Java語言與C++語言的比較

摘要：Java語言是一門很優秀的語言。具有面向對象、與平臺無關、安全、穩定和多線程等優良特性，是目前軟件中極為健壯的編程語言。Java已成為網絡時代最重要的語言之一。與C++語言比較，Java是一種更純粹的面向對象程序設計語言。

關鍵詞：Java

面向對象

c++

編程語言

中國分類號：TP312

文獻標識碼：A

文章編號：1002-2422(2010)03-0088-03

1 Java語言的特點

(1)簡單性

Java繼承了C／C++的語法，丟棄了其中不常用又容易引起混淆的功能，特別是非面向對象的內容，取消了c語言的結構、指針、#define語句、多重繼承、全局變量和函數、GOTO語句、操作符重載和自動類型轉換等等。

(2)面向對象

Java是一種純面向對象的語言，具有封裝、繼承和多態的特性，無全局變量或函數，可以被用于面向對象這種現代軟件工程。

(3)分布式

Java包括一個支持HTTP和FTP等基于TCP／IP協議的子庫。因此，Java應用程序可憑借URL打開并訪問網絡上的對象，象本地一樣。

(4)解釋型

Java寫成的源代碼需要被編譯成高階的字節碼，其與機器架構無關。然后，這種字節碼在任何Java的運行環境中由Java虛擬機解釋執行。保證了Java與平臺無關性和可移植性。解釋執行與及時編譯技術的完美結合，提供了相當高的運算性能。

(5)多態的支持

Java是一種非常注重對象形態轉換的語言，所以在編譯時期就會做形態轉換檢查，在執行時期，Java也會做一些形態上的檢查。

(6)垃圾收集和異常處理

由于Java垃圾收集器會做自動的垃圾收集，這里的垃圾指一些不會被再使用的對象，所以程序設計者不需費心。內存會被自動地管理，Java本身提供了許多面向對象的異常(Exception)處理，所以程序在執行時期所發生的錯誤，都可以由程序自己來處理。

(7)安全性

Java設計時對系統的安全，特別是網絡安全做了周密的考慮。通過字節碼驗證、內存調用方式、資源使用權限等進行多層次的安全管理。Java被認為是在任何系統上最安全的應用程序之一。

2 Java的技術平臺

Java不僅僅是一種語言，更重要是一種區別于傳統系統，遵循“網絡就是計算機”信條的平臺技術。Java平臺將面向對象系統擴展成包括程序和數據的網絡計算機，而這個平臺的核心就是Java虛擬機。Java虛擬機的概念和實現使Java平臺成為萬能開發平臺，實現了Java程序“編寫一次，到處運行”。Java虛擬機是一種抽象化的計算機，可以在其上面執行Java的字節碼。其本身的設計原則是“小而簡單”，目的是為了盡可能在所有機器上都能安裝。這樣的精簡原則，使得其能夠在現有的各種平臺上都可以順利執行，適合各種網絡的環境。Java的技術平臺的工作原理：第一步Java用一個編譯器將源程序代碼(.java)轉換成可執行程序(.class)，Java編譯器生成的是獨立于處理器結構的字節代碼。第二步字節代碼用一個Java虛擬機來執行，JVM是理想化的Java處理芯片，通常是在軟件上實現而不是在硬件上實現。

3 Java語言和c++語言的比較

c++和Java都屬于雜合語言，允許采用多種編程風格。C++是一種雜合語言，支持與c語言的向后兼容能力。由于C++是c的一個超集，所以包含的許多特性都是c語言不具備的，這些特性使C++在某些地方顯得過于復雜。但在Java中，設計者覺得這種雜合并不象在C++里那么重要。JavB保留了C++的語法，但忽略了資源引用、指針算法、操作符重載等潛在危險，是C／C++的簡化版本。所以Java雖然是從C++衍生出來，Java和C++之間仍存在一些顯著的差異，這些差異代表著技術的極大進步，證明了Java是一種比c++更優秀的程序設計語言。從面向對象(00)程序設計的角度，論述一下Java和C++的重要差異：

(1)單根結構

在c++中，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，采用了一種單根式的分級結構，因此所有對象都是從根類統一繼承。盡管這表面上看似乎造成了限制，但由于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，Java的強制單根結構更好地符合了面向對象(00)語言的標準。

(2)取消指針

Java和C++用new創建一個對象的時候，例如：Strings=new String(“object”)：都會獲得一個對象引用。然而，C++對象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對象引用并不一定局限于創建時的位置。可根據情況任意定義，這便消除了對指針的部分需求。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。在c++里，必須用大量采用指針指向任意一個內存位置，這同時會使其變得不安全，也是Java不提供這一支持的原因。在Java里，沒有象C++那樣的指針，Java允許其以更安全的形式達到相同的目標。Java沒有全局函數，只有類，因而可以用傳遞的方式實現對象的引用。

(3)自動垃圾收集機制

Java中沒有C++“破壞器”，變量不存在“作用域”的問題。Java有個finalize()方法是每一個類的成員，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。如需在一個特定的地點做某件事情，必須創建一個特殊的方法，并調用它，不能依賴finalize()方法。由Java不支持破壞器的概念，針對類內的基礎類以及成員對象，Java采用垃圾收集器自動清除，所有對象都會被當作“垃圾”收集掉。自動垃圾收集意味著在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。而在另一方面，C++中的所有對象必須用finalize()方法破壞，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。Java垃圾收集器是在C++基礎上的一種極大進步，使許多編程問題得以解決。

(4)異常控制機制

Java的異常規范比c++的出色得多。Java中的所有異常都是從基礎類Throwable里繼承而來的，所以可確保得到的是一個通用接口。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。被取代的方法必須遵守那一方法的基礎類的異常規范，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，最終得到的是更為“健壯”的異常控制代碼。

(5)單一繼承

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，與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，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，所有類最終都會從Object里自動繼承。和C++不同，Java不存在明確的構建器初始化列表，但Java編譯器會強迫在構建器主體的開頭進行全部的基礎類初始化，而且不允許在主體的后面部分進行這一工作。其語法如下：

public class A extends B{public A(String msg){super(msg)；∥調用基礎類構建器}pubic C(int i){ super.C(i)；∥調用基本方法}}

Java提供了一個interface關鍵字，其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，因為不能創建屬于那個類的一個對象。一個抽象類可包含抽象方法，并不要求在其里面包含什么東西，但其也能包含用于具體實現的代碼。因此，其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。為創建一個實例的一個interface(接口)，需使implements關鍵字。其語法類似于繼承的語法，如下：

public interface Face

public void Output()：}

public class C extends B implements Face{public void Output()fSystem，out，println(“an object”)，}}

4結束語

盡管Java以c++為基礎，但Java是一種更純粹的面向對象程序設計語言，面向對象編程(OOP)具有多方面的吸引力。Java語言不僅可以用來開發大型的應用程序。而且特別適合于Internet的應用開發。