C++ czy Java: co będzie najlepsze dla projektu Twojej firmy?

C++ czy Java - co jest szybsze? Przy projekcie wymagającym wyboru języka programowania to pytanie pada regularnie, bo Java i C++ są dziś powszechne w programowaniu konkursowym. Firmy często sięgają po te dwa języki ze względu na kilka fantastycznych cech. Mają podobną składnię, umożliwiają programowanie obiektowe (OOP) i napędzają jedne z najpotężniejszych systemów korporacyjnych na rynku. Większość programistów C++ powie Ci, że przeniesienie projektu z C++ do Javy jest proste, bo konstrukcja i składnia są zbliżone.

Mimo podobieństw oba języki się różnią. C++ jest językiem kompilowanym, a Java interpretowanym. Przyjrzyjmy się więc kluczowym różnicom między Javą a C++. 

Czym jest język C++? 

C++ (czytany „C plus plus”) to obiektowy język programowania. Jest częścią rozwoju rodziny języków C, dokonanego przez znanego informatyka Bjarne'a Stroustrupa. C++ powstał jako wieloplatformowe rozwinięcie C. Daje programistom większą kontrolę nad pamięcią i zasobami systemu.

C++, nazywany czasem „C z klasami”, ma cechy programowania obiektowego. Należą do nich między innymi klasy definiowane na fundamencie języka C. Poza tym C++ przez lata był bardzo cennym językiem - nie tylko w programowaniu, ale i w uczeniu nowych programistów, jak działa programowanie obiektowe. 

Pozwala jednak nie tylko na programowanie obiektowe, ale też proceduralne i funkcyjne. W C++ powstaje mnóstwo oprogramowania, aplikacji, stron, graficznych interfejsów użytkownika (GUI), systemów operacyjnych i gier - dzięki jego dużej elastyczności i skalowalności.

Dziś C++ wciąż jest bardzo popularny dzięki ogromnej wszechstronności. Pozwala programistom projektować aplikacje działające na wielu systemach operacyjnych i platformach. Choć to język wysokiego poziomu, dzięki silnemu powiązaniu z językiem maszynowym możemy używać C++ do operacji niskopoziomowych.

Czym jest język Java? 

Java to język ogólnego przeznaczenia, oparty na klasach, obiektowy, o niskich wymaganiach wdrożeniowych. To platforma do tworzenia aplikacji. Java jest szybka, bezpieczna i niezawodna. Szeroko wykorzystuje się ją do tworzenia aplikacji na laptopach, w centrach danych, na konsolach do gier, w superkomputerach naukowych, telefonach komórkowych i innych urządzeniach.

Javy wciąż używa się do tworzenia nowych, kreatywnych produktów i usług cyfrowych przyszłości. Większość dzisiejszych aplikacji Javy łączy środowisko uruchomieniowe z aplikacją. Wiele programów, a nawet niektóre strony, zadziała jednak tylko wtedy, gdy masz zainstalowaną Javę na komputerze. Strona Java.com jest dla użytkowników, którzy wciąż mogą potrzebować Javy w aplikacjach desktopowych, zwłaszcza celujących w Javę 8. 

Programiści i użytkownicy, którzy chcą uczyć się programowania w Javie, powinni zajrzeć na stronę dev.java , a użytkownicy biznesowi na oracle.com/java.

Przejdźmy teraz do podobieństw obu języków. 

C++ i Java to dobrze znane języki programowania. Różnią się na wiele sposobów, ale mają też sporo wspólnego. Oto kilka podobieństw:

1. Wykonanie

Kod źródłowy Javy, czyli plik .java, przy kompilacji zamienia się w kod bajtowy, czyli plik .class. Przy uruchomieniu JVM (Java Virtual Machine) wczytuje plik .class i tłumaczy go na kod maszynowy. Po skompilowaniu wywołań metod (kompilatorem Just-In-Time, JIT) JVM uruchamia zoptymalizowany kod. 

