Выбор языка программирования
На начальном этапе создания программы так или иначе становится вопрос выбора языка программирования. Кто-то выбирает язык только из личных предпочтений, кто-то только потому, что знает только этот язык, кто-то об этом даже не задумывается. Однако, данный этап разработки является очень важным, так как от него в будущем могут возникнуть проблемы, а могут и не возникнуть — смотря как подойти к вопросу.
Сразу хочу заметить, что данная статья упрощенная, она не содержит 100% точных схем, принципов работы. Все описано упрощенно и схематично для понимания сути, а не всех тонкостей. Данная статья подойдет для новичков, которым перебирать уйму сложной литературы не очень хочется, а так же для тех, кто только собирается ступить на путь программирования.
Введение
На данный момент существует огромное количество языков на любой, как говорится, вкус и цвет. Есть и компилируемые и интерпретируемые языки, есть очень простые и просто таки мозгодробительные языки, есть серьезные и шуточные языки. Много их, в общем, есть. И каждый из них создавался с определенной целью. Выбор языка программирования во время создания программы является очень важным моментом, от которого зависит очень и очень многое – скорость создания программы, скорость тестирования, возможность переноса на другие платформы, возможность быстрого внесения изменений, быстрота выполнения конечного продукта и так далее. При этом стоит помнить, что идеального языка не существует, все они обладают своими положительными и отрицательными качествами, которые будут так или иначе влиять на процесс разработки.
Итак, по каким же критериям выбирать язык для своего проекта?
- Скорость работы конечного продукта.
Требовательным к скорости выполнения могут быть программы с большим объемом математических вычислений, например моделирование физических систем, расчеты большого объема экономических данных, выведение трехмерной графики и прочее. Для данных целей хорошо подойдут компилируемые языки: ассемблер, С/С++, фортран и т.д. Почему именно такие? После сборки программа не требует (грубо говоря) ничего лишнего и содержит в себе машинные команды, которые выполняются без лишних задержек. Схема работы таких программ такая: 1) программа исполняется сразу, так сказать она самодостаточна и не требует дополнительных библиотек; 2) программа кроме своего кода содержит вызовы библиотек с машинным кодом (как системных, так и входящих в проект), поэтому, кроме исполнения собственно своих команд, программа вызывает функции из библиотек; 3) в дополнение случаям 1 и 2, программа может работать через прослойку драйверов, которые написаны на языках низкого уровня и работают по умолчанию быстро. Как видно, максимум в схеме возможны 4 блока: программа -> библиотеки -> драйвера -> железо. - Объем занимаемой оперативной памяти.
Данное требование появляется, когда программа разрабатывается для встраиваемых систем, мобильных платформ, микроконтроллеров и так далее. В данных случаях, чем меньше памяти расходует программа на данном языке – тем лучше. К таким языкам, опять же, относятся ассемблер, С/С++, Objective-C и другие. Список языков подобен списку пункта 1, так как чем меньше функциональных блоков в схеме исполнения, тем меньше занимается и памяти компьютера.
Если данное требование некритично, то можно использовать «истинно высокоуровневые языки». - Скорость разработки программы.
Данное требование возникает тогда, когда начальник говорит «программа нужна не позже, чем вчера!» или еще какая срочность. Тогда выбор падает на высокоуровневые языки с максимально человеколюбивым синтаксисом. Это, например, Java, Flash и подобные. На данных языках время разработки может существенно сокращаться из-за обилия сторонних библиотек, максимально «очеловеченного» синтаксиса, и подобных вещей. Скорость выполнения программ, написанных на данных языках страдает, причем порой весьма ощутимо. Схема выполнения на примере Java:
Программа в виде байт-кода -> виртуальная машина-анализатор -> системные библиотеки -> драйвера -> железо.
Самым медленно работающим блоком в данной схеме является анализатор – он должен байт-код программы транслировать «на лету» в машинный код, при этом потратив много времени на точное определение инструкции. Поэтому быстрая разработка зачастую означает медленное выполнение. - Ориентированность на компьютер или человека
С кем будет работать программа в первую очередь? С человеком, или с компьютером? В пером случае программа должна обладать мощной графической частью, отвечающей требованиям дизайна и юзабилити. Разработка графической части зачастую требует достаточно много времени, т.к. отличается немалой сложностью. Здесь сложность возникает в том, что вывод графики – это немало математики, а значит присутствует требовательность к скорости исполнения, а из-за сложности разработки присутствует необходимость в высокоуровневом языке. В данном случае, на мой взгляд, очень хорошо подходит С++/C# с их одновременной и высокоуровневостью, и скоростью выполнения программ на них. Однако, если ГИП не очень сложный, но красивый, возможно использование Java и Flash, на которых создание красивых интерфейс гораздо проще, нежели на С++ и, тем более, С. Если программа ориентирована в первую очередь на «скрытую работу» с минимумом взаимодействия с пользователем, тогда выбор должен ложиться в сторону быстрых языков (ASM, C) - Кроссплатформенность.
