero el rendimiento no es crítico, la elección depende de las habilidades de los desarrolladores disponibles. Tenga en cuenta que la fluidez de sus desarrolladores puede afectar seriamente el mantenimiento futuro del código. Siempre que sea posible, considere el idioma que prefiere su equipo.