C と C++ のどちらを選択する場合の重要な考慮事項#

1. シンプルさとコントロール#

C は、そのシンプルさとハードウェアに近いプログラミング機能で知られています。 C が組み込みシステム、オペレーティング システム、ハイ パフォーマンス コンピューティングで頼りになる言語である理由の 1 つは、その ミニマリスト アプローチ にあります。

「C では、ポインタやメモリ アドレスなどの単純な概念を使用して、マシンを直接操作します。これは、効率的なコードを作成するための簡単で合理的な方法です。」 – 上級組み込みシステム開発者

C は手動メモリ管理を提供し、開発者がメモリの配置、ポインタ操作、ビットレベルの操作などの低レベルの詳細を最適化できるようにします。 これにより、あらゆるビットが重要となるシステム プログラミングにおいて重要なパフォーマンスの最適化が実現します。

NOTE

C は、組み込みシステム、ファームウェア、および OS カーネルで選択される言語であり、メモリとハードウェア リソースを直接制御する開発者の能力が最も重要です。

2. パフォーマンス重視の設計#

C には、オブジェクト指向プログラミングなどの複雑な機能に伴うオーバーヘッドがありません。つまり、コンパイルされた C コードは「非常に高速」です。

「ハードウェアとの直接対話を必要とする高性能システムを構築する場合、C には抽象化がないことが実際に強みになります。」 – パフォーマンスエンジニア

このオーバーヘッドがないため、C は、実行時間 と リソース制約 が最も重要な考慮事項であるリアルタイム システム、マイクロコントローラー、および環境にとって理想的な状態を保ちます。

3. レガシーコードと業界での採用#

C は何十年にもわたってシステム ソフトウェアのバックボーンでした。 多くのレガシー システム、特に電気通信、航空宇宙、ハードウェア インターフェイスは、システム リソースを直接制御するため、依然として C で書かれています。 このようなシステムに取り組む現代のエンジニアにとって、C とその制約を理解することは必須です。

WARNING

C の単純さにもかかわらず、より高いレベルの抽象化がないため、C で構築されたソフトウェアは、大規模で進化するコードベースではすぐに管理できなくなる可能性があります。

1. オブジェクト指向プログラミング#

C++ は、オブジェクト指向プログラミング (OOP) をサポートするために C の拡張機能として設計されました。 C++ では、クラスとオブジェクトを導入することで、開発者がモジュール性と再利用性を促進する方法でコードを構造化できるようになります。 OOP を使用すると、データと動作をクラス内で一緒にカプセル化できるため、アプリケーションの規模に応じて *よりクリーンな *、より組織化された * コードベースを維持できます。

「C++ を使用すると、より構造化された方法で大規模なシステムを構築できるようになりました。現実世界のオブジェクトをクラスとしてモデル化し、明確に定義されたインターフェイスを通じてそれらと対話できる機能は、保守性の面で大きな変革をもたらしました。」 – 大手テクノロジー企業のシニア ソフトウェア エンジニア

C++ では、継承、ポリモーフィズム、カプセル化などの概念により、柔軟な設計が可能になります。 これは、オブジェクトが動的かつ柔軟な方法で対話する必要がある、ゲーム エンジンや GUI フレームワークなどの複雑なアプリケーションを作成する場合に役立ちます。

IMPORTANT

C++ の OOP 機能は、拡張性と保守性が必要な大規模なアプリケーションを構築する場合に非常に役立ちます。 小規模なシステムや、メモリやパフォーマンスに制約のあるシステムの場合は、C の低レベルの性質の方が適切な場合があります。

2. 最新の機能: スマート ポインターと例外処理#

最新の C++ (C++11 以降) では、スマート ポインター などの強力な機能が導入されました (std::unique_ptr、std::shared_ptr)、生のポインターと比較して、より安全かつ効率的にメモリを管理するのに役立ちます。 これらのツールは、C プログラムでよくある問題であるメモリ リークやダングリング ポインタのリスクを軽減します。

「最新の C++ のスマート ポインタは、安全なメモリ管理のために絶対に必要です。スマート ポインタは、C で手動で管理する必要がある多くの作業を自動化し、コードでエラーが発生しにくくなります。」 – C++ エキスパート開発者

さらに、C++ は 例外処理 を介して提供します。try、catch、 そしてthrowキーワードを使用して、C の従来のエラー コードやsetjmp/longjmp機構。

CAUTION

テンプレート、ラムダ、例外処理などの C++ の高度な機能により、かなりの複雑さが生じる可能性があります。 これらを誤って使用すると、特に開発者に最新の C++ パラダイムの経験が不足している場合、コードベースの保守が困難になる可能性があります。

3. テンプレートプログラミングと汎用プログラミング#

C++ の C に対する主な利点は、汎用プログラミング を可能にする テンプレート を使用できることです。 テンプレートを使用すると、開発者はあらゆるデータ型を操作できる関数やクラスを作成でき、タイプセーフなコードを柔軟に再利用できます。

「テンプレートは、柔軟で再利用可能なコードを記述するための優れた方法です。C++ を使用すると、コードを複製することなく、あらゆるデータ型で動作する STL のようなライブラリを作成できます。」 – C++ ソフトウェアアーキテクト

テンプレートは、強力なデータ構造とアルゴリズムを提供する 標準テンプレート ライブラリ (STL) の基盤を形成します。 のような容器を使用すると、std::vector、std::map、 そしてstd::listにより、開発者は複雑なデータ操作タスクを効率的に実装できます。

4. 最新の C++ のパフォーマンスと効率#

最新の C++ は、その複雑さにも関わらず、最適化と高度なコンパイラ テクノロジ (リンク時最適化 や ジャストインタイム コンパイル など) により、ほとんどの場合 C と同等のパフォーマンスを実現できます。 オブジェクト指向機能によるオーバーヘッドはありますが、テンプレート メタプログラミングと移動セマンティクスにより、必要に応じて C++ コードが C の本来のパフォーマンスに近づくことができます。

「場合によっては、C と C++ のパフォーマンスの違いは無視できるほどです。C++ の本当の利点は、より優れた抽象化で複雑さを管理できることです。」 – シニア C++ 開発者

1. C: 低レベルの制御が重要な場合#

メモリやハードウェアへの直接アクセスが必要な低レベル プログラミングに関しては、C に匹敵するものはありません。 そのシンプルさと実行時のオーバーヘッドが最小限であるため、次の用途に最適です。

• 組み込みシステム
• オペレーティング システム
• リアルタイム アプリケーション
• ハードウェア ドライバー
• マイクロコントローラープログラミング

C の主な強みは、開発者に ハードウェア、メモリ、および 実行フロー の制御を提供できることにあります。これらのユースケースではこれが最も重要です。

2. C++: 抽象化とモジュール性が重要な場合#

C++ は、高レベルの抽象化とモジュール性を必要とする「複雑」で「進化する」ソフトウェア プロジェクトを扱う場合に威力を発揮します。 これにより、C++ は以下の用途に最適な言語になります。

• ゲーム開発
• 高性能アプリケーション
• グラフィカル ユーザー インターフェイス
• 大規模なソフトウェア システム
• ライブラリとフレームワーク

クラス、継承、標準テンプレート ライブラリ (STL) などの C++ の機能は、パフォーマンスを犠牲にすることなく複雑なシステムを管理する必要がある開発者に強力なツールを提供します。