Java jest więc językiem kompilowanym i interpretowanym. C++ natomiast uruchamia kod wyłącznie przez kompilator. Kompilator C++ kompiluje kod źródłowy i zamienia go w kod maszynowy. C++ jest szybszy niż Java, ale nie jest niezależny od platformy.

2. Funkcje

Zarówno C++, jak i Java mają różne elementy programowania obiektowego, które dają szerokie możliwości. Część cech obsługuje jeden, część drugi. Choć oba języki wykorzystują ideę OOP, żadnego nie da się uznać za w 100% obiektowy. 

Ponieważ Java ma podstawowe typy danych, nie możemy uznać jej za język w pełni obiektowy. C++ z kolei ma typy zbliżone do prymitywnych i pozwala implementować metody bez używania jakiegokolwiek typu danych. Nie jest więc w 100% obiektowy.

Poniżej tabela z funkcjami oferowanymi przez oba języki:

3. Środowisko

Java jest językiem niezależnym od platformy. C++ z kolei jest zależny od platformy. Kod C++ musimy tworzyć i uruchamiać na tej samej platformie. Java oferuje WORA - napisz kod raz i uruchamiaj gdziekolwiek.

Przyjrzyjmy się podstawowym różnicom między C+ a Javą. 

1. Budowa języków i ekosystemy

C++ pojawił się w 1985 roku jako nakładka na kompilatory C, podobnie jak TypeScript kompiluje się do JavaScriptu. Większość współczesnych kompilatorów C++ tworzy natywny kod maszynowy. Niektórzy twierdzą, że kompilatory C++ utrudniają przenośność i wymagają przebudowy pod nowe architektury. Ale kod C++ działa na niemal każdej platformie procesorowej.

Java z kolei ukazała się w 1995 roku i nie kompilowała się bezpośrednio do kodu natywnego. Zamiast tego generuje kod bajtowy - pośrednią formę binarną wykonywaną na maszynie wirtualnej Javy (JVM) - co oznacza, że wynik kompilatora Javy potrzebuje natywnego programu wykonywalnego dla danej platformy.

C++ i Java to języki w stylu C, bo ich składnia wywodzi się z C. Najbardziej rzuca się w oczy różnica ekosystemów: C++ może wywoływać biblioteki napisane w C lub C++ oraz API systemu operacyjnego. Java natomiast nadaje się do bibliotek javowych. 

Programiści mogą sięgnąć po API Java Native Interface (JNI), żeby dostać się do bibliotek C z poziomu Javy. Jest to jednak podatne na błędy i wymaga trochę kodu w C lub C++. Ponieważ C++ jest językiem niższego poziomu, łatwiej niż Java komunikuje się ze sprzętem.

2. Typy generyczne, pamięć i więcej

W pewnych sytuacjach wybór między C++ a Javą jest prosty. Poza grami natywne aplikacje na Androida powinny używać Javy. Dla najlepszej animacji w czasie rzeczywistym większość twórców gier wybiera C++ albo inny język; zarządzanie pamięcią w Javie potrafi powodować opóźnienia w trakcie rozgrywki.

Ta dyskusja nie obejmuje jednak programów wieloplatformowych, które nie są grami. W tym scenariuszu ani C++, ani Java nie są dobrym wyborem, bo są zbyt złożone do skutecznego budowania GUI. W projektach o wysokiej wydajności najlepiej napisać moduły w C++ do najcięższych zadań, a GUI w języku przyjaźniejszym programiście.

Porównajmy dalej. C++ czy Java - co jest najlepsze dla Twojej firmy? 

Poza cechami z tabeli przyjrzyjmy się elementom programowania obiektowego (OOP). Należą do nich dziedziczenie wielokrotne, typy generyczne i szablony oraz refleksja. Oba języki pozwalają na OOP. Java go wymaga, a C++ wspiera go funkcjami globalnymi i danymi statycznymi.

