So sánh C# và C++ – Nên học ngôn ngữ nào?

237

Trong thế giới công nghệ phần mềm phát triển và phát triển nhanh chóng, các ngôn ngữ lập trình khác nhau đang cạnh tranh để giành được vị trí của mình. Trong bài viết này, TopDev sẽ xem xét sự khác biệt về tính năng của từng ngôn ngữ giữa C# và C++ – hai ngôn ngữ lập trình khá phổ biến hiện nay.

Sơ lược về lịch sử của C# và C++

Vào những năm 1970, khi nhà khoa học máy tính người Đan Mạch Bjarne Stroustrup làm luận án tiến sĩ, ông muốn sử dụng Simula, ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng đầu tiên. Nhưng Simula tỏ ra quá chậm nên Stroustrup quyết định sử dụng C, ngôn ngữ lập trình nhanh nhất—và một số người cho rằng vẫn là—ngôn ngữ lập trình nhanh nhất.

Lịch sử phát triển của C++ và C#
Lịch sử phát triển của C++ và C#

Nguồn: www.toptal.com

Sau trải nghiệm với Simula , Stroustrup bắt đầu phát triển ngôn ngữ hướng đối tượng dựa trên C và đến năm 1985, C++ đã được cung cấp rộng rãi cho công chúng.

Anh ấy quyết định làm cho C++ “gần với C nhất có thể, nhưng không gần hơn”, nghĩa là việc áp dụng sẽ không phải là trở ngại. Bởi vì tất cả các thư viện C đều tự động có sẵn để sử dụng nên nhiều nhà phát triển C hàng đầu có thể chuyển sang C++ bằng cách xây dựng dựa trên kiến ​​thức hiện có của họ.

Thật không may, sự tương đồng bẩm sinh với C cũng là một trong những điểm yếu nhất của C++, vì cả hai ngôn ngữ đều yêu cầu đường cong học tập khó khăn và khó thành thạo, điều này khiến việc viết mã trở thành một thách thức đối với các nhà phát triển thiếu kinh nghiệm.

Đó là một trong những lý do chính đằng sau quyết định tạo ra Java của Sun Microsystems vào giữa những năm 90. Java có cú pháp tương tự như C++ nhưng nó đơn giản hóa cấu trúc ngôn ngữ và giảm khả năng mắc lỗi vô ý. Nhóm Java, do James Gosling đứng đầu, đã hoàn thành việc này chủ yếu bằng cách loại bỏ khả năng tương thích ngược với C.

Năm 2002, Microsoft phát hành C# với tư cách là đối thủ cạnh tranh trực tiếp với Java. Là một ngôn ngữ thay thế, C# chia sẻ một số cú pháp với Java nhưng có nhiều tính năng hơn. Cả C# và C++ đều đã được cải thiện đáng kể kể từ khi phát hành.

Ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng cần lưu ý

Khi C++ xuất hiện, phần lớn các ngôn ngữ lập trình đều hướng đến thủ tục.

Trong các ngôn ngữ lập trình thủ tục, một chương trình được tổ chức thành các đơn vị nhỏ hơn, gọi là thủ tục. Mỗi thủ tục tương ứng với một số hành động chung được sử dụng sau này (được gọi từ) trong một đơn vị lớn hơn.

Trong các ngôn ngữ hướng đối tượng, các thủ tục được nhóm xung quanh các đối tượng mà chúng được thực hiện. Một đối tượng là một đơn vị logic chứa một số trạng thái.

C# là ngôn ngữ hướng đối tượng hoàn toàn, trong khi C++ là ngôn ngữ có thể kết hợp mã hướng thủ tục và hướng đối tượng.

Điểm tương đồng giữa C# và C++

Cả hai ngôn ngữ đều hướng đối tượng và dựa trên C. Hơn nữa, C# dựa trên C++, điều này khiến chúng khá giống nhau. Những người không thông thạo một trong hai ngôn ngữ có thể dễ dàng nhầm lẫn ngôn ngữ này với ngôn ngữ kia khi nhìn lướt qua mã.

