C và C++ là những ngôn ngữ lập trình cơ bản được sử dụng rộng rãi và ngày có nhiều tính năng mới hơn. Liệu hai ngôn ngữ này có hoàn toàn giống nhau hay không, ngoài những điểm tương đồng thì C và C++ có gì khác nhau. Các thông tin liên quan giữa hai ngôn ngữ lập trình C và C++: điểm tương đồng, khác biệt, tương lai của ngôn ngữ C++… sẽ được cpphinditutorials.com chia sẻ chi tiết ở chuyên đề về C và C++ hôm nay.
Khái niệm cơ bản về ngôn ngữ lập trình C
Ngôn ngữ lập trình C là một ngôn ngữ lập trình phổ biến nhất thế giới. Ngôn ngữ C hoạt động đơn giản và sử dụng linh hoạt với các cấu trúc độc lập. Từ khi hình thành cho đến thời điểm hiện tại, ngôn ngữ C đã có nhiều cải tiến về tính năng, công nghệ lập trình.
Các ứng dụng và hệ điều hành lớn như Windows và nhiều chương trình phức tạp khác như Oracle database, Git, Python Interpreter,… đều đang sử dụng ngôn ngữ C để viết. Có thể nói rằng ngôn ngữ C là “ngôn ngữ mẹ” làm tiền đề để phát triển nhiều hệ ngôn ngữ mới như C++, C# và Java.
Giới thiệu về C++ và sự phát triển của nó
C ++ là middle-level languages tích hợp nhiều tính năng để lập trình linh hoạt cho cả ngôn ngữ bậc thấp và các ứng dụng bậc cao.
Ngôn ngữ C ++ có thể dùng để viết và chạy trên nhiều nền tảng khác nhau như Windows, Mac OS cùng với nhiều phiên bản của UNIX.
Sử dụng C++ sẽ sở hữu được nhiều tính năng lập trình độc đáo như: lập trình hướng đối tượng, lập trình tổng quát, dữ liệu tổng hợp…
Các điểm tương đồng giữa C và C++
Cơ bản về cú pháp và cấu trúc lệnh
Cú pháp và cấu trúc lệnh của C và C++ đều cho phép có sự tổng hợp của mã lệnh và dữ liệu. Các hàm hay các khối mã lệnh (Code Block) đều được tạo bởi một tập hợp nhiều câu lệnh tuần tự giữa dấu ngoặc mở và đóng xoắn như dưới đây:
do
{
i = i + 1;
.
.
.
} while (i < 40);
Cả C và C++ đều là ngôn ngữ cấu trúc hỗ trợ nhiều cấu trúc dùng cho vòng lặp (loop). Chẳng hạn như: cấu trúc vòng lặp while, do-while và for.
C sẽ có 32 từ khóa. C++ sẽ bao gồm 32 từ khóa của ngôn ngữ C và có thêm nhiều từ khóa mở rộng khác.
Cả C và C++ đều có quy định trong lập trình như nhau, chẳng hạn như:
- Con trỏ của cả C và C++ đều sử dụng con trỏ theo cùng một cách.
- Tất cả từ khóa của C và C++ đều là chữ thường (không in hoa)
- C và C++ đều có chung cú pháp khi khai báo biến, dấu chấm phẩy cuối dòng, quy ước đặt tên
- Hàm main() luôn là hàm đầu tiên được gọi đến khi một chương trình bắt đầu chạy một chương trình trên cả ngôn ngữ C và C++
Ví dụ:
main ()
{
/* ví dụ */
int i = 0;
i = i + 1;
.
.
}
Sự hỗ trợ đa năng và cấu trúc điều khiển
C và C++ đều có khả năng hỗ trợ đa năng, thực hiện các cấu trúc điều khiển. C++ thừa hưởng được nhiều kế thừa tài nguyên của C nên về cơ bản hai ngôn ngữ này sẽ có nhiều điểm tương đồng về nền tảng lập trình chung.
