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C++和Java语言之间的不同可以追溯到它们各自的传统,它们有着不同的设计目标。
不同的开发目标导致C++和Java这两种语言的不同的规则以及设计上的平衡点不同。如下列出不同点:
C++ | Java |
---|---|
除了一些比较少见的情况之外和C语言兼容 | 没有对任何之前的语言向前兼容。但在语法上受C/C++的影响很大 |
一次编写多处编译 | 一次编写多处运行 |
允许过程序程式设计、面向对象程式设计、泛型程式设计、函数式程式设计 | 必须使用面向对象的程式设计方式 |
允许直接调用原生的系统库 | 要通过JNI调用,或者JNA |
能直接使用底层系统接口 | 在一个保护模式下的虚拟机中运行 |
只提供物件的类型和类型名 | 是反射的,允许元编程和运行时的动态生成代码 |
有多种二进制兼容标准(例如:微软和Itanium/GNU) | 一种二进制兼容标准,允许运行时库的正确性检查 |
可选的自动边界检查.(例如:vector 和 string 这两个容器的 at() 方法) | 一般都有做边界检查。HotSpot (java)(Sun 的虚拟机实现)可以去掉边界检查 |
支持原生的无符号数学运算 | 不支持原生的无符号数学运算 |
对所有的数字类型有标准的范围限制,但字节长度是跟实现相关的。标准化的类型可以用 typdef 定义 (uint8_t, ..., uintptr_t) | 在所有平台上对所有的基类型都有标准的范围限制和字节长度 |
支持指针,引用,传值调用 | 基类型总是使用传值调用。物件以可以为空的引用的方式传递(相当于在C++里使用指向 class 或者 struct 参数的指针)。[1]
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显式的存储器管理,但有第三方的框架可以提供垃圾搜集的支持。支持析构函数。 | 自动垃圾搜集(可以手动触发)。没有析构函数的概念,对 finalize() 的使用是不推荐的
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支持类class,结构struct,联合union,可以在堆栈或者堆里为它们动态分配存储器 | 只支持类别,只在堆中为物件分配存储器。Java SE 6在栈为一些物件分配存储器的使用了逃逸分析的优化方法 |
允许显示的覆盖(也叫重写)类型 | 严格的类型安全,除了变宽的类型转换。Java 1.5开始支持自动类型包装和解包装(Autoboxing/Unboxing) |
C++函数库包括:语言支持,诊断工具,常用工具,字符串,本地化,容器,算法,迭代器,数值,输入/输出,C函数库。Boost库提供了更多的功能,包括线程和网络I/O。用户必须在一大堆(大部分互相不兼容)第三方GUI或者其他功能库中进行选择 | 函数库在每次 Java 发布新版本的时候都会更新并增强功能。1.6版本支持:本地化,日志系统,容器和迭代器,算法,GUI 程式设计(但没有用到系统的GUI),图形,多线程,网络,平台安全,自省机制,动态类别加载,阻塞和非阻塞的I/O,对于XML、XSLT、MIDI也提供了相关接口或者支持类别,数据库,命名服务(例如 LDAP),密码学,安全服务(例如 Kerberos),打印服务,WEB 服务。SWT 提供了一个系统相关的GUI的抽象 |
大部分运算符可以运算符重载 | 运算符的意义一般来说是不可变的,例外是+ 和+= 运算符被字符串重载了
|
完全的多重继承,包括虚拟继承 | 类别只允许单继承,需要多继承的情况要使用接口 |
支持编译期模板 | 泛型被用来达到和C++模板类似的效果,但由于类型消除它们不能在编译期间从代码被编译成字节码 |
支持函数指针,函数物件,lambda(C++11)和接口 | 没有函数指针机制。替代的概念是接口,Adapter 和 Listener也是被广泛使用的 |
没有标准的代码内嵌文档机制。不过有第三方的软件(例如 Doxygen) | Javadoc 标准文档生成系统 |
const 关键字用来定义不可改变的常量和成员函数
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final 提供了一个限制版本的 const ,等价于 type* const 的物件指针或者 const 的基类型数据。没有 const 成员函数,也没有const type* 指针的等价物
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支持 goto 语句
|
支持循环标签(label)和语句块 |
原始码可以写成平台无关的(可以被 Windows、BSD、Linux、Mac OS X、Solaris 等编译,不用修改),也可以写成利用平台特有的特性。通常被编译成原生的机器代码 | 被编译成Java虚拟机的字节码。和Java平台相关,但是原始码一般来说是不依赖操作系统特有的特性的 |
C++ 是一门强大的语言,设计用在系统程式设计方面。Java语言是设计成简单易用易学习,并有一个强大的跨平台的库。Java函数库对一个函数库来说相当的大。但Java并不会提供所在平台的所有特性和接口。C++函数库简单健壮,提供容器和关系数组的支持。[2]
Foo<1>(3);
,如果 Foo 是一个变量,那么它是一个比较的表达式,但如果 Foo 是一个类范本的名字,那么它会创建一个物件。C++ | Java |
