Java語言和C++語言的差異是什么

本篇內容主要講解“Java語言和C++語言的差異是什么”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實用性強。下面就讓小編來帶大家學習“Java語言和C++語言的差異是什么”吧!

　　 Java采用了C及C++的語法格式，對于學習過C及C++的程序設計者來說，學習Java將有可能很輕松。但是，如果仔細檢查Java語言的許多細節，就會發現Java取消了不少C及C++的特性，并且加入了一些新的特性。這些差異包括：

　　 o 不再有指針（Pointer）的概念。

　　 這是Java和C/C++在語法上的主要區別之一。在C及C++中，指針的靈活運用將會給程序設計帶來極大的便利，但是其靈活性也成為了導致程序不穩定的一個主要因素。配合C及C++的內存管理策略，編程人員必須親自跟蹤自己向系統申請到的內存，最后確認交還給系統。并且在使用指針時，要隨時注意是否超過合法的內存空間，造成Segmentation Fault或General Protection Fault這樣的問題。

　　 Java提供了一種引用（Reference）類型用來替代指針，通過引用去訪問申請到的內存空間，可以確保不會訪問不屬于自己的內存空間，同時，程序的執行系統也可以動態地做內存垃圾回收工作，將那些被取消引用的內存空間回收給系統使用。這種動態內存分配機制，通過犧牲一定的靈活性，保證了內存分配一定程度上的安全性。

　　 o 不再有函數（Function）的概念。

　　 Java編程語言中，取消了結構化語言中最重要的部分--函數。在面向對象程序設計的概念里，對象的數據才是真正的主題，而處理對象數據的方法則必須依附在對象內才有意義。因此函數概念完全是不必要的。這強化了面向對象的開發策略。

　　 o 不再使用structure、union和typedef。

　　 事實上，在C++中就可以去掉C中的structure和union等對復雜數據的自定義結構類型了，因為類（Class）的定義方式完全可以做到這項功能。而typedef的功能也可以由類來實現。雖然C++這樣的設計是為了和C兼容，但是這些畢竟是多余的語言特點，在Java語言中便被拋棄了。

　　 o 不再有類的多重繼承（Multiple Inheritance）。

　　 在C++中，多重繼承是一項很強的功能，但也是較難掌握的。取消多重繼承降低了Java語言的功能，但它使Java看起來更為簡潔。同時，Java也提供了接口（Interface）的方式，可以實現部分多重繼承的作用。和多重繼承的不同之處在于接口并不會定義類方法的內容，以及類中的數據。

　　 o 不再有操作符重載（Operator Overloading）。

　　 操作符重載被看作是C++的一個特色。在C++中，利用操作符重載，程序設計者通過對現有運算符賦予自己的定義，可以使程序看起來更為自然。但是，如果使用不當，也會使整個程序的可讀性大受影響。同時，這一功能的存在也并非必要，程序設計者可以定義類中的方法來達到同樣的目的。

　　 o 取消了自動類型轉換。

　　 Java是一種強類型檢查的編程語言，對于諸如浮點型變量賦值給整型變量這樣的情況而言，在C++的語法中是允許的，最多只是在編譯時給出警告信息。但是，在Java中，除非寫明強制類型轉換，否則編譯無法通過。

　　 o 不再有預處理器（preprocessor）功能。

　　 利用C/C++中提供的#define、#include等預處理指令，厲害的程序設計人員可以自己開發一套只有自己才看得懂的宏指令集。從軟件工程的角度上看，這對團隊開發軟件和整個軟件的維護都是十分不利的。同時，預編譯后的程序代碼和程序設計者看到的程序代碼是不同的。如果宏指令集有錯，編譯器產生的錯誤信息將不會是編程人員所預期的，這增加了程序調試的難度。

　　 o 取消了goto語句。

　　 在C++中，goto語句已經不被建議使用了，保留goto只是為了和C語法兼容。在Java中goto語句被完全拋棄了，與此同時，Java又擴大了break語句和continue語句的功能，通過使用break和continue，程序流程被允許在多層循環中跳轉。

　　 可以這樣說，Java編程語言是一種簡潔而有效的純面向對象的編程語言。而C++語言因為要與C兼容（C++語言是作為C語言的一個超集被定義的），所以在面向對象的特性方面不如Java好。

