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C和CPP的區別 & C++，Java and Python的區別
今天在論壇上看到兩個學神討論C++的優劣性引申出來的各種問題，深深感覺自己差距很大，現就部分問題做個小的總結。
C和CPP的區別：
1. C沒有bool類型。布爾類型是int。0是假，非0是真。
2. C裏字符常量（如'a'、'\n'、'\0'等）是int型，而C++裏是char型。但這不影響使用。
3. 沒有引用類型的變量，一般使用指針。函數的參數也不能是引用類型，想要副作用請用指針。
4. 沒有模版。可以用宏代替。但是C99開始支持inline，用法和C++一樣。 （C99 is an informal name of ISO/IEC 9899:1999, a past version of the C programming language standard）
5. 結構的類型是struct xxx，而不是xxx。如果你定義struct foo {int bar}; 那麼你應該用sruct foo foo1;來創建變量foo1，而不是用C++的語法foo foo1;。如果願意，你可以typedef一下。typedef struct foo foo_t; foo_t foo1;。
6. 沒有運行時類型機製，沒有typeinfo，沒有dynamic_cast。你自己知道對象是什麼類型
你可以把類型編碼到對象裏麵。
一般用tagged union思路：struct Value {int tag; union {int i; double d;} val;};，自己用tag標記是什麼類型。
也可以將一個公共的struct作為頭；struct Animal {int kind}; struct Cat { struct Animal header; int extra_field;};
7. 沒有麵向對象編程。你需要自己實現多態。一般用函數指針。struct Animal {void (*speak)();}; 或者讓對象指向一個虛函數表，避免每個對象裏存大量的指針，但每次調用虛函數都會多一次內存訪問。struct AnimalFuncs { void (*speak)()} cat_funcs, dog_funcs; struct Animal { struct AnimalFuncs funcs;};
struct Cat { struct Animal header; } cat1; ((struct Animal*)(&cat1))->funcs = cat_funcs; 所以，調用一次虛函數要訪問多少次內存，你永遠知道。
8. 沒有namespace，你要自己在函數前麵加前綴，以避免衝突。
＊想一想，如果C++使用了namespace，那麼編譯出來的可執行文件裏，符號表（函數名對應函數位置的表）中某個函數的名字應該怎麼寫（這可是關係到鏈接的時候能不能找到這個函數哦）？可能不同的namespace裏有重名的函數，同一個也有重載的同名函數。就是這個簡單的“符號表怎麼寫”的問題就夠c++程序員折騰的。［二進製兼容性問題，C++的硬傷］
*二進製兼容性 Application Binary Interface Transition(ABI Transition), 簡單的說就是當程序已經編譯完成產生了一個二進製文件，編譯過程中依賴的某些頭文件或者庫文件，當這些文件發生更新升級時，二進製還能否正常運行？這裏指的是動態庫連接的二進製文件。
9. 沒有string庫，但是有string.h提供了字符串基本操作，你能想象到的幾乎都有。C習慣用char型數組表示字符串，字符串以'\0'結尾。像其它函數傳參數的時候，一般傳指針，而不是拷貝字符串本身。如果你堅持要拷貝，請用strdup，並用free()回收內存。
10. 沒有iostream庫，但有stdio.h。輸出可以用printf，輸入用scanf。文件操作用fopen,fread,fwrite,fclose,fseek,ftell,feof等，也有fprintf和fscanf。cout對應全局變量stdout，cin對應全局變量stdin，cerr對應stderr。你也可以直接用操作係統提供的open, read, write, close等調用。
11. 沒有new和delete。你可以使用malloc和free。它們在stdlib.h中。同樣，小心內存碎片。