Cả hai ngôn ngữ đều có những đặc điểm thường thấy trong các ngôn ngữ hướng đối tượng, bao gồm:

  • Đóng gói: Mã được tổ chức theo nhóm logic, được gọi là lớp.
  • Ẩn dữ liệu: Các phần dữ liệu và mã là riêng tư, có nghĩa là chúng chỉ có thể được truy cập từ bên trong một lớp.
  • Kế thừa: Chức năng của lớp chia sẻ có thể được tổ chức trong một lớp chung được kế thừa bởi các lớp dẫn xuất và do đó tránh được sự trùng lặp mã.
  • Đa hình: Mã có thể ảnh hưởng đến một đối tượng của lớp cơ sở nhưng hoạt động khác nhau đối với các lớp dẫn xuất khác nhau.

C# và C++ khác nhau thế nào?

Một số tính năng mạnh mẽ của C++ rất khó hiểu và có thể gây ra lỗi lập trình. Các tính năng này đã bị cố tình bỏ qua trong Java và sau đó là trong C#:

  • Đa kế thừa. Các lớp dẫn xuất kế thừa nhiều lớp cơ sở. Thay vì tính năng này, C# đã giới thiệu các lớp cơ sở mà không cần triển khai. Các lớp như vậy được gọi là giao diện trong C#.
  • Con trỏ. Mặc dù con trỏ có thể được sử dụng trong C# nhưng mã sử dụng con trỏ phải được đánh dấu là “không an toàn”. Cách thực hành này rất không được khuyến khích và các tài liệu tham khảo được sử dụng thay thế.
  • Mất độ chính xác. C# không cho phép mất độ chính xác bằng cách chuyển đổi kiểu ẩn. Nếu độ chính xác sắp bị mất thì cần phải chuyển đổi rõ ràng.

Quản lý bộ nhớ

Có lẽ sự khác biệt quan trọng nhất giữa C# và C++ là quản lý bộ nhớ.

Trong C, bộ nhớ động (tức là không biết trước việc phân bổ bộ nhớ) được phân bổ bằng cách sử dụng mallochàm và giải phóng bằng cách sử dụng free. Các lập trình viên phải quản lý bộ nhớ theo cách thủ công. Kết quả là rò rỉ bộ nhớ là lỗi phổ biến trong mã C.

Việc quản lý bộ nhớ trong C++ được cải thiện vì bộ nhớ được quản lý bán tự động. Các đối tượng được gọi là “con trỏ thông minh” có thể được sử dụng để các lập trình viên không phải phân bổ bộ nhớ theo cách thủ công. Tuy nhiên, có một số trường hợp đặc biệt (tham chiếu vòng tròn) trong đó con trỏ thông minh không đủ để ngăn chặn rò rỉ bộ nhớ.

C# sử dụng trình thu gom rác (GC), tự động giải phóng bộ nhớ không còn được sử dụng. Mặc dù điều này có vẻ lý tưởng, nhưng đôi khi GC gây khó khăn cho việc phân bổ một đối tượng chứa tài nguyên hệ thống ngoài bộ nhớ (ví dụ: thẻ điều khiển tệp hoặc kết nối TCP). Trong trường hợp đó, một hiện tượng được gọi là “rò rỉ tài nguyên” có thể xảy ra và lập trình viên phải phân bổ thủ công đối tượng chứa tài nguyên. Trong những tình huống hiếm gặp này, việc phân bổ trong C# trở nên phức tạp hơn trong C++, vì việc phá hủy các đối tượng trong C# không mang tính quyết định .

Biên dịch: nhị phân so với mã byte

C++ được biên dịch thành mã nhị phân của máy ngay lập tức. C# được biên dịch thành mã byte, mã này sau đó được .NET biên dịch thành mã nhị phân máy. (Trước đây là “.NET Core,” .NET là sự thay thế đa nền tảng, hiện đại của Microsoft cho .NET framework ban đầu.)

Mặc dù C++ có lợi thế về hiệu suất trong các cách tiếp cận biên dịch khác nhau này, nhưng C# có một tính năng mạnh mẽ được gọi là “phản chiếu”, cho phép khởi tạo đối tượng và gọi phương thức với thông tin được thu thập trong thời gian chạy. Ví dụ: người ta có thể gọi một phương thức bằng tên của nó, mặc dù phương thức đó không có sẵn trong thời gian biên dịch. Theo định nghĩa, C++ không thể có sự phản chiếu vì nó được biên dịch ngay lập tức. Thay vào đó, C++ có thông tin loại thời gian chạy (RTTI) . Đây là một tính năng kém mạnh mẽ hơn nhiều vì nó chỉ được sử dụng cho các loại có chức năng ảo.