===========================================================================================

對比C++和Java

“作為一名C++程序員，我們早已掌握了面向對象程序設計的基本概念，而且Java的語法無疑是非常熟悉的。事實上，Java本來就是從C++衍生出來的。”

然而，C++和Java之間仍存在一些顯著的差異。可以這樣說，這些差異代表著技術的極大進步。一旦我們弄清楚了這些差異，就會理解為什么說Java是一種優秀的程序設計語言。本附錄將引導大家認識用于區分Java和C++的一些重要特征。
(1) 最大的障礙在于速度：解釋過的Java要比C的執行速度慢上約20倍。無論什么都不能阻止Java語言進行編譯。寫作本書的時候，剛剛出現了一些準實時編譯器，它們能顯著加快速度。當然，我們完全有理由認為會出現適用于更多流行平臺的純固有編譯器，但假若沒有那些編譯器，由于速度的限制，必須有些問題是Java不能解決的。
(2) 和C++一樣，Java也提供了兩種類型的注釋。
(3) 所有東西都必須置入一個類。不存在全局函數或者全局數據。如果想獲得與全局函數等價的功能，可考慮將static方法和static數據置入一個類里。注意沒有象結構、枚舉或者聯合這一類的東西，一切只有“類”（Class）！
(4) 所有方法都是在類的主體定義的。所以用C++的眼光看，似乎所有函數都已嵌入，但實情并非如何（嵌入的問題在后面講述）。
(5) 在Java中，類定義采取幾乎和C++一樣的形式。但沒有標志結束的分號。沒有class foo這種形式的類聲明，只有類定義。

