C# vs. C++: Ce este la bază?

În lumea în ritm rapid și în evoluție a ingineriei software, diferite limbaje de programare se luptă pentru a-și câștiga locul în industrie. Cu toate acestea, diferitele limbi folosesc paradigme diferite și tind să aibă liste lungi de argumente pro și contra, făcând comparațiile directe între ele provocatoare și neconcludente.

Unele limbi, totuși, au sintaxă și focalizare similare, așa că este logic să le comparăm una lângă alta. În acest articol, examinăm diferența dintre C++ și C# și comparăm aceste limbaje de programare prolifice.

O scurtă istorie a C# și C++

În anii 1970, în timp ce informaticianul danez Bjarne Stroustrup lucra la teza sa de doctorat, el a vrut să folosească Simula, primul limbaj de programare orientat pe obiecte. Dar Simula s-a dovedit a fi prea lent, așa că Stroustrup a decis să folosească C, care a fost – și unii ar spune că încă este – cel mai rapid limbaj de programare.

După experiența sa cu Simula, Stroustrup a început să dezvolte un limbaj orientat pe obiecte bazat pe C, iar până în 1985, C++ a fost pus la dispoziția publicului.

El a decis să facă C++ „cât mai aproape de C, dar nu mai aproape”, ceea ce înseamnă că adoptarea nu ar fi un obstacol. Deoarece toate bibliotecile C erau disponibile automat pentru utilizare, mulți dezvoltatori C de top au putut trece la C++, bazându-se pe cunoștințele lor existente.

Din păcate, asemănarea înnăscută cu C a fost, de asemenea, unul dintre cele mai slabe puncte ale C++, deoarece ambele limbi necesită curbe abrupte de învățare și erau greu de stăpânit, ceea ce a făcut ca codificarea să fie o provocare pentru dezvoltatorii neexperimentați.

Acesta a fost unul dintre motivele cheie din spatele deciziei Sun Microsystems de a crea Java la mijlocul anilor '90. Java avea o sintaxă similară cu C++, dar a simplificat construcția limbajului și a redus șansele de greșeli neintenționate. Echipa Java, condusă de James Gosling, a realizat acest lucru în principal renunțând la compatibilitatea cu C.

În 2002, Microsoft a lansat C# ca concurent direct al Java. Ca limbaj alternativ, C# partajează o anumită sintaxă cu Java, dar are mai multe caracteristici. Atât C#, cât și C++ au fost îmbunătățite semnificativ de la lansarea lor.

Limbaje de programare orientate pe obiecte cu o avertizare

Când a apărut C++, majoritatea limbajelor de programare erau orientate către proceduri.

În limbajele de programare procedurală, un program este organizat în unități mai mici, numite proceduri. Fiecare procedură corespunde unei acțiuni comune care este folosită mai târziu (numită de la) într-o unitate mai mare.

În limbajele orientate pe obiect, procedurile sunt grupate în jurul obiectelor pe care sunt efectuate. Un obiect este o unitate logică care deține o stare.

C# este un limbaj complet orientat pe obiecte, în timp ce C++ este un limbaj care poate amesteca cod procedural și orientat pe obiecte.

Asemănări între C# și C++

Ambele limbaje sunt orientate pe obiecte și se bazează pe C. Mai mult, C# se bazează pe C++, ceea ce le face destul de asemănătoare. Cei care nu vorbesc fluent nici una dintre limbi ar putea confunda cu ușurință unul cu celălalt, aruncând o privire la cod.

Ambele limbi prezintă trăsături întâlnite frecvent în limbajele orientate pe obiecte, inclusiv:

• Încapsulare. Codul este organizat în grupuri logice, numite clase.
• Ascunderea datelor. Părți de date și cod sunt private, ceea ce înseamnă că pot fi accesate numai din cadrul unei clase.
• Moştenire. Funcționalitatea clasei partajate poate fi organizată într-o clasă comună moștenită de clasele derivate și, prin urmare, evită duplicarea codului.
• Polimorfismul. Codul poate afecta un obiect al clasei de bază, dar se comportă diferit pentru diferite clase derivate.

Diferențele dintre C# și C++

Unele caracteristici puternice ale C++ sunt greu de înțeles și pot cauza erori de programare. Aceste caracteristici au fost omise în mod intenționat în Java și, ulterior, în C#:

• Moștenirea multiplă. Clasele derivate moștenesc mai multe clase de bază. În loc de această caracteristică, C# a introdus clase de bază fără implementare. Astfel de clase sunt numite interfețe în C#.
• Indicatori. În timp ce pointerii pot fi utilizați în C#, codul care folosește pointerii trebuie marcat ca „nesigur”. Această practică este foarte descurajată și sunt folosite în schimb referințe.
• Pierderea preciziei. C# nu permite pierderea preciziei prin conversia implicită a tipului. Dacă precizia este pe cale să se piardă, este necesară o conversie explicită.

Gestionarea memoriei

Poate cea mai importantă diferență între C# și C++ este gestionarea memoriei.

