从C++到Java —— C系列编程语言辨析总结

Apr 5 2021 10 minutes read (About 1543 words)

学习了各个主流编程语言后，经常学了这个忘了那个，故写此文对各语言进行总结和辨析。

基本类型

Java 拥有8大基本类型：byte, boolean, char, short, int, long, float, double
C++ 的基本类型包括：bool, (signed) char, (unsigned) short, (unsigned) int, (unsigned) long, float, double
C语言的基本数据类型有：(signed) char, (unsigned) short, (unsigned) int, (unsigned) long, float, double

注意，布尔类型Java叫boolean，C++叫bool，C语言默认没有。
字符类型Java使用双字节存储，而C/C++则使用单字节存储。
Java拥有字节类型byte，而C/C++没有。

数组

Java创建一个长度为n的数组：

1	boolean[] flags = new boolean[n];

Java创建数组的方式非常单一，就是在堆内存中开辟一段空间，然后赋值给一个引用。
而C/C++中更加常用的是创建栈空间数组：

1 2	int nums[3] = {1,2,3}; int *cnt = {1,2,3};

唯一不太灵活的地方是无法指定一个变量作为栈空间数组的大小（因为编译生成函数栈时就需要确定栈区大小）

所以，C/C++也是支持在堆空间中创建数组滴～但是注意，别忘了用完后释放内存！重新申请了新地址拷贝过去后也要释放原来地址的内存！
C++创建一个长度为n的数组：

1
2
3

bool *flags = new bool[n];
...
delete[] flags;

C语言创建一个长度为n的数组：

1	char flags = (char )malloc(n * sizeof(char));

由于C/C++通过指针创建数组，所以没法根据指针获得数组长度，而Java获取数组长度的方法为

1	int len = flags.length;

指针

C语言的概念，C++中引入了智能指针。Java采用引用替代了指针。

全局变量

C/C++中，在函数外部定义的变量称为全局变量，或外部变量。全局变量储存在静态存储区，在文件作用域范围内都能访问到。
Java为完全面向对象语言，不能在类作用域的外部定义全局变量。不过Java可以通过单例模式实现全局唯一对象。

类和对象

Java 根据类实例化一个对象的一般做法：

1	Test test = new Test();

C++根据类实例化一个对象的一般做法：

1	Test test = Test();

注意，C++中的new关键字是用来分配内存的，和delete关键字相对应；类似于C语言的malloc和free函数；而Java语言拥有垃圾回收机制，一般不需要手动处理内存分配和回收。

常量

Java中使用final来表示常量固定值
对于集合类型的转化方法

1	final List<?> constList = Collections.unmodifiableList(list);

接口

Java传递接口作为参数的三种方法

以sort函数中常用的比较器Comparator为例展示接口作为参数的3种实现方法。
先看比较器的源码定义：

public interface Comparator<T> {
  int compare(T o1, T o2);
  ...
}

Lambda函数(最简洁)

String[] strs = {"dog", "apple", "cat"};
Arrays.sort(strs, (o1, o2)->{
  return o2.comparesTo(o1);
});

这种方式比较特殊，仅用在接口里面只有一个抽象方法的情况。这种接口也成为Single Abstract Method（SAM）Interface。
Java8中新引入了 @FunctionalInterface 用来帮助在编译阶段检查是否为SAM接口。

new接口，并重写接口方法（最常用）

Integer arr[] = {2, 1, 3};
Arrays.sort(arr, new Comparator<Integer>() {
  @Override
  public int compare(Integer n1, Integer n2) {
    return n2 - n1;
  }
});

接口实现类（最传统）

Arrays.sort(list, new MyComparator());
...
class MyComparator implements Comparator<Integer> {
  @Override
  public int compare(Integer n1, Integer n2) {
    return n2 - n1;
  }
}

常用类型

字符串

C语言使用指向字符类型的指针 char* 作为字符串，通过’\0’ 标识字符串的末尾。C++标准库加入了 std::string 作为字符串。C语言和C++字符串之间的转化操作为：

char* hello_c = "hello, C";
std::string str = std::string(hello_c); // C转C++字符串

std::string hello_cpp("hello, Cpp");
const char* hello_cpp = hello_cpp.c_str();  // C++转C字符串，注意这里const指针表示不可以通过hello_cpp修改string的指针，但是string中内容修改是可以反映到hello_cpp的

到了Java语言，使用 java.lang.String 类作为常量字符串，涉及字符串修改的多用 java.lang.StringBuilder。

字符串常用操作

去除前后字符串

C语言和C++没有trim函数，需要手动处理

void trim(char* str) {
  while(str[0] == ' ') {
    str++;
  }
  while(str[strlen(str)-1] == ' ') {
    str[strlen(str)-1] = 0;
  }
}

字符串反转

C++借用了std::reverse的反转功能实现字符串的反转

1
2
3

cout << str << end;
reverse(str.begin(), str.end());
cout << str << end;

栈

C语言没有提供stack，需要自己构建。C++标准库提供了stack。Java提供了Stack实现

std::stack （C++）

获取栈顶元素
top()

去除栈顶元素
pop()

向栈中压入元素
push(v)

java.util.Stack

弹出栈顶元素
value = pop()

向栈压入元素
push(v)

队列

C++的栈和队列都是使用双端队列（deque）去实现的。Java提供了Queue接口，常用实现有LinkedList

std::queue (C++)

获取队首元素
front()

加入队尾
push(v)

从队首弹出
pop()

java.util.Queue

获取队首元素
top()

加入队尾
push(v)

从队首弹出
pop()

优先队列

std::priority_queue (C++)

获取队首元素： top()
从队首弹出：pop()

集合

C语言没有提供set，需要自己构建。C++标准库提供了set。Java提供了Set接口，实现类有HashSet。

std::set（C++）

插入元素

insert(const value_type& val)

删除元素

erase (const_iterator position)
erase (const value_type& val)

检查元素是否存在

const_iterator find (const value_type& val) const
iterator find (const value_type& val)
找不到则返回 set.end() 迭代器

java.util.Set

插入元素
boolean add(E e);

删除元素
boolean remove(Object o);

检查元素是否存在
boolean contains(Object o);

内存数据区

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