class aType()
void aMethod() {/* 方法主體 */}
}

(6) Java中沒有作用域范圍運算符“::”。Java利用點號做所有的事情，但可以不用考慮它，因為只能在一個類里定義元素。即使那些方法定義，也必須在一個類的內部，所以根本沒有必要指定作用域的范圍。我們注意到的一項差異是對static方法的調用：使用ClassName.methodName()。除此以外，package（包）的名字是用點號建立的，并能用import關鍵字實現C++的“#include”的一部分功能。例如下面這個語句：
import java.awt.*;
（#include并不直接映射成import，但在使用時有類似的感覺。）
(7) 與C++類似，Java含有一系列“主類型”（Primitive type），以實現更有效率的訪問。在Java中，這些類型包括boolean，char，byte，short，int，long，float以及double。所有主類型的大小都是固有的，且與具體的機器無關（考慮到移植的問題）。這肯定會對性能造成一定的影響，具體取決于不同的機器。對類型的檢查和要求在Java里變得更苛刻。例如：
■條件表達式只能是boolean（布爾）類型，不可使用整數。
■必須使用象X+Y這樣的一個表達式的結果；不能僅僅用“X+Y”來實現“副作用”。
(8) char（字符）類型使用國際通用的16位Unicode字符集，所以能自動表達大多數國家的字符。
(9) 靜態引用的字串會自動轉換成String對象。和C及C++不同，沒有獨立的靜態字符數組字串可供使用。
(10) Java增添了三個右移位運算符“>>>”，具有與“邏輯”右移位運算符類似的功用，可在最末尾插入零值。“>>”則會在移位的同時插入符號位（即“算術”移位）。
(11) 盡管表面上類似，但與C++相比，Java數組采用的是一個頗為不同的結構，并具有獨特的行為。有一個只讀的length成員，通過它可知道數組有多大。而且一旦超過數組邊界，運行期檢查會自動丟棄一個異常。所有數組都是在內存“堆”里創建的，我們可將一個數組分配給另一個（只是簡單地復制數組句柄）。數組標識符屬于第一級對象，它的所有方法通常都適用于其他所有對象。
(12) 對于所有不屬于主類型的對象，都只能通過new命令創建。和C++不同，Java沒有相應的命令可以“在堆棧上”創建不屬于主類型的對象。所有主類型都只能在堆棧上創建，同時不使用new命令。所有主要的類都有自己的“封裝（器）”類，所以能夠通過new創建等價的、以內存“堆”為基礎的對象（主類型數組是一個例外：它們可象C++那樣通過集合初始化進行分配，或者使用new）。
(13) Java中不必進行提前聲明。若想在定義前使用一個類或方法，只需直接使用它即可——編譯器會保證使用恰當的定義。所以和在C++中不同，我們不會碰到任何涉及提前引用的問題。
(14) Java沒有預處理機。若想使用另一個庫里的類，只需使用import命令，并指定庫名即可。不存在類似于預處理機的宏。
(15) Java用包代替了命名空間。由于將所有東西都置入一個類，而且由于采用了一種名為“封裝”的機制，它能針對類名進行類似于命名空間分解的操作，所以命名的問題不再進入我們的考慮之列。數據包也會在單獨一個庫名下收集庫的組件。我們只需簡單地“import”（導入）一個包，剩下的工作會由編譯器自動完成。
(16) 被定義成類成員的對象句柄會自動初始化成null。對基本類數據成員的初始化在Java里得到了可靠的保障。若不明確地進行初始化，它們就會得到一個默認值（零或等價的值）。可對它們進行明確的初始化（顯式初始化）：要么在類內定義它們，要么在構建器中定義。采用的語法比C++的語法更容易理解，而且對于static和非static成員來說都是固定不變的。我們不必從外部定義static成員的存儲方式，這和C++是不同的。
(17) 在Java里，沒有象C和C++那樣的指針。用new創建一個對象的時候，會獲得一個引用（本書一直將其稱作“句柄”）。例如：
String s = new String("howdy");
然而，C++引用在創建時必須進行初始化，而且不可重定義到一個不同的位置。但Java引用并不一定局限于創建時的位置。它們可根據情況任意定義，這便消除了對指針的部分需求。在C和C++里大量采用指針的另一個原因是為了能指向任意一個內存位置（這同時會使它們變得不安全，也是Java不提供這一支持的原因）。指針通常被看作在基本變量數組中四處移動的一種有效手段。Java允許我們以更安全的形式達到相同的目標。解決指針問題的終極方法是“固有方法”（已在附錄A討論）。將指針傳遞給方法時，通常不會帶來太大的問題，因為此時沒有全局函數，只有類。而且我們可傳遞對對象的引用。Java語言最開始聲稱自己“完全不采用指針！”但隨著許多程序員都質問沒有指針如何工作？于是后來又聲明“采用受到限制的指針”。大家可自行判斷它是否“真”的是一個指針。但不管在何種情況下，都不存在指針“算術”。
(18) Java提供了與C++類似的“構建器”（Constructor）。如果不自己定義一個，就會獲得一個默認構建器。而如果定義了一個非默認的構建器，就不會為我們自動定義默認構建器。這和C++是一樣的。注意沒有復制構建器，因為所有自變量都是按引用傳遞的。
(19) Java中沒有“破壞器”（Destructor）。變量不存在“作用域”的問題。一個對象的“存在時間”是由對象的存在時間決定的，并非由垃圾收集器決定。有個finalize()方法是每一個類的成員，它在某種程度上類似于C++的“破壞器”。但finalize()是由垃圾收集器調用的，而且只負責釋放“資源”（如打開的文件、套接字、端口、URL等等）。如需在一個特定的地點做某樣事情，必須創建一個特殊的方法，并調用它，不能依賴finalize()。而在另一方面，C++中的所有對象都會（或者說“應該”）破壞，但并非Java中的所有對象都會被當作“垃圾”收集掉。由于Java不支持破壞器的概念，所以在必要的時候，必須謹慎地創建一個清除方法。而且針對類內的基礎類以及成員對象，需要明確調用所有清除方法。