C++ cũng có các mẫu ở dạng mã được tạo tại thời điểm biên dịch tùy thuộc vào loại biến. Thay vì các mẫu, C# có các tệp generic . Generics không được giải quyết tại thời điểm biên dịch mà tại thời điểm chạy. Như vậy, mẫu nhanh hơn mẫu chung. Mặt khác, generics không yêu cầu bộ nhớ bổ sung cho từng loại biến mới.

Bảng tổng kết so sánh C++ và C#

C++ C#
Biên dịch Trực tiếp sang nhị phân Để mã byte
Thời gian biên dịch Dài Ngắn
Quản lý bộ nhớ Hướng dẫn sử dụng hoặc bán tự động bằng con trỏ thông minh Tự động bởi người thu gom rác
Tốc độ run-time Nhanh nhất có thể Chậm hơn C++
Yêu cầu bộ nhớ run-time Tối ưu Hơn C++
Dễ bị lỗi Dễ bị lỗi đối với các lập trình viên chưa có kinh nghiệm Thân thiện với người mới bắt đầu hơn
Kế thừa lớp Đơn, nhiều và ảo Chỉ một, nhiều với giao diện
Mã chung Mẫu – thời gian biên dịch Generics – thời gian chạy
Tính di động Trình biên dịch có sẵn cho hầu hết mọi hệ điều hành, nhưng mã cần được biên dịch cho mọi mục tiêu Mã byte được biên dịch có thể chạy trên nhiều hệ điều hành
Học hỏi Đường cong học tập dốc; mất thời gian; có thể phức tạp đối với các nhà phát triển mới làm quen; cộng đồng nhỏ hơn với ít tài nguyên học tập được tạo ra hơn Ngôn ngữ cấp cao; dễ đọc hơn; thứ bậc cấp trên; dễ dàng nắm vững hơn đối với người mới bắt đầu, đặc biệt là những người có kinh nghiệm về C++ hoặc Java; cộng đồng lớn hơn và tích cực hơn
Sự phản xạ Thông tin loại thời gian chạy không có sẵn là một sự thay thế kém Có sẵn và rất thuận tiện
Chuyển đổi ngầm Cho phép đối với các loại tích hợp Chỉ được phép nếu an toàn
Khả năng tương thích với C Hoàn toàn tương thích với mã C bên ngoài Không tương thích
Tính mô đun Hoàn thành với các thư viện và tiêu đề Được xây dựng trong ngôn ngữ

C# so với C++: Ngôn ngữ nào tốt hơn?

Khi nói đến tốc độ và hiệu quả bộ nhớ, C++ rõ ràng là người chiến thắng. Tuy nhiên, nếu có sẵn một thư viện C# tốt nhưng không có thư viện nào như vậy cho C++ thì C# cuối cùng có thể mang lại giải pháp nhanh hơn và việc triển khai C++ có thể chậm hơn.

Theo truyền thống, C++ là lựa chọn phù hợp cho môi trường không phải Windows, nhưng điều đó đã thay đổi khi Microsoft bắt đầu khuyến khích triển khai .NET nguồn mở . Mã byte C# tương tự có thể chạy trên hầu hết mọi nền tảng, điều này khiến nó trở thành ngôn ngữ được lựa chọn khi nói đến việc đơn giản hóa tính di động.

Do phản ánh, C# là lựa chọn hợp lý hơn khi viết thư viện phải hỗ trợ gọi hàm từ xa hoặc các tính năng tương tự yêu cầu tạo mã bằng cách sử dụng thông tin có sẵn trong thời gian chạy.

Mặc dù cả hai ngôn ngữ đều hỗ trợ thiết kế mô-đun, nhưng khó duy trì hơn trong C++, ngôn ngữ này triển khai tính năng đó bằng cách sử dụng các tiêu đề được thiết kế bằng C—một phương pháp hiện đã bị các phương pháp tiếp cận hiện đại hơn vượt qua. Điều này thường dẫn đến thời gian biên dịch C++ dài hơn đáng kể so với thời gian biên dịch C# sang mã byte.

C++ là ngôn ngữ phức tạp hơn nên người lập trình C++ có thể chuyển sang C# dễ dàng hơn so với ngược lại. Nhưng nếu nhóm của bạn có cả nhà phát triển C++ và C# thì có thể kết hợp hai ngôn ngữ.