Hiệu suất và hiệu năng gần với phần cứng
Cả C và C ++ đều được đánh giá là có hiệu suất và hiệu năng gần với phần cứng hơn hầu hết các ngôn ngữ lập trình khác khi thực hiện lập trình chung một mục đích. Phần cứng và phần mềm lập trình của C và C++ được kết hợp chặt chẽ với nhau tạo ra các tính năng tùy chọn hợp lý, hoàn hảo về mặt kỹ thuật và đều viết bằng tập hợp con trỏ nên tạo nên các mã phù hợp để gặp ít rắc rối nhất và tạo nên sự tương thích giữa phần cứng – phần mềm.
Khả năng tương tác với hệ thống và phần cứng
C và C++ nổi bật với tính năng của một ngôn ngữ bậc cao và ngôn ngữ bậc cấp nên lập trình viên có thể dùng để lập trình cho các loại phần cứng khác nhau. Có thể nói rằng C và C++ thân thiện với phần cứng hơn bất cứ ngôn ngữ lập trình nào khác.
Các hệ thống thông tin của đồng hồ thông minh, hệ thống GPS, máy nghe nhạc mp3… hiện nay thường chọn C và C++ để viết giúp đảm bảo khả năng tương tác giữa hệ thống và phần cứng tốt nhất.
Các điểm khác nhau giữa C và C++
Hướng đối tượng trong C++
C++ là ngôn ngữ lập trình “lai” được dùng để lập trình cho cả cấu trúc cơ bản lẫn nâng cao với lập trình hướng đối tượng. Lập trình viên có thể đưa các tư duy logic, thuật toán cáp cao để tiếp cận và giải quyết vấn đề bằng máy tính.
C++ sẽ tạo nên các phương pháp và thiết kế phần mềm dựa trên các cấu trúc nhiều lớp và đối tượng, mỗi đối tượng sẽ thuộc các lớp khác nhau và tự quản lý các dữ liệu riêng của chúng.
Đặc điểm của lập trình hướng đối tượng
Lập trình hướng đối tượng bằng ngôn ngữ C++ sẽ có những đặc điểm nổi bật như:
- Tính đóng gói (Encapsulation) dùng để che dấu đi những đối tượng xywr lý bên trong và cần phải tác động qua các method public của đối tượng đó mới có thể thay đổi trạng thái của chúng.
- Tính kế thừa (Inheritance) dùng để kế thừa các kỹ thuật mà một đối tượng trong C++ đã có để tránh hiện tượng code lặp dư thừa.
- Kế thừa một cấp (Single level Inheritance) là kỹ thuật để kế thừa của các class cha và một class con
- Tính đa hình (Polymorphism) để lập trình cho các đối tượng thuộc các lớp khác nhau có thể hiểu cùng một thông điệp giống nhau theo nhiều cách khác nhau. Chẳng hạn như: Chúng ta có 2 con vật: gà, chó. Hai con vật này khi nhận được mệnh lệnh là “hãy kêu” thì gà kêu “ò ó o”, chó kêu “gâu gâu”.
- Tính trừu tượng(Abstraction) dùng để định nghĩa các hành động hoặc tính chất của một lớp đối tượng nào đó.
Lợi ích và ứng dụng của hướng đối tượng trong C++
Lập trình hướng đối tượng C++ sẽ mang đến những lợi ích và có thể phát triển với nhiều ứng dụng khác nhau. Chẳng hạn như:
- Khả năng tái sử dụng linh hoạt.
- Dự phòng dữ liệu ở 2 nơi riêng biệt và duy trì mã để tiết kiệm thời gian sửa đổi.
- Tính bảo mật cao, thiết kế và sửa chữa mọi thứ một cách dễ dàng với rủi ro thấp.
- Lập trình hướng đối tượng bằng C++ có năng suất tốt hơn. Dễ dàng lập trình đa hình và xử lý sự cố nhanh chóng.
Ứng dụng C++ vào thế giới thực tế và các phần mềm, phần cứng vô cùng đa dạng. Chẳng hạn như:
- Dùng C++ để viết các hệ điều hành: Mac OS X hoặc các phần mềm lớn của Microsoft như Windows, Microsoft Office hoặc IDE Visual Studio đều viết bằng C++.