(20) Java具有方法“過載”機制，它的工作原理與C++函數的過載幾乎是完全相同的。
(21) Java不支持默認自變量。
(22) Java中沒有goto。它采取的無條件跳轉機制是“break 標簽”或者“continue 標準”，用于跳出當前的多重嵌套循環。
(23) Java采用了一種單根式的分級結構，因此所有對象都是從根類object統一繼承的。而在C++中，我們可在任何地方啟動一個新的繼承樹，所以最后往往看到包含了大量樹的“一片森林”。在Java中，我們無論如何都只有一個分級結構。盡管這表面上看似乎造成了限制，但由于我們知道每個對象肯定至少有一個Object接口，所以往往能獲得更強大的能力。C++目前似乎是唯一沒有強制單根結構的唯一一種OO語言。
(24) Java沒有模板或者參數化類型的其他形式。它提供了一系列集合：Vector（向量），Stack（堆棧）以及Hashtable（散列表），用于容納Object引用。利用這些集合，我們的一系列要求可得到滿足。但這些集合并非是為實現象C++“標準模板庫”（STL）那樣的快速調用而設計的。Java 1.2中的新集合顯得更加完整，但仍不具備正宗模板那樣的高效率使用手段。
(25) “垃圾收集”意味著在Java中出現內存漏洞的情況會少得多，但也并非完全不可能（若調用一個用于分配存儲空間的固有方法，垃圾收集器就不能對其進行跟蹤監視）。然而，內存漏洞和資源漏洞多是由于編寫不當的finalize()造成的，或是由于在已分配的一個塊尾釋放一種資源造成的（“破壞器”在此時顯得特別方便）。垃圾收集器是在C++基礎上的一種極大進步，使許多編程問題消彌于無形之中。但對少數幾個垃圾收集器力有不逮的問題，它卻是不大適合的。但垃圾收集器的大量優點也使這一處缺點顯得微不足道。
(26) Java內建了對多線程的支持。利用一個特殊的Thread類，我們可通過繼承創建一個新線程（放棄了run()方法）。若將synchronized（同步）關鍵字作為方法的一個類型限制符使用，相互排斥現象會在對象這一級發生。在任何給定的時間，只有一個線程能使用一個對象的synchronized方法。在另一方面，一個synchronized方法進入以后，它首先會“鎖定”對象，防止其他任何synchronized方法再使用那個對象。只有退出了這個方法，才會將對象“解鎖”。在線程之間，我們仍然要負責實現更復雜的同步機制，方法是創建自己的“監視器”類。遞歸的synchronized方法可以正常運作。若線程的優先等級相同，則時間的“分片”不能得到保證。
(27) 我們不是象C++那樣控制聲明代碼塊，而是將訪問限定符（public，private和protected）置入每個類成員的定義里。若未規定一個“顯式”（明確的）限定符，就會默認為“友好的”（friendly）。這意味著同一個包里的其他元素也可以訪問它（相當于它們都成為C++的“friends”——朋友），但不可由包外的任何元素訪問。類——以及類內的每個方法——都有一個訪問限定符，決定它是否能在文件的外部“可見”。private關鍵字通常很少在Java中使用，因為與排斥同一個包內其他類的訪問相比，“友好的”訪問通常更加有用。然而，在多線程的環境中，對private的恰當運用是非常重要的。Java的protected關鍵字意味著“可由繼承者訪問，亦可由包內其他元素訪問”。注意Java沒有與C++的protected關鍵字等價的元素，后者意味著“只能由繼承者訪問”（以前可用“private protected”實現這個目的，但這一對關鍵字的組合已被取消了）。
(28) 嵌套的類。在C++中，對類進行嵌套有助于隱藏名稱，并便于代碼的組織（但C++的“命名空間”已使名稱的隱藏顯得多余）。Java的“封裝”或“打包”概念等價于C++的命名空間，所以不再是一個問題。Java 1.1引入了“內部類”的概念，它秘密保持指向外部類的一個句柄——創建內部類對象的時候需要用到。這意味著內部類對象也許能訪問外部類對象的成員，毋需任何條件——就好象那些成員直接隸屬于內部類對象一樣。這樣便為回調問題提供了一個更優秀的方案——C++是用指向成員的指針解決的。
(29) 由于存在前面介紹的那種內部類，所以Java里沒有指向成員的指針。
(30) Java不存在“嵌入”（inline）方法。Java編譯器也許會自行決定嵌入一個方法，但我們對此沒有更多的控制權力。在Java中，可為一個方法使用final關鍵字，從而“建議”進行嵌入操作。然而，嵌入函數對于C++的編譯器來說也只是一種建議。
(31) Java中的繼承具有與C++相同的效果，但采用的語法不同。Java用extends關鍵字標志從一個基礎類的繼承，并用super關鍵字指出準備在基礎類中調用的方法，它與我們當前所在的方法具有相同的名字（然而，Java中的super關鍵字只允許我們訪問父類的方法——亦即分級結構的上一級）。通過在C++中設定基礎類的作用域，我們可訪問位于分級結構較深處的方法。亦可用super關鍵字調用基礎類構建器。正如早先指出的那樣，所有類最終都會從Object里自動繼承。和C++不同，不存在明確的構建器初始化列表。但編譯器會強迫我們在構建器主體的開頭進行全部的基礎類初始化，而且不允許我們在主體的后面部分進行這一工作。通過組合運用自動初始化以及來自未初始化對象句柄的異常，成員的初始化可得到有效的保證。