---|---|
class Foo { // 定义 Foo 类
public:
int x; // 成员变量
Foo(): x(0) { // Foo 的构造函数
} // 初始化 x
int bar(int i) { // 成员函数 bar()
return 3*i + x;
}
};
|
class Foo { // 定义 Foo类
public int x = 0; // 成员变量,
// 以及其值的初始化
public Foo() { // Foo的 构造函数
}
public int bar(int i) {// 成员方法 bar()
return 3*i + x;
}
}
|
Foo a;
// 定义 a 为一个 Foo 类的对象,
// 使用其缺省的构造函数
// 如果你想要用其他的构造函数,
// 你可以用 "Foo a(args);"
|
Foo a;
// 定义 a 为一个 Foo 类的对象的引用
a = new Foo();
// 使用缺省的构造函数初始化
// 如果你想要用其他的构造函数,
// 你可以用 "Foo a = new Foo(args);"
|
Foo b = a;
// 拷贝 a 的內容到一个新的 Foo 类的变量 b 当中;
// 另一种可以选择的語法是 "Foo b(a)" 或者 "Foo b{a}"
|
Foo b = a.clone();
// 拷贝所有a这个实例的成员到b,当且仅当,
// Foo 实现了一个 public 的 clone() 方法,
// 并且 clone() 返回一个新的这个对象的拷贝
|
a.x = 5; // 修改 a 對象
|
a.x = 5; // 修改 a 對象
|
cout << b.x << endl;
// 輸出 0,因為 b 和 a 是兩個物件
|
System.out.println(b.x);
// 輸出 0,因為 b 和 a 是兩個物件
|
Foo *c;
// 定義 c 為指向一個 Foo 類物件的指標(初始值是
// 未定義的;可能指向任何地方)
|
Foo c;
// 定義 c 為一個指向 Foo 物件的指標
// (如果 c 是一個類的成員,那麼初始值為空;
// 如果 c 是一個區域變數那麼你在使用之前必須
// 對它進行初始化)
|
c = new Foo();
// 將 c 綁定為一個新的 Foo 物件的引用
|
c = new Foo();
// 將 c 綁定為一個新的 Foo 物件的引用
|
Foo *d = c;
// 將 d 綁定為和 c 同一個對象的引用
|
Foo d = c;
// 將 d 綁定為和 c 同一個對象的引用
|
c->x = 5;
// 修改 c 指向的對象
|
c.x = 5;
// 修改 c 指向的對象
|
a.bar(5); // 對 a 調用 Foo::bar()
c->bar(5); // 對 *c 調用 Foo::bar()
|
a.bar(5); // 對 a 調用 Foo.bar()
c.bar(5); // 對 c 調用 Foo.bar()
|
cout << d->x << endl;
// 輸出 5,因為 d 引用的物件和 c 一樣
|
System.out.println(d.x);
// 輸出 5,因為 d 引用的物件和 c 一樣
|
C++ | Java |
---|---|
const Foo *a; // 你不能通過 a 修改 a 指向的對象
|
final Foo a; // 你可以通過 a 修改 a 指向的物件
|
a = new Foo();
|
a = new Foo(); // 只能在構造函數裡
|
a->x = 5;
// 非法
|
a.x = 5;
// 合法, 你仍然可以修改這個物件
|
Foo *const b = new Foo();
// 你可以定義一個 "const" 指標
|
final Foo b = new Foo();
// 你可以定義一個 "final" 引用
|
b = new Foo();
// 非法, 你不能對它再次綁定
|
b = new Foo();
// 非法, 你不能對它再次綁定
|
b->x = 5;
// 合法,你還是可以修改這個物件
|
b.x = 5;
// 合法,你還是可以修改這個物件
|
if
、while
和 for
里的退出条件)预期的都是一个布尔表达式,但 if(a = 5)
这样的代码在 Java 里会导致编译错误,因为没有从整型到布尔的隐式变窄转换。如果代码是 if(a == 5)
的输错的情况那么是很方便发现这个错误的。而目前的 C++ 编译器一般来说只会针对这种情况产生一个警告。+
" 和 "+=
" 操作符,在字符串里重载为连接字符串。synchronized
这个 Java 的关键字为了支持多线程应用提供了简单而安全的的互斥锁,但同步(synchronized)区只能用 LIFO 的顺序离开。Java 也为更高阶的多线程同步提供了健壮而复杂的库。在 C++ 里没有专门为多线程定义的内存模型;但第三方库提供了和 Java 差不多的功能;不过这些 C++ 库之间差异较大,一致性不好。final
关键字使之声明为非虚的。java.lang.Enum<E>
扩展而来),象其他的类一样可以定义构造函数,数据成员及方法。C++ 和 Java 都提供泛型编程的能力,分别是模板 和 泛型(Generics in Java). 虽然它们被创造用来解决类似的问题,有类似的语法,但实际上很不一样.