3. Szybkość działania

Choć Java ma dobrą szybkość działania, C++ wciąż dominuje. Powód jest taki, że ręczne zarządzanie pamięcią w rzeczywistych zastosowaniach bije odśmiecanie. Kompilacja JIT pozwala Javie wyprzedzać C++. W wielu nietrywialnych przypadkach wygrywa jednak C++.

W porównaniu z ograniczonym użyciem alokacji na stercie w C++ standardowa biblioteka pamięci Javy mocno obciąża odśmiecacz. Java jest jednak wciąż szybka i powinna wystarczyć, chyba że opóźnienia są dużym problemem - jak w grach albo aplikacjach z ograniczeniami czasu rzeczywistego.

4. Refleksja

W Javie informacje o strukturze można odczytać w czasie działania. Ta cecha nazywa się refleksją. To jak przystawienie obiektowi lustra, żeby zobaczyć, co jest w środku. C++ nie ma pełnej refleksji, a współczesny C++ oferuje informacje o typach w czasie działania (RTTI). 

RTTI rozpoznaje konkretne typy obiektów w czasie działania. Nie ma jednak dostępu do informacji takich jak składowe obiektu.

5. Zarządzanie pamięcią

Istotną różnicą między C++ a Javą jest kontrola pamięci. Są dwa podejścia: ręczne i automatyczne. W ręcznym programiści muszą sami pilnować i zwalniać pamięć. W automatycznym komputer analizuje, które klasy wciąż są używane, żeby odzyskać nieużywaną pamięć. Przykładem jest odśmiecanie w Javie.

Java wymaga pamięci z odśmiecaniem, co ułatwia zarządzanie nią w porównaniu z metodą ręczną. Eliminuje też błędy przy zwalnianiu pamięci, które mogą prowadzić do problemów z bezpieczeństwem. C++ nie wspiera automatycznego zarządzania pamięcią, ale obsługuje rodzaj odśmiecania zwany inteligentnymi wskaźnikami. 

Inteligentne wskaźniki korzystają ze śledzenia referencji. Użyte właściwie, oba rozwiązania są bezpieczne i bardzo funkcjonalne. C++ ma też destruktory, które sprzątają i zwalniają zasoby, gdy obiekt jest niszczony.

6. Zastosowania

C++ napędza dziś miliony urządzeń, których używamy. Od tworzenia gier po zastosowania naukowe i wszystko pomiędzy. C++ znajdziesz niemal wszędzie - od komputerów i telefonów po konsole do gier i loty kosmiczne. W C++ możesz tworzyć:

• Gry. Przykłady to StarCraft, WarCraft i Counter-Strike.
• Bazy danych takie jak MySQL i MongoDB
• Przeglądarki internetowe. Między innymi Google Chrome, Safari, Mozilla Firefox i Opera.
• Systemy operacyjne takie jak macOS, Windows i iOS
• Badania naukowe jak NASA i CERN
• Wirtualna rzeczywistość (VR), na przykład Unreal Engine
• Uczenie maszynowe, na przykład TensorFlow
• Efekty specjalne w produkcji filmowej
• Technologie finansowe. W tym bankowość, handel i modelowanie finansowe.
• Wyszukiwarka Google
• Telekomunikacja jak internet, telefonia i infrastruktura telekomunikacyjna
• Silniki gier w tym Unreal Engine, Xbox, PlayStation i Nintendo Switch.
• Internet rzeczy (IoT) - urządzenia takie jak telewizory, samochody, smartwatche, sprzęt medyczny, AGD i inne. 
• Oprogramowanie lotnicze, na przykład w samolotach pasażerskich i wojskowych  

Z drugiej strony inżynierowie oprogramowania, programiści webowi i javowcy używają Javy w wielu złożonych projektach. Java jest standardem w grach, serwisach i aplikacjach. Napędza miliony telefonów, telewizorów, oprogramowania firmowego i innych urządzeń na świecie. W Javie możesz tworzyć: 

