在 C 和 C++ 之間進行選擇的關鍵考慮因素#

1. 簡單性和控制#

C 以其簡單性和接近硬件的編程能力而聞名。 C 成為嵌入式系統、操作系統和高性能計算首選語言的原因之一是它的“極簡主義方法”。

“在 C 語言中，您可以使用指針和內存地址等簡單概念直接與機器一起工作。這是編寫高效代碼的一種簡單、嚴肅的方式。” – 高級嵌入式系統開發人員

C 提供手動內存管理，並允許開發人員優化低級細節，例如內存對齊、指針操作和位級操作。 這導致性能優化，這在系統編程中至關重要，因為系統編程中的每一位都很重要。

NOTE

C 是嵌入式系統、固件和操作系統內核的首選語言，其中開發人員直接控制內存和硬件資源的能力至關重要。

2. 性能驅動設計#

C 沒有與面向對象編程等複雜功能相關的開銷，這意味著編譯後的 C 代碼“非常快”。

“當您構建需要與硬件直接交互的高性能係統時，C 缺乏抽象實際上是一種優勢。” – 性能工程師

這種開銷的缺乏確保了 C 對於實時系統、微控制器和執行時間和資源限制是最重要考慮因素的環境來說仍然是理想的。

3. 遺留代碼和行業採用#

幾十年來，C 一直是系統軟件的支柱。 許多遺留系統，特別是電信、航空航天和硬件接口方面的系統，仍然是用 C 語言編寫的，因為它直接控制系統資源。 對於從事此類系統工作的現代工程師來說，了解 C 及其約束是必要的。

WARNING

儘管 C 語言很簡單，但缺乏更高級別的抽象意味著用 C 語言構建的軟件很快就會變得難以管理大型的、不斷發展的代碼庫。

1. 面向對象編程#

C++ 被設計為 C 的擴展，以支持面向對象編程（OOP）。通過引入類和對象，C++ 允許開發人員以促進模塊化和可重用性的方式構建代碼。 OOP 使您能夠將數據和行為一起封裝在一個類中，從而有助於隨著應用程序的擴展維護一個“更乾淨”、“更有組織性”的代碼庫。

“C++ 使我們能夠以更加結構化的方式構建大型系統。將現實世界的對象建模為類並通過定義良好的接口與它們交互的能力改變了可維護性。” – 一家大型科技公司的高級軟件工程師

對於 C++，繼承、多態性和封裝等概念允許靈活的設計。這在創建複雜的應用程序（例如游戲引擎或 GUI 框架）時非常有用，其中對象需要以動態且靈活的方式進行交互。

IMPORTANT

在構建需要可擴展性和可維護性的大型應用程序時，C++ 的 OOP 功能非常寶貴。 對於較小的系統或受內存和性能限制的系統，C 的低級特性可能更合適。

2. 現代功能：智能指針和異常處理#

現代 C++（C++11 及更高版本）引入了強大的功能，例如智能指針（std::unique_ptr,std::shared_ptr），與原始指針相比，這有助於更安全、更高效地管理內存。 這些工具降低了內存洩漏和懸空指針的風險，這些問題在 C 程序中很常見。

“現代 C++ 中的智能指針對於安全內存管理來說是絕對必要的。它們自動化了許多在 C 中必須手動管理的工作，這使得代碼不易出錯。” – C++ 專家開發人員

此外，C++ 通過以下方式提供異常處理try,catch， 和throw關鍵字，與 C 的傳統錯誤代碼相比，提供了一種更加結構化和可維護的錯誤處理方法或setjmp/longjmp機制。

CAUTION

C++ 的高級功能（例如模板、lambda 和異常處理）可能會帶來極大的複雜性。 濫用它們可能會導致代碼庫難以維護，尤其是當開發人員缺乏現代 C++ 範例的經驗時。

3. 模板編程和泛型編程#

C++ 相對於 C 的一個關鍵優勢是能夠使用模板，從而允許通用編程。 模板使開發人員能夠編寫可對任何數據類型進行操作的函數和類，從而提供類型安全代碼重用的靈活性。

“模板是編寫靈活、可重用代碼的絕佳方式。使用 C++，我可以創建像 STL 這樣的庫，可以處理任何數據類型，而無需重複代碼。” – C++ 軟件架構師

模板構成了標準模板庫 (STL) 的基礎，它提供了強大的數據結構和算法。 使用像這樣的容器std::vector,std::map， 和std::list，開發人員可以高效地實現複雜的數據操作任務。

4. 現代 C++ 的性能和效率#

儘管很複雜，但由於優化和先進的編譯器技術（例如鏈接時優化和即時編譯），現代 C++ 在大多數情況下可以與 C 一樣性能。 雖然由於面向對象的功能會產生一些開銷，但模板元編程和移動語義允許 C++ 代碼在需要時接近 C 的原始性能。

“在某些情況下，C 和 C++ 之間的性能差異可以忽略不計。C++ 的真正好處是能夠通過更好的抽象來管理複雜性。” – 高級 C++ 開發人員

1. C：當低級控制至關重要時#

在需要直接訪問內存和硬件的低級編程方面，C 是無與倫比的。 其簡單性和最小的運行時開銷使其非常適合：

• 嵌入式系統
• 操作系統
• 實時應用程序
• 硬件驅動程序
• 微控制器編程

C 的主要優勢在於它能夠為開發人員提供對“硬件”、“內存”和“執行流”的控制，這在這些用例中至關重要。

2. C++：當抽象和模塊化成為關鍵時#

C++ 在處理需要高級抽象和模塊化的“複雜”、“不斷發展”的軟件項目時表現出色。 這使得 C++ 成為以下領域的首選語言：

• 遊戲開發
• 高性能應用
• 圖形用戶界面
• 大型軟件系統
• 庫和框架

C++ 的功能，例如類、繼承和標準模板庫 (STL)，為需要在不影響性能的情況下管理複雜系統的開發人員提供了強大的工具。