Java和C/C++到底有什么关系?它们有什么区别?

自 2001 年起,TIOBE 编程语言排行榜的三甲位置一直被 Java、C 与 C++ 长期占据。那么这一节就跟大家简单说一说 Java 和 C/C++ 之间的关系和发展历程。

大家知道,编程语言的发展,其实是经过了三个比较大的阶段阶段,那就是汇编语言 –>  面向过程语言 ->面向对象语言

汇编语言由于其难度太大,需要记忆的语句命令过多,但是其对计算机底层的控制和操作能力还是很强大的,由于学习成本太大,效率较低,已经不作为现在计算机系的重点教程了。

C语言可以作为面向过程语言的一种代表,算是一种比较纯正的面向过程语言了。而面向过程的语言也称为结构化程序设计语言,是高级语言的一种。在面向过程程序设计中,问题被看作一系列需要完成的任务,函数则用于完成这些任务,解决问题的焦点集中于函数。所以说C语言的基本单位也是函数

其概念最早由 E.W.Dijikstra 在 1965 年提出,它的主要观点是采用自顶向下、逐步求精的程序设计方法,使用三种基本控制结构构造程序,即任何程序都可由顺序、选择(if-else,switch-default)、循环(for,while,do-while)三种基本控制结构构造。

像C语言这种的面向过程语言的最大的优势就是适合模块化设计。一个程序可以分解为多个函数,通过函数调用过程,使得可以用一条函数调用语句实现函数所完成的复杂运算过程。这种方法使得可以将一个复杂问题的解决过程分解为较为简单的几个子问题的解决过程。

首先通过编写函数用语句描述解决每一个子问题的解决过程的步骤,然后可以用一条函数凋用语句描述解决某个予问题的过程的步骤,最后在一个主程序中用多条函数调用语句描述解决分解为多个子问题的复杂问题的解决过程的步骤。

但是当我们在做研发系统诸如此类的问题时,开始肯定不清楚这个系统完工后的架构是怎么样的,所以说,利用模块化设计的语言,就很难对开发出来的系统进行调整(或者工作量会很大)。在此类诸多问题的压力下,面向对象语言便体现出了其独一无二的优势。

面向对象语言,OOP(Object-Oriented Programming),是一类以对象作为基本程序结构单位的程序设计语言。Java 便就是面向对象编程中的的一种代表性语言。

C 语言 19 世纪 70 年代初问世,1978 年美国电话电报公司(AT&T)贝尔实验室正式发布C语言。
C++ 在 C 基础上,1983 年贝尔实验室推出了 C++。
Java 由 Sun 公司于 1995 年 5 月推出。

其实最早,C++ 相对于C语言的基础上就添加了面向对象和模块的思想,这也可以理解成 C++ 中两个加号的来历。

然而,C++ 在面向对象上做的并不是太好,比如说 C++ 支持多继承,多继承会引发不确定性。C++ 同时支持指针,指针直接对内存底层操作,虽然效率高,危险系数却非常高,比如,一个简单的病毒程序就可以靠指针完成:你通过一个程序的中给指针随机赋值,能够获取到访问不属于本程序执行空间的其他空间的权限,那么这也就是一个计算机病毒。

当然,真正的病毒不可能那么简单,但这是基本特性,所以 Java 在 C++ 的基础上移除了指针,增加了引用,提高了安全性。

Java 是由 C++发展而来的,保留了 C++ 的大部分内容,其编程方式类似于 C++。但 Java 的句法更清晰、规模更小、更易学。Sun 公司曾对多种程序设计语言进行分析研究,取其精华去其糟粕,最终推出了 Java。Java 从根本上解决了 C++ 的固有缺陷,形成了新一代面向对象的程序设计语言。

Java 和 C/C++ 的相似之处多于不同之处,有 C 基础的读者,学习 Java 会更容易。相较而言,Java 的编程环境更为简单。

在 C++ 中,假如你写同样一个程序,在 Java 里面会报错,而在 C++ 语言里面是不会报错的。为什么?因为 C/C++ 语言设计的思想是:你想怎么写程序就怎么写,只要你的这种写法错得不是很离谱,就认为你这么写有特殊的含义,可以通过。但 Java 不行:只要你这么写有歧义,或者说这样写不太好,那么它都会报错。

比如 C++ 中你可以将一个浮点型数据赋给一个整型变量,编译时只会警告,因为会丢失精度,但是在 Java 中这样写就会报错,它在语法上就禁止你这样写。这就是不同的语言对同样一个问题有不同的理解和处理方式。

由于 C++ 中大大小小的问题会导致不安全性,所以就在 C++ 的基础上,取其精华,去其糟粕,便形成了早期的 Java 语言。直到现在,Java 又多了很多新的特性,比如说集合,反射,泛型,Lambda 表达式等等。所以,正因为 C -> C++ -> Java 的发展历史,所以导致了 Java 在一定程度上继承了多数C语言的语法,但又有一定的改变。

以下是我们整理的 Java 和 C/C++ 的 10 条不同之处。
  1. C++ 支持指针,而 Java 没有指针的概念。
  2. C++ 支持多继承,而 Java 不支持多重继承,但允许一个类实现多个接口。
  3. Java 是完全面向对象的语言,并且还取消了 C/C++ 中的结构和联合,使编译程序更加简洁
  4. Java 自动进行无用内存回收操作,不再需要程序员进行手动删除,而 C++ 中必须由程序释放内存资源,这就增加了程序员的负担。
  5. Java 不支持操作符重载,操作符重载则被认为是 C++ 的突出特征。
  6. Java 允许预处理,但不支持预处理器功能,所以为了实现预处理,它提供了引入语句(import),但它与 C++ 预处理器的功能类似。
  7. Java 不支持缺省参数函数,而 C++ 支持 。
  8. C 和 C++ 不支持字符串变量,在 C 和 C++ 程序中使用“Null”终止符代表字符串的结束。在 Java 中字符串是用类对象(String 和 StringBuffer)来实现的
  9. goto 语句是 C 和 C++ 的“遗物”,Java 不提供 goto 语句,虽然 Java 指定 goto 作为关键字,但不支持它的使用,这使程序更简洁易读。
  10. Java 不支持 C++ 中的自动强制类型转换,如果需要,必须由程序显式进行强制类型转换。

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