• Chatboty
• Bezpieczne aplikacje webowe
• Aplikacje mobilne na Google OS i Androida
• Aplikacje chmurowe - współdzielenie plików, poczta i maszyny wirtualne
• Gry na Androida - Minecraft
• Urządzenia internetu rzeczy (IoT) - łączą urządzenia z maszynami w branżach takich jak zarządzanie łańcuchem dostaw i ochrona zdrowia. 
• Aplikacje naukowe jak obliczenia badawcze i medyczne, przechowywanie danych i automatyzacja

Przyjrzyjmy się teraz bliżej kilku kluczowym zastosowaniom C++ i Javy, które każdy powinien znać:

C++ czy Java w data science

1. C++

Mimo błyskawicznej wydajności i dużej popularności C++ nie jest częstym wyborem w data science. Powód jest prosty: to kwestia produktywności kontra wydajności.

C++ byłby idealny do budowania niskopoziomowych, wydajnych algorytmów uczenia maszynowego dla większej efektywności. 

2. Java

Java należy do najpowszechniejszych języków programowania na świecie. To otwartoźródłowy język obiektowy znany z doskonałej efektywności i szybkości. Ekosystem Javy wspiera nieskończony wachlarz zaawansowanych technologii, w tym oprogramowanie użytkowe, strony i wiele innych.

Używanie Javy jako głównego języka data science ma kilka zalet. Wiele firm doceni bezproblemowe wpięcie skompilowanego kodu data science do istniejącej bazy kodu. Szybkość i bezpieczeństwo typów w Javie to spore korzyści.

Java to wydajny język ogólnego przeznaczenia. Dobrze nadaje się więc do budowania szybkiego kodu produkcyjnego ETL. Sprawdza się też przy kosztownych obliczeniowo algorytmach uczenia maszynowego.

Nasz werdykt: Java

C++ czy Java w tworzeniu stron

1. C++ 

C++ to język średniego poziomu, wprowadzony w 1980 roku jako rozszerzenie Objective C. To podstawowy język, bardzo przydatny i prosty do nauki. C++ dokłada do Objective C programowanie obiektowe, obsługę wyjątków i sprawdzanie typów. 

Ten język wspiera koncepcje OOP, takie jak abstrakcja. Ma solidną bibliotekę standardową. Jest też szybki i skuteczny w mechanizmach kompilacji. Nie ma jednak automatycznego odśmiecania pamięci. 

2. Java

Sun Microsystems stworzył Javę w 1990 roku, żeby ulepszyć język C++. Projektowano ją zgodnie z filozofią Write Once, Run Anywhere. Dziś należy do Oracle i jest jednym z najszerzej używanych języków backendowych w tworzeniu stron. 

Java trzyma się zasad OOP i ma bogate w funkcje otwartoźródłowe biblioteki. Do tego jest łatwa do nauki dzięki łagodnej krzywej uczenia i wysokiej produktywności. W przeciwieństwie do C++ Java umożliwia wielowątkowość, pozwalając uruchamiać kilka wątków jednocześnie, co daje maksymalne wykorzystanie CPU. Przy niewielkich zmianach w kodzie pozwala skalować się poziomo i pionowo.

Nasz werdykt: Java

Elastyczność Javy w komunikacji z wieloma platformami czyni ją idealną do tworzenia ogromnych aplikacji webowych. Dzięki niej sięgniesz też po usługi takie jak peer web services, serwery baz danych i usługi backendowe. Do tworzenia stron dostępnych jest kilka platform javowych.

C++ czy Java w tworzeniu gier

1. C++

Tworzenie gier jest czasochłonne i wymaga języka o konkretnych cechach. I tu wchodzi C++. Ten język bije inne języki używane w produkcji gier. 

