无数文章比较了c++和Java的技术特性, 但哪些差异是最需要考虑的? 当比较显示, 例如, Java不支持多重继承，而c++支持, 这是什么意思?? 这是一件好事吗? 有些人认为这是Java的优势，而其他人则认为这是一个问题.

让我们探讨一下开发人员应该选择c++的情况, Java, 或者是另一种语言, 更重要的是, 为什么 决定很重要.

检查基础:语言构建和生态系统

c++于1985年作为C编译器的前端发布，类似于TypeScript编译成JavaScript的方式. 现代 C++ 编译器 通常编译为本机机器码. 尽管有些人声称c++的编译器降低了它的可移植性, 它们确实需要为新的目标架构进行重建, c++代码几乎可以在所有处理器平台上运行.

Java于1995年首次发布，它不能直接构建到本机代码. 而不是, Java构建字节码, 在Java虚拟机(JVM)上运行的中间二进制表示. 换句话说，Java编译器的输出需要特定于平台的本机可执行文件才能运行.

c++和Java都属于类C语言家族, 因为它们的语法与C语言相似. 最显著的区别是它们的生态系统:c++可以无缝地调用基于C或c++的库, 或者操作系统的API, Java最适合基于Java的库. 类来访问Java中的C库 Java本机接口 (JNI) API，但它容易出错，并且需要一些C或c++代码. c++还比Java更容易与硬件交互，因为c++是一种低级语言.

详细的权衡:泛型、内存等等

我们可以从多个角度比较c++和Java. 在某些情况下，c++和Java之间的选择是很明确的. 原生Android应用通常应该使用Java，除非它是一款游戏. Most game developers should opt for C++ or another language for the smoothest possible real-time animation; Java’s memory management often causes lag during gameplay.

非游戏的跨平台应用不在此讨论范围之内. 在这种情况下，c++和Java都不是理想的选择，因为它们对于高效的GUI开发来说过于冗长. 对于高性能应用程序, 最好创建c++模块来完成繁重的工作, 并为GUI使用更高效的开发人员语言.

非游戏的跨平台应用不在此讨论范围之内. 在这种情况下，c++和Java都不是理想的选择，因为它们对于高效的GUI开发来说过于冗长.

推特

对于一些项目，选择可能并不明确，所以让我们进一步比较:

除了表中比较的特征, 我们还将关注面向对象编程(OOP)特性，如多重继承, 泛型/模板, 和反射. 注意，这两种语言都支持OOP: Java强制这样做, 而c++支持OOP以及全局函数和静态数据.

多重继承

在OOP中，继承是指子类从父类继承属性和方法. 一个标准的例子是a 矩形 类继承自更泛型的 形状 类:

//注意，我们在一个c++文件中
类形状 {
    / /位置
    Int x, y;
  公众:
    //子类必须重写这个纯虚函数
    虚拟虚空draw() = 0;
};
 
类矩形:公共形状{
    //宽度和高度
    Int w, h;
  公众:
    空白画();
};

多重继承是指子类从多个父类继承. 下面是一个例子 矩形 和 形状 类和额外的 可点击的 类:

//不推荐
类形状 {...};
类矩形:公共形状{...};
 
类可点击的 {
    int xClick, yClick;
  公众:
    虚拟void click() = 0;
};
 
类可点击的矩形:公共矩形，公共可点击的 {
    无效点击();
};

在这种情况下，我们有两个基本类型: 形状 的基本类型 矩形), 可点击的. 可点击的矩形 从两者继承以组成两个对象类型.

C++ supports multiple inheritance; Java does not. 多重继承在某些极端情况下很有用，例如:

• 创建高级领域特定语言(DSL).
• 在编译时执行复杂的计算.
• 以Java中根本不可能的方式改进项目类型安全.

但是，通常不鼓励使用多重继承. 它可能会使代码复杂化并影响性能，除非与模板元编程结合使用——最好只使用模板元编程 最有经验的c++程序员.

泛型和模板

使用任何数据类型的类的泛型版本对于代码重用是实用的. 两种语言都提供这种支持——java通过泛型提供, c++通过模板——但是c++模板的灵活性可以使高级编程更安全、更健壮. 每次在模板中使用不同的类型时，c++编译器都会创建新的自定义类或函数. 此外, c++模板可以根据顶层函数的参数类型调用自定义函数, 允许特定的数据类型具有专门的代码. 这叫做 模板特殊化. Java没有类似的特性.

与此形成鲜明对比的是, 使用泛型时, Java编译器通过称为类型擦除的过程创建没有类型的一般对象. Java在编译期间执行类型检查, 但是程序员不能根据泛型类或方法的类型参数修改其行为. 为了更好地理解这一点，让我们看一个通用的快速示例 std::字符串 格式(std::字符串 fmt, T1 item1, T2 第二条) 使用模板的函数， template，从我创建的c++库:

std::字符串 firstParameter = "字符串";
int secondParameter = 123;
//将打印输出设置为8个字符宽的字符串和十六进制值
格式("%8s %x"， firstParameter, secondParameter);
//将打印输出格式化为两个8字符宽的字符串
格式("%8s %8s"， firstParameter, secondParameter);