Кроссплатформенность – возможность работы программы на различных платформах, в различных ОС с минимальными изменениями. В этой сфере можно выделить такие языки: Java, C#,Flash,C++ с различными библиотеками и другие, менее используемые, языки.
Java создавался с тем условием, что программы на данном языке должны работать на любой платформе, где есть JVM – Java Virtual Machine. Программы на Java вообще не требуют никаких изменений – после компиляции получается .jar файл, который будет работать и на Windows, и на Mac OS, и на Linux и еще немало где. Аналогичная ситуация и с Flash, только список платформ гораздо менее обширный. С С++ дело обстоит труднее. На чистом С++ написать кроссплатформенную программу довольно трудно, у кода возникает обширная избыточность, теряется достоинство в скорости выполнения. Облегчают задачу кроссплатформенные библиотеки, например, Qt, которые позволяют добиться принципа «один код на все платформы», однако на каждую платформу нужно программу собирать отдельно (при этом разными компиляторами).
В этот раздел так же можно включить интерпретируемые, скриптовые языки – для их работы нужно наличие интерпретатора языка в системе. Данные языки очень удобны в плане разработки, но достаточно медлительны. Схема их работы напоминает схему работы Java/Flash, только анализатор стал еще медленнее – полумашинный байт код анализировать «на лету» гораздо проще, чем человеческий код. Так же, это влечет к большему потреблению памяти. - Скорость внесения изменений, скорость тестирования
Проект стремительно развивается, в него постоянно вносятся изменения, порой немало? Тогда выбор должен падать на высокоуровневые языки, где любой функциональный блок можно быстро переписать. Для подтверждения – я думаю, гораздо проще дебажить тот же С++, чем ассемблер. А еще проще Java. Но тут очень много тонкостей, которые таятся даже не сколько в языке, сколько в разработчике с его стилем программирования и компиляторах. Тем не менее, язык вносит свою долю в это дело, так или иначе упрощая/осложняя работу программиста.
P.S. Хочется видеть в первую очередь конструктивные комментарии, которые могут дополнить статью или исправить мои ошибки (но так как топик из песочницы, комментарии выделить не смогу). Данная статья не основана на каких-либо источниках, писалась исключительно из своих соображений и из своей головы.
Блок схема выбора языка программирования
Язык программирования C# вобрал лучшие черты целого ряда своих предшественников. Кроме языка C#, необходимо указать еще несколько знаковых для настоящего времени языков программирования, а именно, Java и VisualBasic.
Проанализировав основные особенности данного языка программирования, я попытаюсь сформулировать наиболее заметные преимущества данного языка программирования. Язык программирования C# призван практически реализовать компонентно-ориентированный подход к программированию, который способствует меньшей машинно-архитектурной зависимости результирующего программного кода, большей гибкости, переносимости и легкости повторного использования (фрагментов) программ.
Принципиально важным отличием от предшественников является изначальнаяориентация на безопасность кода (что особенно заметно в сравнении с языками C и C++), данная безопасность прежде всего соблюдена в самой платформе.net, но о ней поговорим позже. Расширенная поддержка событийно-ориентированного программирования выгодно отличает язык программирования C# от целого ряда предшественников. Объединение лучших идей современных языков программирования (Java, C++, VisualBasic и др.) делает язык C# не просто суммой их достоинств, а языком программирования нового поколения.
Несмотря на значительное количество принципиальных преимуществ по сравнению с существующими аналогами, язык программирования C# не лишен и отдельных недостатков, которые, весьма вероятно, носят субъективный, локальный, временный характер. Прежде всего, необходимо отметить то обстоятельство, что язык программирования C# имеет довольно сложный синтаксис (можно утверждать, что примерно 75% его синтаксических возможностей аналогичны языку программирования Java, 10% — подобны языку программирования C++, а 5% — заимствованы из языка программирования VisualBasic). Объем действительно свежих концептуальных идей в языке C# относительно невысок (по мнению некоторых исследователей, он, составляет около 10% от общего объема конструкций языка).
До настоящего времени компилятор и среда разработки программного обеспечения, поддерживающие язык C#, обладают относительно невысокой производительностью (т.е. код программы на языке C# компилируется и выполняется примерно в 100 раз медленнее, чем тот же код на языке C). Справедливости ради нужно отметить, что производительность программ на C# вполне сравнима с тем же показателем для языка Java.
И так подведём краткие итоги по преимуществам языка программирования С#:
1. Компонентно-ориентированное программирование;
2. Безопасный (по сравнению с языками C и C++) код;
3. Унифицированная система типизации;
4. Поддержка событийно-ориентированного программирования;
5. «Родной» язык для создания приложений в среде.net;
6. Объединение лучших идей современных языков программирования: Java, C++, VisualBasic и др.
Недостатки языка программирования C#:
1. Довольно сложный синтаксис (75% из Java, 10% из C++, 5% из VisualBasic);
2. Относительно немного свежих концептуальных идей (вероятно, менее чем 10% конструкций языка);
3. Относительно невысокая производительность (~ в 100 раз медленнее, чем язык C, хотя и сравнимая с языком Java).