12. 沒有stl。但是如果你用C，大概說明你需要自己設計適合自己的應用的簡單、專用而高效的數據結構。如果你用到了極其複雜的數據結構，說明你應該使用別的編程語言。
p.s. Linux內核裏的環形鏈表和紅黑樹實現不錯。但是試試b-tree會不會更快。
13. 你可以使用大量的第三方庫和係統調用來彌補C語言標準庫小的缺憾。正則表達式、網絡、圖形界麵、數據庫、國際化什麼的都有。但是留意：有可能你需要換一個語言。不是所有的事都適合C做。畢竟C的定位是係統編程語言。
C++,Java and Python
1. 都是編程語言
2. 都是圖靈完備的編程語言
3. 都是命令式語言
4. 都是麵向對象的語言
5. 都是靜態類型語言
6. 都有大量的實際項目使用這兩種語言
7. 都對學術界和工業界產生了巨大的影響
類型係統
8. 都是靜態類型語言。每個變量都有一個編譯時就知道的類型。
* 與之相反，Python是動態類型語言，變量都是引用，變量沒有類型，但值有類型。
9. 基本數據類型都接近機器，如基本的整數、浮點數。C++的不必說，Java的int和long都是簡單的32位和64位整數，float和double是IEEE754浮點數，boolean使用int存儲，但boolean數組按每字節一個變量壓縮存儲。還有一個隱藏的“地址”類型，隻有JVM能看到。
* 與之相反，Python的基本類型，如int,bool,str，都是對象。任何整數都是一個對象，有屬性。
10. 與第9條想對應的，基本運算符很接近機器的指令。如加減乘除、邏輯、移位、賦值等。Java甚至區分算術右移“>>>”和邏輯右移“>>”兩種不同的右移運算。C++對應的分別是無符號整數和有符號整數的右移。
* 與之相反，Python的基本運算符都按方法實現。如1+2，實際上是調用1.__add__(2)方法。__add__方法可以被對象重寫，以實現特殊的“加法”，如字符串相加。
11. 都有基於類的複合類型係統。都支持麵向對象編程的方法，包括繼承、封裝、多態。且都有一定的運行時類型信息（C++的typeinfo和dynamic_cast，Java的反射）
* 與之相反，C語言沒有類，在運行時也不知道一個指針指向什麼類型的對象。
語句
12. 都有基本的結構化編程。順序結構、選擇結構（if, switch）、循環結構（while, do-while，for）
* 早期的一些語言依賴GOTO。
13. 都有異常處理語法try-catch
* C沒有異常處理
* Java有finally而C++依賴於棧上對象的析構函數。
14. 都有函數（Java稱為方法），都支持函數的遞歸調用。
* 早期的Fortran不支持遞歸調用，有的語言沒有函數。
15. 都支持按值傳遞。
* C++支持按引用傳遞。你可以將局部變量的“引用”傳給函數，以改變變量的值。
* Java本質上隻支持按值傳遞。引用類型可以認為引用本身是值，但是不能將局部變量“按引用傳遞”以改變局部變量。
* Python本質上隻支持按值傳遞，原理和Java一樣，可以理解為“引用”本身是值。而Python所有變量都是引用，甚至包括所有的整數，如42，也是將“42”這個對象的引用傳入。但是整數、字符串等都是“不可變”（immutable）的類型，a=2; a=3實際上是創建一個新的對象“3”，把引用賦給a，而“2”這個對象仍然是2。你不能通過參數讓另一個函數改變當前函數的局部變量。
* Haskell的所有函數調用都是按名傳遞。如果參數是一個表達式，那麼這個參數不到需要求值的時候是不會求值的。而C++,Java,Python都必須先求參數值，後傳入函數。
麵向對象編程
16. 都有泛型係統。C++基於模板，為每種類型生成代碼；而Java的泛型隻在編譯時用於檢查，編譯到JVM上則使用無類型的引用，運行時看不見類型參數。
* C沒有。可以用void*指向任何東西。
內存管理
17. 都支持手動控製生存周期的內存管理（new），但C++要求手動回收(C++11有例外)。
實現
18. 編譯：一般都是先編譯，後執行。但C++是編譯為本地代碼，而Java一般先編譯成bytecode。然後由JVM決定是解釋執行還是編譯成本地代碼執行。
* Python, Ruby, JavaScript, PHP等腳本語言一般不預先編譯，但運行時可以采用JIT Compiling策略。Haskell既可以解釋又可以編譯。LISP的執行過程就是源代碼（S-Exp）的擴展、變換、展開的過程。
