C# ve C++: Çekirdekte Neler Var?

Hızlı tempolu ve gelişen yazılım mühendisliği dünyasında, farklı programlama dilleri sektördeki yerlerini kazanmak için yarışıyor. Bununla birlikte, farklı diller farklı paradigmalar kullanır ve uzun artı ve eksi listelerine sahip olma eğilimindedir ve bunlar arasında doğrudan karşılaştırmalar zorlayıcı ve sonuçsuz hale gelir.

Yine de bazı diller benzer sözdizimine ve odaklanmaya sahiptir, bu nedenle bunları yan yana karşılaştırmak mantıklıdır. Bu yazıda, C++ ve C# arasındaki farkı inceliyor ve bu üretken programlama dillerini karşılaştırıyoruz.

C# ve C++'ın Kısa Tarihi

1970'lerde Danimarkalı bilgisayar bilimcisi Bjarne Stroustrup doktora tezi üzerinde çalışırken, ilk nesne yönelimli programlama dili olan Simula'yı kullanmak istedi. Ancak Simula çok yavaş olduğunu kanıtladı ve bu nedenle Stroustrup, en hızlı programlama dili olan C'yi kullanmaya karar verdi - ve bazıları hala öyle olduğunu söylüyor.

Simula ile olan deneyiminden sonra Stroustrup, C'ye dayalı nesne yönelimli bir dil geliştirmeye başladı ve 1985'te C++ halka açıldı.

C++'ı "C'ye mümkün olduğunca yakın, ancak daha yakın değil" yapmaya karar verdi, bu da benimsemenin bir engel olmayacağı anlamına geliyordu. Tüm C kitaplıkları otomatik olarak kullanıma hazır olduğundan, birçok üst düzey C geliştiricisi, mevcut bilgilerinin üzerine inşa ederek C++'a geçebildi.

Ne yazık ki, her iki dil de dik öğrenme eğrileri gerektirdiğinden ve ustalaşması zor olduğundan, deneyimsiz geliştiriciler için kodlamayı bir meydan okuma haline getirdiğinden, C'ye doğuştan gelen benzerlik de C++'ın en zayıf noktalarından biriydi.

Sun Microsystems'in 90'ların ortalarında Java'yı yaratma kararının arkasındaki temel nedenlerden biri buydu. Java, C++'a benzer bir sözdizimine sahipti, ancak dil yapılarını basitleştirdi ve kasıtsız hata olasılığını azalttı. James Gosling tarafından yönetilen Java ekibi, bunu esas olarak C ile geriye dönük uyumluluğu bırakarak başardı.

2002'de Microsoft, C#'ı Java'ya doğrudan rakip olarak yayınladı. Alternatif bir dil olarak C#, Java ile bazı sözdizimlerini paylaşır ancak daha fazla özelliğe sahiptir. Hem C# hem de C++, piyasaya sürüldüklerinden bu yana önemli ölçüde iyileştirildi.

Uyarılı Nesne Yönelimli Programlama Dilleri

C++ ortaya çıktığında, programlama dillerinin çoğu prosedür odaklıydı.

Prosedürel programlama dillerinde, bir program prosedür adı verilen daha küçük birimlerde düzenlenir. Her prosedür, daha sonra daha büyük bir birimde kullanılan (dan çağrılan) bazı ortak eylemlere karşılık gelir.

Nesne yönelimli dillerde prosedürler, üzerinde gerçekleştirildikleri nesneler etrafında gruplanır. Bir nesne, bir durumu tutan mantıksal bir birimdir.

C# tamamen nesne yönelimli bir dildir, C++ ise prosedürel ve nesne yönelimli kodu karıştırabilen bir dildir.

C# ve C++ Arasındaki Benzerlikler

Her iki dil de nesne yönelimli ve C'ye dayalıdır. Ayrıca, C#, onları oldukça benzer kılan C++'a dayanmaktadır. Her iki dilde de akıcı olmayanlar, koda bakarak kolayca birini diğeriyle karıştırabilirler.

Her iki dilde de nesne yönelimli dillerde yaygın olarak bulunan özellikler bulunur:

• kapsülleme. Kod, sınıf adı verilen mantıksal gruplar halinde düzenlenir.
• Veri gizleme. Veri ve kodun bölümleri özeldir, yani bunlara yalnızca bir sınıf içinden erişilebilir.
• Miras. Paylaşılan sınıf işlevselliği, türetilmiş sınıflar tarafından devralınan ortak bir sınıfta düzenlenebilir ve bu nedenle kod tekrarından kaçınılabilir.
• polimorfizm. Kod, temel sınıfın bir nesnesini etkileyebilir ancak farklı türetilmiş sınıflar için farklı davranır.

C# ve C++ Arasındaki Farklar

C++'ın bazı güçlü özelliklerini anlamak zordur ve programlama hatalarına neden olabilir. Bu özellikler Java'da ve ardından C#'da kasıtlı olarak çıkarılmıştır:

• Çoklu kalıtım. Türetilmiş sınıflar, birden çok temel sınıfı devralır. Bu özellik yerine, C# uygulaması olmayan temel sınıfları tanıttı. Bu tür sınıflara C#'da arabirimler denir.
• İşaretçiler. İşaretçiler C#'da kullanılabilirken, işaretçileri kullanan kodun "güvenli değil" olarak işaretlenmesi gerekir. Bu uygulama kesinlikle önerilmez ve bunun yerine referanslar kullanılır.
• Hassasiyet kaybı. C#, örtük tür dönüştürmeyle kesinlik kaybına izin vermez. Kesinlik kaybolmak üzereyse, açık dönüştürme gereklidir.

Bellek yönetimi

C# ve C++ arasındaki belki de en önemli fark bellek yönetimidir.