c++会生成 格式 函数作为 Std::字符串格式(Std::字符串 fmt, Std::字符串 item1, int 第二条)，而Java将在没有特定的 字符串 和 int 对象类型 item1 和 第二条. 在本例中，c++模板知道最后一个传入形参是an int 因此可以执行必要的 std:: to_字符串 第二种转换 格式 呼叫. 没有模板，一个c++ printf 语句尝试像第二个语句一样将数字打印为字符串 格式 调用将具有未定义的行为，并可能使应用程序崩溃或打印垃圾. Java函数在第一个函数中只能将数字视为字符串 格式 调用并不直接将其格式化为十六进制整数. 这是一个微不足道的例子, 但它展示了c++选择专用模板来处理任意类对象而不修改其类或对象的能力 格式 函数. 我们可以在Java中使用反射而不是泛型正确地生成输出, 尽管这种方法的可扩展性较差，而且更容易出错.

反射

在Java中, 可以(在运行时)找出结构细节，例如在类或类类型中哪些成员可用. 这种特性称为反射, 大概是因为这就像拿着一面镜子对着物体看里面是什么. (更多信息可以在Oracle的 反映文档.)

c++没有完整的反射，但是现代c++提供了 运行时类型信息 (RTTI). RTTI允许对特定对象类型进行运行时检测, 尽管它不能像对象的成员那样访问信息.

内存管理

c++和Java之间的另一个关键区别是内存管理, 主要有两种方法: manual, where developers must keep track of 和 release memory manually; 和 自动的，软件跟踪哪些对象仍在使用，以回收未使用的内存. 在Java中，一个示例是 垃圾收集.

Java需要垃圾回收内存, 提供比手动方法更容易的内存管理，并消除通常会导致安全漏洞的内存释放错误. c++本身不提供自动内存管理, 但是它确实支持一种叫做 智能指针. 智能指针使用引用计数，如果正确使用，它是安全和高性能的. c++还提供了析构函数，用于在对象销毁时清理或释放资源.

Java只提供堆分配，而c++同时支持堆分配(使用 新 和 删除 还是老一点的C malloc 函数)和堆栈分配. 堆栈分配可能比堆分配更快、更安全，因为堆栈是线性数据结构，而堆是基于树的, 因此，堆栈内存的分配和释放要简单得多.

c++与堆栈分配相关的另一个优点是一种称为资源获取即初始化(RAII)的编程技术。. In RAII, resources such as references tie to the life cycle of their controlling object; the resources will be destroyed at the end of that object’s life cycle. RAII是c++智能指针在没有手动解引用的情况下工作的方式——在函数顶部引用的智能指针在退出函数时自动解引用. 如果这是对智能指针的最后一次引用，所连接的内存也会被释放. 尽管Java提供了类似的模式， 这会更尴尬 而不是c++的RAII，特别是当您需要在同一代码块中创建多个资源时.

运行时性能

Java具有可靠的运行时性能, 但是c++仍然是最好的，因为对于实际应用程序来说，手动内存管理比垃圾收集要快. 虽然Java在某些特殊情况下可以胜过c++，因为 JIT编译， c++赢得了大多数重要案例.

特别是, 与c++对堆分配的减少使用相比，Java的标准内存库的分配会使垃圾收集器过度工作. 然而, Java仍然相对较快，应该是可以接受的，除非延迟是最主要的问题——例如, 在具有实时限制的游戏或应用中.

构建和包管理

Java在性能上的不足，在易用性上得到了弥补. 影响开发人员效率的一个组件是构建和包管理——我们如何构建项目并将外部依赖项引入应用程序. 在Java中，有一个工具叫做 Maven 将此过程简化为几个简单的步骤，并集成了许多ide，例如 IntelliJ IDEA.

然而，在c++中，不存在标准化的包存储库. 在应用程序中构建c++代码甚至没有标准化的方法:一些开发人员更喜欢Visual Studio, 而其他人则使用CMake或其他自定义工具集. 进一步增加了复杂性, 某些商业c++库是二进制格式的, 并且没有一致的方法将这些库集成到构建过程中. 此外, 构建设置或编译器版本的变化可能会导致二进制库无法正常工作.

Beginner-friendliness

构建和包管理的摩擦并不是c++远不如Java对初学者友好的唯一原因. 程序员可能很难安全地调试和使用c++，除非他们熟悉C, 汇编语言, 或者是计算机的低级工作. 把c++想象成一个强大的工具:它可以完成很多工作，但如果滥用它是危险的.

Java前面提到的内存管理方法也使其比c++更易于访问. Java程序员 不必担心释放对象内存，因为语言会自动处理这个问题.

决策时间:c++或Java?

既然我们已经深入探讨了c++和Java之间的差异, 我们回到最初的问题:c++还是Java? 即使对这两种语言有深入的了解，也没有一个放之四海而皆准的答案.

不熟悉低级编程概念的软件工程师在限制在c++或Java之间选择时，最好选择Java, 除了像游戏这样的实时环境. 另一方面，希望扩展视野的开发人员可以通过选择c++学到更多.

然而，c++和Java之间的技术差异可能只是决定的一个小因素. 某些类型的产品需要特殊的选择. 如果你还不确定, 您可以参考流程图，但请记住，它最终可能会指向第三种语言.