19. 發布：一般都以二進製發布，但C++的二進製是本地代碼，而Java是bytecode。
* Python一般直接發布源代碼。罕見的一些閉源軟件會發布bytecode。
* PHP也是。源代碼直接嵌在網頁代碼中（或者說網頁代碼嵌在PHP代碼中，怎麼說都行）
* JavaScript也是，直接用源代碼讓瀏覽器解釋。
* Haskell既可以解釋，也可以編譯，如何發布都行，看需要。
20. 動態裝載：依賴於實現，但C++、Java一般都支持。C++使用動態鏈接庫，Java可以動態裝載類。
21. 外語接口：都可以與C語言交互。C++可以用extern "C"。Java需要JNI。
都不具備的特性
22. Tagged Union數據類型：帶標記的聯合類型，在函數式語言中很常見。但C++和Java可以用類和繼承來模擬，也可以直接用if/else。
* Scala支持Case Class
* Haskell、ML的基本數據類型
23. 模式匹配（Pattern Matching）結構，在函數式語言中很常見。但C++可以用dynamic_cast，Java可以用instanceof檢測指針/引用的目標類型。
* Scala有match-case語句和unapply方法
* Ruby有case-when語句和模式匹配運算符“=~”
* Haskell、ML都有此類語句
24. 複雜查詢語句
* Python有List Comprehension。類似[len(x) for x in names if x.startswith("S")]
* Scala有For Comprehension。類似for(x <- names; if x.startswith("S")) yield x.size;
* C#有LINQ。類似from x in names where x.StartsWith("S") select s.length
* Ruby沒有此類語句，但是ruby的函數調用很容易用塊串接。
25. lambda函數（C++11有例外）、閉包（C++11有例外）和高階函數：將一個函數作為另一個函數的參數，即所謂“高階函數”（C++是支持的，但在沒有閉包的情況下很吃虧）。
* Python：filter(lambda x: x%2==0, [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10])
* JavaScript：connection.on_data(function(d) { buffer.add(d);});
* Java可以用接口和對象來模擬函數作為參數：window.addEventListener(new EventListener(){@Override void onShow() { window.setTitle("Hello"); }});
26. coroutine（C++可以依賴庫和係統調用實現）
* C：使用swapcontext或者longjmp模擬
* Python：幾乎所有的for循環都依賴coroutine
* Ruby：Fiber
* JavaScript：Firefox17開始有實驗性支持，但沒有標準化。
27. 動態對象：將一個對象的所有方法調用抽象成“方法名+參數”而不是具體的某個函數和參數。允許你做一些匪夷所思的事，比如將一個對象做“代理”，對它的所有方法調用將被記錄方法名和參數，通過網絡發送到遠端，再將傳回的數據翻譯成基本數據類型作為返回值。
* Ruby裏所有的對象都是這樣做的。
* Python可以用__getattr__實現這種行為。Python用這種方法實現了XML-RPC。
* Java可以用java.lang.reflect.Proxy實現這個，也可以借助CGLib。
28. 擴展方法：給一個類添加一個新的方法
* C#有extension method。
* Scala可以使用隱式類型轉換，轉換成一個封裝類型，以造成“添加一個新方法”的假象。
* Haskell可以定義新的type class，將若幹個已有的但不相幹的類都定為成員。
* Ruby允許你隨時重新打開一個類，隨便加新方法。
29. 嵌入式語言：作為另一個程序的一部分，用於程序擴展語言。顯然C++和Java都不是為這個而設計的。
* Lua的解釋器很小，適合嵌入另一個程序（如魔獸世界）
* Python相對大一些，但也適合做嵌入式腳本語言。
最後更新：2017-04-03 15:21:43