În C, memoria dinamică (adică alocarea memoriei nu este cunoscută în prealabil) este alocată folosind funcția malloc și dealocată folosind free . Se aștepta ca programatorii să gestioneze manual memoria. Ca urmare, scurgerile de memorie au fost erori comune în codul C.

Gestionarea memoriei în C++ este îmbunătățită, deoarece memoria este gestionată semi-automat. Obiectele numite „pointere inteligente” pot fi utilizate, astfel încât programatorii să nu fie nevoiți să dealoca manual memoria. Cu toate acestea, există unele cazuri marginale (referințe circulare) în care pointerii inteligente sunt insuficiente pentru a preveni scurgerile de memorie.

C# folosește un garbage collector (GC), care dealoca automat memoria care nu mai este utilizată. Deși acest lucru ar putea părea ideal, uneori GC face dificilă dezalocarea unui obiect care deține resurse de sistem, altele decât memoria (de exemplu, mânere de fișiere sau conexiuni TCP). În acest caz, poate apărea un fenomen cunoscut sub numele de „scurgere de resurse”, iar programatorul trebuie să dealocați manual obiectul care deține resurse. În aceste situații rare, dealocarea în C# devine mai complicată decât în ​​C++, deoarece distrugerea obiectelor în C# nu este deterministă.

Compilare: Binare vs. Bytecode

C++ este compilat imediat în codul binar al mașinii. C# este compilat în bytecode care este compilat ulterior în codul binar al mașinii de către .NET. (Anterior „.NET Core”, .NET este înlocuitorul modern, multiplatformă de la Microsoft, pentru cadrul .NET original.)

Deși C++ are un avantaj de performanță în aceste abordări diferite ale compilației, C# are o caracteristică puternică numită „reflecție”, care permite instanțiarea obiectelor și invocarea metodei cu informațiile adunate în timpul de rulare. De exemplu, se poate apela o metodă după numele ei, deși acea metodă nu era disponibilă în timpul compilării. C++ nu poate avea reflectare, prin definiție, deoarece este compilat imediat. C++ are în schimb informații de tip run-time (RTTI). Aceasta este o caracteristică mult mai puțin puternică, deoarece este utilizată numai pentru tipurile cu funcții virtuale.

C++ are, de asemenea, șabloane sub formă de cod care se generează în timpul compilării în funcție de tipurile de variabile. În loc de șabloane, C# are generice. Genericurile nu sunt rezolvate în timpul compilării, ci în timpul executării. Ca atare, șabloanele sunt mai rapide decât genericele. Pe de altă parte, genericele nu necesită memorie suplimentară pentru fiecare nou tip de variabilă.

Comparație de caracteristici

C# vs. C++: care limbă este mai bună?

Când vine vorba de viteză și eficiență a memoriei, C++ este câștigătorul clar. Cu toate acestea, dacă o bibliotecă C# bună este disponibilă, dar nu este disponibilă o astfel de bibliotecă pentru C++, C# ar putea oferi în cele din urmă o soluție mai rapidă, iar implementarea C++ se poate dovedi a fi mai lentă.

Dezvoltarea este de obicei mai rapidă în C#. Dacă aplicația nu realizează sarcini critice în timp, este logic să alegeți limbajul mai ușor și mai puțin predispus la erori.

În mod tradițional, C++ a fost alegerea potrivită pentru un mediu non-Windows, dar asta s-a schimbat odată ce Microsoft a început să încurajeze implementările open-source ale .NET. Același bytecode C# poate rula pe aproape orice platformă, ceea ce îl face limba preferată atunci când vine vorba de simplificarea portabilității.

Datorită reflecției, C# este alegerea mai rezonabilă atunci când se scriu biblioteci care trebuie să accepte apelarea funcțiilor de la distanță sau caracteristici similare care necesită generarea de cod folosind informațiile disponibile în timpul rulării.

Deși ambele limbi acceptă design modular, este mai greu de menținut în C++, care implementează această caracteristică folosind anteturi proiectate în C - o metodă care este acum depășită de abordări mai moderne. Acest lucru are ca rezultat, de obicei, un timp de compilare C++ care este semnificativ mai lung decât timpul de compilare a C# la bytecode.

C++ este un limbaj mai complicat, astfel încât programatorii C++ pot trece mai ușor la C# decât invers. Dar dacă echipa ta conține atât dezvoltatori C++, cât și C#, este posibil să amesteci cele două limbi.

Alegerea limbii potrivite

Dacă aveți nevoie de performanță ridicată, răspunsul este C++ în aproape toate situațiile. „Performanță ridicată” se referă la cod. Dacă utilizați biblioteci ușor disponibile pentru lucrări critice în timp, performanța codului dvs. poate să nu fie un factor decisiv.

Dacă performanța nu este critică, timpul de dezvoltare este ceva de luat în considerare. Dacă puteți începe de la zero, dezvoltarea proiectului în C# este probabil cea mai bună alegere.

Dacă aveți ceva timp de dezvoltare, dar performanța nu este esențială, alegerea depinde de abilitățile dezvoltatorilor disponibili. Rețineți că fluența dezvoltatorilor dvs. poate afecta serios întreținerea codului în viitor. Ori de câte ori este posibil, luați în considerare limba pe care o preferă echipa dvs.