C'de, dinamik bellek (yani bellek tahsisi önceden bilinmemektedir) malloc işlevi kullanılarak tahsis edilir ve free kullanılarak free bırakılır. Programcıların belleği manuel olarak yönetmeleri bekleniyordu. Sonuç olarak, bellek sızıntıları C kodunda yaygın hatalardı.

Bellek yarı otomatik olarak yönetildiği için C++'da bellek yönetimi geliştirildi. “Akıllı işaretçiler” olarak adlandırılan nesneler, programcıların belleği manuel olarak yeniden tahsis etmek zorunda kalmamaları için kullanılabilir. Ancak, akıllı işaretçilerin bellek sızıntılarını önlemek için yetersiz olduğu bazı uç durumlar (dairesel referanslar) vardır.

C#, artık kullanılmayan belleği otomatik olarak serbest bırakan bir çöp toplayıcı (GC) kullanır. Bu ideal gibi görünse de, bazen GC, bellek dışında sistem kaynaklarını tutan bir nesnenin (örneğin, dosya tanıtıcıları veya TCP bağlantıları) serbest bırakılmasını zorlaştırır. Bu durumda, "kaynak sızıntısı" olarak bilinen bir fenomen meydana gelebilir ve programcı, kaynakları tutan nesneyi manuel olarak serbest bırakmak zorundadır. Bu nadir durumlarda, C#'daki nesnelerin yok edilmesi deterministik olmadığı için C#'daki ayırma işlemi C++'a göre daha karmaşık hale gelir.

Derleme: İkili Dosyalar ve Bayt Kodu

C++ hemen makine ikili koduna derlenir. C#, daha sonra .NET tarafından makine ikili kodunda derlenen bayt kodunda derlenir. (Önceden “.NET Core”, .NET, Microsoft'un orijinal .NET çerçevesi için modern, çapraz platform alternatifidir.)

C++, bu farklı derleme yaklaşımlarında bir performans avantajına sahip olsa da, C#, çalışma zamanında toplanan bilgilerle nesne somutlaştırmayı ve yöntem çağırmayı sağlayan "yansıma" adı verilen güçlü bir özelliğe sahiptir. Örneğin, derleme sırasında bu yöntem mevcut olmasa da, bir yöntem adıyla çağrılabilir. C++, hemen derlendiği için tanım gereği yansımaya sahip olamaz. C++ bunun yerine çalışma zamanı türü bilgisine (RTTI) sahiptir. Bu, yalnızca sanal işlevlere sahip türler için kullanıldığından çok daha az güçlü bir özelliktir.

C++ ayrıca değişken türlerine bağlı olarak derleme zamanında oluşturulan kod biçiminde şablonlara sahiptir. C#, şablonlar yerine jeneriklere sahiptir. Jenerikler derleme zamanında değil, çalışma zamanında çözülür. Bu nedenle, şablonlar jeneriklerden daha hızlıdır. Öte yandan, jenerikler her yeni değişken türü için ek bellek gerektirmez.

Özellik Karşılaştırması

C# ve C++: Hangi Dil Daha İyi?

Hız ve bellek verimliliği söz konusu olduğunda, C++ açık ara kazanandır. Ancak, iyi bir C# kitaplığı hazırsa ve C++ için böyle bir kitaplık yoksa, C# sonuçta daha hızlı bir çözüm sağlayabilir ve C++ uygulaması daha yavaş olabilir.

Geliştirme genellikle C#'ta daha hızlıdır. Uygulama zaman açısından kritik görevler gerçekleştirmiyorsa, daha kolay ve daha az hataya açık dili seçmek mantıklıdır.

Geleneksel olarak, Windows olmayan bir ortam için C++ doğru seçimdi, ancak Microsoft .NET'in açık kaynaklı uygulamalarını teşvik etmeye başladığında bu durum değişti. Aynı C# bayt kodu hemen hemen her platformda çalışabilir, bu da onu taşınabilirliği basitleştirme söz konusu olduğunda tercih edilen dil haline getirir.

Yansıma nedeniyle, çalışma zamanında mevcut bilgileri kullanarak kod oluşturmayı gerektiren uzaktan işlev çağrısını veya benzer özellikleri desteklemesi gereken kitaplıklar yazarken C# daha makul bir seçimdir.

Her iki dil de modüler tasarımı desteklese de, bu özelliği C'de tasarlanan başlıkları kullanarak uygulayan C++'da bakımı daha zordur; bu yöntem artık daha modern yaklaşımların ötesine geçmiştir. Bu genellikle, C#'ın bayt koduna derleme süresinden önemli ölçüde daha uzun olan bir C++ derleme süresiyle sonuçlanır.

C++ daha karmaşık bir dildir, bu nedenle C++ programcıları, tersinden daha kolay C#'a geçebilir. Ancak ekibiniz hem C++ hem de C# geliştiricileri içeriyorsa, iki dili karıştırmak mümkündür.

Doğru Dili Seçmek

Yüksek performansa ihtiyacınız varsa, hemen hemen her durumda cevap C++'tır. “Yüksek performans” kodu ifade eder. Zaman açısından kritik işler için hazır kitaplıklar kullanıyorsanız, kodunuzun performansı belirleyici bir faktör olmayabilir.

Performans kritik değilse, geliştirme süresi dikkate alınması gereken bir şeydir. Sıfırdan başlayabiliyorsanız, projenizi C# ile geliştirmek muhtemelen daha iyi bir seçimdir.

Geliştirmek için biraz zamanınız varsa ancak performans kritik değilse, seçim mevcut geliştiricilerin becerilerine bağlıdır. Geliştiricilerinizin akıcılığının gelecekteki kod bakımını ciddi şekilde etkileyebileceğini unutmayın. Mümkün olduğunda, ekibinizin tercih ettiği dili düşünün.