C++ utrzymuje znakomitą wydajność, bo kompiluje się do kodu maszynowego. Dzięki temu aplikacje w C++ działają niemal z szybkością maszyny. Języki wyższego poziomu wymagają tłumaczenia na kod maszynowy. Kod w C++ pisze się nieco dłużej niż programy wysokopoziomowe, ale to rozsądna cena za wydajność.

C++ celuje w zarządzaniu pamięcią. Daje większą kontrolę, elastyczność i możliwość optymalizacji zasobów gry. Współpracuje z popularnymi silnikami gier, takimi jak Unity i Unreal. Wreszcie C++ działa z niskopoziomowym C i asemblerem, dzięki czemu twórcy gier łatwiej pracują z elementami na poziomie sprzętu.

2. Java

Java to przyjazny język do aplikacji mobilnych i gier. Jeśli dopiero zaczynasz kodować, możesz zacząć od Javy i szybciej niż w wielu innych językach pisać, uruchamiać i debugować kod.

Gra napisana w Javie najpewniej uruchomi się na maszynie wirtualnej - programowym systemie obliczeniowym działającym niezależnie od systemów hosta. Maszyny wirtualne ułatwiają tworzenie i dystrybucję gier oraz innego oprogramowania, a także ich rozbudowę.

Język umożliwia wielowątkowość, pozwalając na równoległe działanie dwóch lub więcej zestawów instrukcji. Twórcy gier często wolą osobne wątki do różnych operacji, jak renderowanie grafiki i logika rozgrywki. Java ma też programowanie gniazd, które umożliwia dwustronną komunikację z serwerami. Dzięki temu programiści tworzą gry wieloosobowe bez dodatkowych technologii.

Nasz werdykt: C++

Java to elastyczny język używany przez małe studia gier. Napędzała jedne z najpopularniejszych aplikacji na iOS i Androida, w tym Minecrafta i Mission Impossible III. Ponieważ Java jest językiem wieloplatformowym, działa na niemal każdym systemie, w tym na Microsofcie i Linuksie.

C++ jest jednak wybitnym językiem do tworzenia gier. Jego niskopoziomowe elementy pozwalają operować sprzętem, dając bardzo interaktywne wrażenia z gry. Języki wyższego poziomu, jak Java, pisze się szybciej, ale brakuje im wszechstronności i szybkości C++. 

C++ czy Java w uczeniu maszynowym

1. C++

Zwięzłe podsumowanie C++ brzmiałoby: „elastyczny, potężny i trudny w użyciu”. Język jest dostępny od dawna i stanowi solidną, godną zaufania podstawę dla różnych urządzeń. Ceni się go też za szybkość, przez co jest narzędziem z wyboru dla twórców gier i programistów, którym zależy na szybkim działaniu aplikacji.

Choć nie jest dominującym językiem uczenia maszynowego, C++ daje kilka korzyści. Jest wydajny i zapewnia kontrolę. Pozwala kontrolować pojedyncze zasoby, takie jak CPU i zarządzanie pamięcią, umożliwia zmianę algorytmów i ma wiele bibliotek. 

2. Java 

Java jest dobrze znana w programowaniu korporacyjnym i systemach backendowych. Daje platformy do zadań uczenia maszynowego z graficznym interfejsem. Maszyna wirtualna Javy (JVM) pozwala pisać kod niezależny od platformy. Aplikacje javowe są skalowalne i powstają szybko.

Fink, Hadoop, Hive i Spark to znane frameworki data science napisane w Javie. W Javie pisze się produkcyjne bazy kodu. Ponieważ różne programy, aplikacje i infrastruktura firmy powstają w Javie, znikają problemy z łącznością i kompatybilnością.

Nasz werdykt: Java

Trzecim najpopularniejszym językiem programowania na GitHubie jest Java. Ten obiektowy język wyewoluował z C i C++. Dzięki temu eliminuje błędy C++. Łatwo się jej też nauczyć, mimo że to język wysokiego poziomu o prostej składni. Kod Javy składa się z metod i klas. Ze względu na przenośność to jeden z najważniejszych języków programowania. 