Nên chọn ngôn ngữ nào? C++ hay C#?

Nếu bạn cần hiệu suất cao, câu trả lời là C++ trong hầu hết mọi tình huống. “Hiệu suất cao” đề cập đến mã code. Nếu bạn đang sử dụng các thư viện có sẵn cho công việc quan trọng về thời gian thì hiệu suất mã của bạn có thể không phải là yếu tố quyết định.

Nếu hiệu suất không quan trọng thì thời gian phát triển là điều cần xem xét. Nếu bạn có thể bắt đầu lại từ đầu, phát triển dự án của mình bằng C# có lẽ là lựa chọn tốt hơn.

Trên đây là bài viết tổng hợp so sánh C++ và C# của TopDev, mỗi ngôn ngữ lập trình đều có các ưu điểm và phù hợp với tính chất của các loại project riêng. Việc lựa chọn C++ hay C# sẽ tùy thuộc vào tính chất công việc của bạn. Theo dõi TopDev để tiếp tục kiến thức về lập trình bạn nhé!

C# so với C++: Ngôn ngữ nào tốt hơn?

Khi nói đến tốc độ và hiệu quả bộ nhớ, C++ rõ ràng là người chiến thắng. Tuy nhiên, nếu có sẵn một thư viện C# tốt nhưng không có thư viện nào như vậy cho C++ thì C# cuối cùng có thể mang lại giải pháp nhanh hơn và việc triển khai C++ có thể chậm hơn.

Sự phát triển thường nhanh hơn trong C#. Nếu ứng dụng không thực hiện các tác vụ quan trọng về thời gian thì việc chọn ngôn ngữ dễ dàng hơn và ít xảy ra lỗi hơn là điều hợp lý.

Theo truyền thống, C++ là lựa chọn phù hợp cho môi trường không phải Windows, nhưng điều đó đã thay đổi khi Microsoft bắt đầu khuyến khích triển khai .NET nguồn mở . Mã byte C# tương tự có thể chạy trên hầu hết mọi nền tảng, điều này khiến nó trở thành ngôn ngữ được lựa chọn khi nói đến việc đơn giản hóa tính di động.

Do phản ánh, C# là lựa chọn hợp lý hơn khi viết thư viện phải hỗ trợ gọi hàm từ xa hoặc các tính năng tương tự yêu cầu tạo mã bằng cách sử dụng thông tin có sẵn trong thời gian chạy.

Mặc dù cả hai ngôn ngữ đều hỗ trợ thiết kế mô-đun, nhưng khó duy trì hơn trong C++, ngôn ngữ này triển khai tính năng đó bằng cách sử dụng các tiêu đề được thiết kế bằng C—một phương pháp hiện đã bị các phương pháp tiếp cận hiện đại hơn vượt qua. Điều này thường dẫn đến thời gian biên dịch C++ dài hơn đáng kể so với thời gian biên dịch C# sang mã byte.

C++ là ngôn ngữ phức tạp hơn nên người lập trình C++ có thể chuyển sang C# dễ dàng hơn so với ngược lại. Nhưng nếu nhóm của bạn có cả nhà phát triển C++ và C# thì có thể kết hợp hai ngôn ngữ.

Chọn ngôn ngữ phù hợp

Nếu bạn cần hiệu suất cao, câu trả lời là C++ trong hầu hết mọi tình huống. “Hiệu suất cao” đề cập đến mã. Nếu bạn đang sử dụng các thư viện có sẵn cho công việc quan trọng về thời gian thì hiệu suất mã của bạn có thể không phải là yếu tố quyết định.

Nếu hiệu suất không quan trọng thì thời gian phát triển là điều cần xem xét. Nếu bạn có thể bắt đầu lại từ đầu, phát triển dự án của mình bằng C# có lẽ là lựa chọn tốt hơn.

Nếu bạn có thời gian phát triển rảnh rỗi nhưng hiệu suất không quan trọng thì sự lựa chọn phụ thuộc vào kỹ năng của các nhà phát triển hiện có . Hãy nhớ rằng sự trôi chảy của nhà phát triển của bạn có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến việc bảo trì mã trong tương lai. Bất cứ khi nào có thể, hãy xem xét ngôn ngữ mà nhóm của bạn ưa thích.

Tài liệu tham khảo: www.toptal.com/c-sharp/c-sharp-vs-c-plus-plus