- Các trò chơi cũng được lập trình bằng C++. Đặc biệt là những trò chơi với đồ họa 3D phức tạp, cần tương tác và kết nối online giữa nhiều người chơi với nhau.
- Ứng dụng dựa trên GUI cho các hệ thống phần mềm của của Adobe như Photoshop, Illustrator… cũng được phát triển bằng C++.
- Các hệ thống trình duyệt web lớn của Mozilla Firefox, ứng dụng của Google… được hỗ trợ lập trình chuyên nghiệp bởi C++.
Hệ thống nhúng, hệ thống ngân hàng, các trình biên dịch… Thiết bị y tế, máy bay, trạm không gian, vật lý hạt nhân… đều đang dùng C++ để lập trình.
Thư viện chuẩn và phong phú hơn trong C++
C++ hỗ trợ thư viện phong phú với nhiều thông tin khác nhau. C++ (STL) có sẵn nhiều chức năng giúp cộng đồng lập trình viên lấy mã nhanh và không mất quá nhiều thời gian để nghiên cứu. Các ngôn ngữ khác không hỗ trợ sẵn con trỏ nhưng với C++ thì con trỏ cũng được hỗ trợ chuyên nghiệp.
Cơ chế tự động quản lý bộ nhớ
Cơ chế tự động quản lý bộ nhớ của C++ được thực hiện đơn giản trong hầu hết các trường hợp. Quản lý bộ nhớ có thể thực hiện bằng các câu lệnh new, delete, new[], delete[]… Ngoài ra còn có bộ gom rác (Garbage collection) được xử lý với việc quản lý bộ nhớ động để hỗ trợ, bổ sung và quản lý tự động cho mọi dữ liệu.
Tích hợp STL (Standard Template Library) trong C++
Thư viện chuẩn C++ (STL) hỗ trợ cho lập trình viên vào ra dữ liệu một cách dễ dàng hơn. Thư viện STL trong C++ có lượng thông tin vô cùng lớn và chia thành nhiều template khác nhau. Chẳng hạn như:
- Containers Library chuyên về các cấu trúc dữ liệu mẫu cho các lớp cấu trúc như: vector, stack, queue, deque, set, map,…
- Algorithm Library là nơi tổng hợp khoa học cho các thuật toán đã được viết sẵn.
- Iterator Library là kho dữ liệu để truy cập các biến lặp, dữ liệu của các containers, con trỏ…
- Numeric Library là template chuyên chứa các hàm toán học.
Sự phát triển và tích hợp công nghệ mới trong C++
C++ từ khi hoạt động cho đến hiện tại đã phát triển lên các bậc cao hơn như C++11, C++14 và C++17. Trong các phiên bản C++ này đã phát triển thêm nhiều công nghệ mới như: biểu thức lambda, con trỏ thông minh, vòng lặp dựa trên phạm vi, từ khóa constexpr…
Thư viện mẫu tiêu chuẩn (STL) cũng đã cập nhật liên tục các lớp vùng chứa, thuật toán và các các vùng chứa mới, như unordered_set và unordered_map, giúp hoạt động lập trình với C++ phát triển mạnh và ứng dụng rộng hơn.
Đến bước phát triển vượt bậc nhất trong C ++ 20: – C++2 thì hệ thống thư viện đã bổ sung thêm nhiều tính năng mới như: mô-đun, coroutines, so sánh ba chiều cũng như cải thiện thêm cho biểu thức lambda ở các phiên bản C++ trước đó. Các tính năng mới này nhằm mục đích đơn giản hóa mã, cải thiện hiệu suất và nâng cao tính biểu cảm.
Lựa chọn ngôn ngữ lập trình phù hợp : Khi nào nên sử dụng C hoặc C++
Tùy vào từng trường hợp để chọn sử dụng C và C++ một cách hợp lý. Cụ thể:
Khi nào nên sử dụng ngôn ngữ C
Ứng dụng đòi hỏi hiệu năng cao và kiểm soát gần với phần cứng
Ngôn ngữ C sẽ giúp tiếp cận dễ dàng với các phần cứng, tăng cơ hội tương tác và kiểm soát các phần cứng tốt hơn. Đối với các phần cứng đơn giản, cần hệ thống nhúng và các cơ chế tự động quá thì nên dùng ngôn ngữ C.