public class Foo extends Bar {
  public Foo(String msg) {
    super(msg); // Calls base constructor
  }
  public baz(int i) { // Override
    super.baz(i); // Calls base method
  }
}

(32) Java中的繼承不會改變基礎類成員的保護級別。我們不能在Java中指定public，private或者protected繼承，這一點與C++是相同的。此外，在衍生類中的優先方法不能減少對基礎類方法的訪問。例如，假設一個成員在基礎類中屬于public，而我們用另一個方法代替了它，那么用于替換的方法也必須屬于public（編譯器會自動檢查）。
(33) Java提供了一個interface關鍵字，它的作用是創建抽象基礎類的一個等價物。在其中填充抽象方法，且沒有數據成員。這樣一來，對于僅僅設計成一個接口的東西，以及對于用extends關鍵字在現有功能基礎上的擴展，兩者之間便產生了一個明顯的差異。不值得用abstract關鍵字產生一種類似的效果，因為我們不能創建屬于那個類的一個對象。一個abstract（抽象）類可包含抽象方法（盡管并不要求在它里面包含什么東西），但它也能包含用于具體實現的代碼。因此，它被限制成一個單一的繼承。通過與接口聯合使用，這一方案避免了對類似于C++虛擬基礎類那樣的一些機制的需要。
為創建可進行“例示”（即創建一個實例）的一個interface（接口）的版本，需使用implements關鍵字。它的語法類似于繼承的語法，如下所示：

public interface Face {
  public void smile();
}
public class Baz extends Bar implements Face {
  public void smile( ) {
    System.out.println("a waRM smile");
  }
}

(34) Java中沒有virtual關鍵字，因為所有非static方法都肯定會用到動態綁定。在Java中，程序員不必自行決定是否使用動態綁定。C++之所以采用了virtual，是由于我們對性能進行調整的時候，可通過將其省略，從而獲得執行效率的少量提升（或者換句話說：“如果不用，就沒必要為它付出代價”）。virtual經常會造成一定程度的混淆，而且獲得令人不快的結果。final關鍵字為性能的調整規定了一些范圍——它向編譯器指出這種方法不能被取代，所以它的范圍可能被靜態約束（而且成為嵌入狀態，所以使用C++非virtual調用的等價方式）。這些優化工作是由編譯器完成的。
(35) Java不提供多重繼承機制（MI），至少不象C++那樣做。與protected類似，MI表面上是一個很不錯的主意，但只有真正面對一個特定的設計問題時，才知道自己需要它。由于Java使用的是“單根”分級結構，所以只有在極少的場合才需要用到MI。interface關鍵字會幫助我們自動完成多個接口的合并工作。
(36) 運行期的類型標識功能與C++極為相似。例如，為獲得與句柄X有關的信息，可使用下述代碼：
X.getClass().getName();
為進行一個“類型安全”的緊縮造型，可使用：
derived d = (derived)base;
這與舊式風格的C造型是一樣的。編譯器會自動調用動態造型機制，不要求使用額外的語法。盡管它并不象C++的“new casts”那樣具有易于定位造型的優點，但Java會檢查使用情況，并丟棄那些“異常”，所以它不會象C++那樣允許壞造型的存在。
(37) Java采取了不同的異常控制機制，因為此時已經不存在構建器。可添加一個finally從句，強制執行特定的語句，以便進行必要的清除工作。Java中的所有異常都是從基礎類Throwable里繼承而來的，所以可確保我們得到的是一個通用接口。

public void f(Obj b) throws IOException {
  myresource mr = b.createResource();
  try {
    mr.UseResource();
  } catch (MyException e) {
    // handle my exception
  } catch (Throwable e) {
    // handle all other exceptions
  } finally {
    mr.dispose(); // special cleanup
  }
}