Python jest jednak bardziej znany w uczeniu maszynowym i wyprzedza Javę, C, C++ i C#. To dziś najbardziej poszukiwany język na GitHubie. Używa jednej z najbardziej naturalnych składni, prostszej od innych. 

Oto kluczowe zmienne, które bierzemy pod uwagę, wybierając najlepszy język programowania do konkretnego projektu:

1. Rodzaj aplikacji

Rodzaje aplikacji, które tworzysz - webowe, mobilne, firmware wbudowany itd. - mocno wpływają na wybór języka. W językach ogólnego przeznaczenia, takich jak Java, JavaScript, Python czy C#, zbudujesz różne aplikacje na wiele platform. 

W niektórych przypadkach konkretny język sprawdza się lepiej. Żeby zaprojektować natywną aplikację na iOS albo Androida, musisz znać Swift albo Objective-C, a przy firmware wbudowanym niezbędna jest znajomość C lub C++. 

2. Wielkość aplikacji

Zakres i wielkość projektu to kluczowe czynniki przy wyborze stosu technologicznego. Do małych zadań, takich jak proste strony marketingowe, prezentacje portfolio czy formularze zbierające dane, może wystarczyć PHP albo C#.

Średniej wielkości projekty z kilkoma warstwami, funkcjami i integracjami - jak sklepy internetowe, wewnętrzne systemy firmowe czy rozwiązania IoT - mogą skorzystać na szerszym języku, jakim jest Java. 

3. Łatwość utrzymania

Każdy język i stos technologiczny ma swój ekosystem bibliotek oraz wsparcie dostawców dla tych bibliotek. Żeby mieć pewność, że Twój wybór jest aktualny i pozostanie taki przez jakiś czas, weź pod uwagę trend i cykle aktualizacji.

Załóżmy, że chcesz zbudować wewnętrzny zespół programistyczny do obsługi swojego stosu technologicznego. Wtedy dostępność i kompetencje programistów wpłyną na koszty utrzymania w Twojej lokalizacji. Na przykład na amerykańskim Środkowym Zachodzie łatwiej zatrudnić inżynierów Javy niż programistów Ruby, Pythona czy PHP. Weź to pod uwagę przy wyborze języka, żeby zapewnić bazie kodu długowieczność.

C++ czy Java: co jest najlepsze dla Twojego projektu?

W Javie i C++ napiszesz wiele rodzajów programów. Ostatecznie C++ wykorzystuje się do oprogramowania wymagającego operacji „na poziomie sprzętu”. C++ jest bliżej języka maszynowego niż Java, przez co idealnie nadaje się do programów, które muszą działać szybko i wymagają bezpośredniego dostępu do pamięci, dysku, procesora czy innych podzespołów. Często używa się go w grach, gdzie liczy się szybkość.

Java potrafi operować sprzętem, ale rzadko używa się jej do programowania niskopoziomowego, bo jest językiem „bezpiecznym”. Ludzie wolą Javę do aplikacji wyższego poziomu, bo nie pozwala wykonywać pewnych funkcji, co chroni komputer. 

Ponieważ Java jest kręgosłupem rozwoju Androida, to język pierwszego wyboru przy tworzeniu aplikacji wyłącznie na Androida. Poza tym używa się jej w aplikacjach internetowych i desktopowych, w tym po stronie serwera. Java jest bardziej rozpoznawalna i uniwersalna, więc łatwiej znaleźć programistę Javy niż „trudniejszego” C++.

C++ nadaje się niemal do wszystkiego, ale nie zawsze jest konieczny. Java zwykle wystarczy do Twojego projektu i bywa znacznie skuteczniejsza niż inne języki. 

Jeszcze jedna świetna wskazówka przy wyborze języka, jeśli nie masz pewności co do złożoności projektu: opublikuj projekt w sieci i poproś programistów o opinie. Ich doświadczenie naprowadzi Cię na właściwy język.