Phát triển phần mềm nhúng và hệ thống thời gian thực
Các phần mềm nhúng của thiết bị điện điện tử, thiết bị y tế hoặc các hệ thống cần đến thời gian thực chọn ngôn ngữ C cũng mang đến nhiều lợi ích hơn. Ngôn ngữ này sẽ đảm bảo về tài nguyên và dữ liệu tiêu thụ ở mức cơ bản giúp hệ thống có tính thực thi nhanh hơn.
Khi nào nên sử dụng ngôn ngữ C++
Phát triển ứng dụng desktop và ứng dụng đa năng
Với các ứng dụng mang tính phát triển bậc cao, cần nhiều tính năng phức tạp thì nên chọn ngôn ngữ C++. C++ có lập trình hướng đối tượng lại có thể xử lý các tác vụ khó của máy tính, lập trình công nghệ kỹ thuật số cũng như xử lý đồ họa cao cấp… Các nhà phát triển và mở rộng đối tượng mục tiêu đa dạng cho các ứng dụng sẽ được hỗ trợ lập trình chuyên nghiệp hơn với C++.
Xây dựng trò chơi máy tính và ứng dụng hướng đối tượng
Trò chơi 3D và kết kết nối nhiều người chơi, cần đồ họa phức tạp, nhiều thuật toán và tính năng phong phú thường dùng C++ thay vì dùng ngôn ngữ C. Đặc biệt là các trò chơi và ứng dụng hướng đối tượng có sử dụng cảm biến di động hoặc đồ họa chuyển động hay thực tế ảo đều cần đến ngôn ngữ C++.
Sử dụng các tính năng của C++ như STL và hỗ trợ hướng đối tượng
MySQL, Postgres, Redis và Oracle… sẽ cần đến các tính năng C++ và thư viện STL với nhiều mã nguồn mở, thuật toán cùng kho dữ liệu với nhiều temple đa dạng.
Tiềm năng phát triển của C và C++ trong tương lai
Xu hướng và tiềm năng phát triển trong tương lai
Trong tương lai, C++ sẽ được dùng để phát triển cho nhiều ứng dụng thực tiễn đa dạng cần đến công nghệ cao. Hiện nay C++ đang mở đầu cho các xu hướng mới như: Tài chính, Thực tế ảo, Phát triển và xây dựng các trò chơi có tính tương tác cao với các thuật toán tự sinh cao cấp.
Tốc độ, hiệu quả xử lý, hiệu năng hoạt động của C++ đều tốt hơn các ngôn ngữ khác. Đặc biệt thông qua C++ lập trình viên có thể chia nhỏ vấn đề thành các tệp nhỏ hơn và quản lý chuyên sâu. Cộng đồng C++ vốn đã lớn mạnh nay lại càng phát triển lên từng ngày. Đây sẽ là môi trường để học tập ngôn ngữ lập trình và mang đến cơ hội tìm kiếm việc làm tốt nhất.
Sự cần thiết và vai trò tiếp tục của C và C++ trong ngành công nghệ thông tin
C++ là ngôn ngữ quan trọng để bạn có thể phát triển sự nghiệp lập trình của mình. Giỏi về C++ có thể hoạt động trong những lĩnh vực khác nhau như y tế, khoa học không gian, vật lý học hay lập trình các ứng dụng trên điện thoại, máy tính…
Kết Luận
Chuyên đề ngôn ngữ lập trình C và C++ có điểm gì tương đồng và khác nhau mà chúng tôi chia sẻ hy vọng đã giúp ích nhiều cho bạn. Muốn bắt đầu với C++ các bạn có thể đọc các tài liệu được cung cấp tại Hướng dẫn học C++ hoặc đăng kí các khóa học lập trình C++ để đạt được kết quả tốt nhất. Chúc các bạn sớm thông thạo C++ để tạo ra nhiều ứng dụng đa dạng trong cuộc sống và hỗ trợ nhiều ngành nghề khác nhau.