(38) Java的異常規范比C++的出色得多。丟棄一個錯誤的異常后，不是象C++那樣在運行期間調用一個函數，Java異常規范是在編譯期間檢查并執行的。除此以外，被取代的方法必須遵守那一方法的基礎類版本的異常規范：它們可丟棄指定的異常或者從那些異常衍生出來的其他異常。這樣一來，我們最終得到的是更為“健壯”的異常控制代碼。
(39) Java具有方法過載的能力，但不允許運算符過載。String類不能用+和+=運算符連接不同的字串，而且String表達式使用自動的類型轉換，但那是一種特殊的內建情況。
(40) 通過事先的約定，C++中經常出現的const問題在Java里已得到了控制。我們只能傳遞指向對象的句柄，本地副本永遠不會為我們自動生成。若希望使用類似C++按值傳遞那樣的技術，可調用clone()，生成自變量的一個本地副本（盡管clone()的設計依然尚顯粗糙——參見第12章）。根本不存在被自動調用的副本構建器。為創建一個編譯期的常數值，可象下面這樣編碼：
static final int SIZE = 255
static final int BSIZE = 8 * SIZE
(41) 由于安全方面的原因，“應用程序”的編程與“程序片”的編程之間存在著顯著的差異。一個最明顯的問題是程序片不允許我們進行磁盤的寫操作，因為這樣做會造成從遠程站點下載的、不明來歷的程序可能胡亂改寫我們的磁盤。隨著Java 1.1對數字簽名技術的引用，這一情況已有所改觀。根據數字簽名，我們可確切知道一個程序片的全部作者，并驗證他們是否已獲得授權。Java 1.2會進一步增強程序片的能力。
(42) 由于Java在某些場合可能顯得限制太多，所以有時不愿用它執行象直接訪問硬件這樣的重要任務。Java解決這個問題的方案是“固有方法”，允許我們調用由其他語言寫成的函數（目前只支持C和C++）。這樣一來，我們就肯定能夠解決與平臺有關的問題（采用一種不可移植的形式，但那些代碼隨后會被隔離起來）。程序片不能調用固有方法，只有應用程序才可以。
(43) Java提供對注釋文檔的內建支持，所以源碼文件也可以包含它們自己的文檔。通過一個單獨的程序，這些文檔信息可以提取出來，并重新格式化成HTML。這無疑是文檔管理及應用的極大進步。
(44) Java包含了一些標準庫，用于完成特定的任務。C++則依靠一些非標準的、由其他廠商提供的庫。這些任務包括（或不久就要包括）：
■連網
■數據庫連接（通過JdbC）
■多線程
■分布式對象（通過Rmi和Corba）
■壓縮
■商貿
由于這些庫簡單易用，而且非常標準，所以能極大加快應用程序的開發速度。
(45) Java 1.1包含了Java Beans標準，后者可創建在可視編程環境中使用的組件。由于遵守同樣的標準，所以可視組件能夠在所有廠商的開發環境中使用。由于我們并不依賴一家廠商的方案進行可視組件的設計，所以組件的選擇余地會加大，并可提高組件的效能。除此之外，Java Beans的設計非常簡單，便于程序員理解；而那些由不同的廠商開發的專用組件框架則要求進行更深入的學習。
(46) 若訪問Java句柄失敗，就會丟棄一次異常。這種丟棄測試并不一定要正好在使用一個句柄之前進行。根據Java的設計規范，只是說異常必須以某種形式丟棄。許多C++運行期系統也能丟棄那些由于指針錯誤造成的異常。
(47) Java通常顯得更為健壯，為此采取的手段如下：
■對象句柄初始化成null（一個關鍵字）
■句柄肯定會得到檢查，并在出錯時丟棄異常
■所有數組訪問都會得到檢查，及時發現邊界違例情況
■自動垃圾收集，防止出現內存漏洞
■明確、“傻瓜式”的異常控制機制
■為多線程提供了簡單的語言支持
■對網絡程序片進行字節碼校驗

到此，相信大家對“Java語言和C++語言的差異是什么”有了更深的了解，不妨來實際操作一番吧！這里是億速云網站，更多相關內容可以進入相關頻道進行查詢，關注我們，繼續學習！