C++ 模板 | Java 泛型 |
---|---|
类和函数都可以使用模板. | 类和方法都可以使用泛型. |
参数可以是任意类型或者整型. | 参数只能是能被引用的类型(非基本类型). |
在编译的时候对于每种类型生成类或者函数的拷贝. | 对于所有类型的参数,只有一个版本的类或者函数生成. |
同一个类用不同类型生成的对象在运行期也是不同类型的 | 编译完成以后类型参数的类型是被消除的;同一个类用不同类型参数生成的对象在运行期是相同类型的. |
想要用到模板类或者函数的实现代码的话必须 include 它(只是声明是不够的). | 有一个编译好的类文件里的类或者函数的签名就足以使用泛型了 |
模板可以被具体化 -- 可以为某个特定的模板参数提供单独的实现. | 泛型不能被具体化. |
模板参数可以有缺省参数(default argument)(只针对对于模板类,模板函数是没有此特性的). | 泛型类参数无法拥有缺省参数. |
不支持万用字元. 返回的类型经常是嵌套的 typedef 形式的. | 如果只用一次,那么支持万用字元作为类型参数. |
不直接支持设置类型参数的边界(即,不允许说明类型参数必须为某个类型的子类/父类),但超编程提供了这个特性[6] | 支持类型参数边界,分别以 "extends" 和 "super" 来定义上界和下界;同时允许定义类型参数之间的继承关系 |
允许生成有参模板的类的实例(如 foo = new Foo<T>, T 为参数) | 不允许生成有参模板类的实例(除非使用反射) |
泛型类的类型参数无法用在 static 方法和变量上. | |
static 变量不在在不同的类型参数生成的类之间共享. | static 变量在不同类型参数生成的类的对象之间是共享的. |
泛型类和函数在声明时不强制类参数的类限制. 使用错误的类参数会导致模板代码"不工作". 值得注意的是,如果使用了错误的参数,则错误资讯将出现在定义模板的代码处(而非调用模板的代码处), 说明 "不支持以该类型作为参数来实例化模板". 这种错误资讯往往难以帮助人们找出真正的问题所在(编程时究竟使用了何种 "错误的" 参数). 因此,模板类或者函数的正确使用更依赖于正确的文档. 超编程以额外的代价提供了这些特性. | 泛型类和函数在声明的时候强制了类参数的类限制(Generic classes and functions can enforce type relationships for type parameters in their declaration). 使用一个错误的参数会在使用它的时候导致一个类错误. 在泛型代码里操作和参数化类型只能按声明的时候保证安全的方式来使用. 这用失去弹性的代价来换取好得多的类型方面的安全性. |
模板是图灵完全的(参见 模板超编程). | 泛型不是图灵完全的. |
(a/b)*b + (a%b) == a
. C++ 版本有时候会更快,因为它允许直接使用处理器的截断方式.想运行一个编译好的 Java 程序,电脑上要运行JVM;而编译好的 C++ 程序不需要额外的应用。比较早期的 Java 版本在性能上比静态编译的语言如 C++ 差得很多,这是因为用 C++ 是直接编译成一些机器指令,而当 Java 编译成字节码以后用 JVM 解释执行的时候又牵涉了不少额外的机器指令。 例如:
Java/C++ 语句 | C++ 生成的代码 (x86) | Java 生成的字节码 |
---|---|---|
vector[i]++; | mov edx,[ebp+4h] mov eax,[ebp+1Ch] |
aload_1 iload_2 |
C++ 在大部分的情况下都比 Java 要快,[7] 有几个数值方面的基准测试的研究争辩说 Java 在某些情况下可能会比 C++ 的性能好得多。[8][9][10] 但有人说数值方面的基准测试对于语言的评估是不合适的,因为编译器都可以做相关的优化,甚至可能将被测试的代码彻底删除。[11][12][13] 如果涉及到一个真正现实应用的程序,Java 会因为很多原因导致性能变差:[14][15][16]
有人争论说,和 Java 相比 C++也有很多劣势:
此外,有争议的是,花在更复杂的 C++ 代码上的 debug 时间太多,用 Java 开发完全可以把这些时间用来优化 Java 代码。当然对于一个给定的程序来说两种语言能优化到什么程度也是一方面。最后,对于处理器负担很重的情况,例如视频渲染,C++ 能直接访问硬件,在同样一个硬件规格下 C++ 总是会比 Java 的表现好很多。
C++不是任何一个公司或者组织的商标,不被任何个人拥有。[21]Java原是Sun的商标,现在由甲骨文公司拥有。[22]
C++语言由 ISO/IEC 14882 定义,是一个ISO标准,由 ISO/IEC JTC1/SC22/WG21 委员会发布。Java语言由 Java Language Specification 定义,这是一本Sun公司(已被甲骨文收购)出版的书。[23]
两者的对象访问格式也不一样。
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