冒号和他的学生们

——程序员提高班纪事

19．平台语言

见其可欲也，则必前后虑其可恶也者；见其可利也，则必前后虑其可害也者                                                           ——《荀子·不苟》

摘要：讨论Java和C#

逗号提出：“现在应该到了Java时间吧。”

冒号顺水推舟：“下面谈论的重心从刚才的系统语言转到平台语言——Java和C#。”

问号听得一头雾水：“平台语言？Java不是平台无关的语言吗？”

“平台的意义很广，可以是硬件平台，可以是软件平台，也可以是二者的结合。”冒号解释道，“你说的‘平台’主要指硬件和操作系统平台，而我说的‘平台’指的是运行环境平台。当然这两种平台是密不可分的，Java与C#之所以能独立于前一种平台，正因为它们自带了后一种平台。具体地说，Java运行于以Java Virtual Machine(JVM)为核心的Java平台，而C#运行于以Common Language Runtime(CLR)为核心的.NET平台。”

句号打了个比方：“这就好比在不同的山路上铺设相同的沥青，车子跑到哪儿都没区别了。”

“很形象。”冒号赞道，“从传承的角度看，二者皆为基于C++之上的改进，剔除了其中易于出错或不易掌握的语法特征。我们先来看看它们区别于C++的共同之处。首先，二者均编译成与机器无关的托管码（managed code）或称字节码（bytecode），运行于虚拟机（virtual machine）之上。其次，禁用或限用指针并支持自动垃圾回收，由此极大地解放了程序员的生产力。起初这种做法并不是没有争议的，但随着机器性能的提高以及软件规模的扩大，对软件的健壮性、安全性和生产率的要求超过了对运行效率的要求，屏蔽指针和自动内存管理逐渐得到认同。尽管如此，指针与手动内存管理对于系统软件和实时性要求极高的软件还是必不可少的。一个佐证是，Java除了不适用于系统软件外，还在JDK免责声明（disclaimer）中表示它是不适用于空中交通或核设施等实时系统的。”

引号较起真来：“那C#没有这种声明是否意味着它不受此限呢？”

“或许吧。”冒号淡淡地说，“C#的胃口很大，上管天、下管地、中间还要管空气。企业级应用和桌面应用自不必说，底层应用也不放过。早在2003年，微软研究院就开始了用C#开发的名为Singularity的操作系统研究项目，另外还有SharpOS、Cosmos等开源操作系统。虽然它们目前仅用于研究，但不难看出C#的勃勃野心。说起来这也不新鲜，1998年Sun就搞了个针对嵌入式系统的JavaOS，可惜没能成功，为Java ME所取代。”

轮到叹号糊涂了：“刚才还说Java和C#是平台语言，怎么又同C和C++一样当系统语言来用了呢？”

冒号释疑：“Java可通过JNI调用C、C++等程序；C#可通过P/Invoke访问系统API，加之保留了指针操作，用于系统编程更加方便。其实一种语言胜任多种领域并不难，难的是在每个领域都独占鳌头。可问题是，有谁不乐见自己支持的语言被广泛应用呢？无论是微软还是Sun，他们都会竭尽所能地将自己的语言扩张到每个角落。程序员作为语言的用户，虽然很多时候并没有选择语言的权力，但心中要有杆秤，可不要轻易被商家的广告迷惑啊。”

逗号不无自嘲地说：“秤倒是有一杆，就是不太准啊！”

有人“噗哧”笑出声来。

 “多学习、多实践、多体悟，秤的精度自然会提高。”冒号鼓励道，“如果自己没有足够的鉴别商品能力，建议从商家的竞争对手那里获取真实的信息。要看Java的优点，不要听Sun的一面之词，可以看看微软的C#模仿了Java的哪些特征，因为模仿是最高的赞扬；要看Java的缺点，可以看看C#摈弃了Java的哪些特征，可以听听微软对Java的批判——虽然可能过激，但一般也不会太离谱。此法同样适用于包括C#在内的其他语言。”

句号有所感慨：“这既是程序员之幸——语言之间可以互相取长补短，共同进步；也是程序员之不幸——往往不得不在众多语言中作艰难选择，或者多花精力学更多的语言。”

冒号一边点头一边接着说：“下面继续看看Java与C#的共性。借着刚才的话题，我们来看看C#与Java是如何互相学习的。”

引号举手插问：“C#到底更接近C++还是Java？”

“这是个有趣的问题。不妨这么说：C#看起来像C++，用起来像Java。C#借鉴了包括Java、C++、Delphi等在内的语言特征，其中Java的影响最大，但由于微软与Sun在Visual J++上的过节，宁愿强调与C++的关系而淡化与Java的关系。C#的设计者Hejlsberg以前是Delphi和Visual J++的架构师，在一次访谈中首先声明C#不是Java的克隆，但从此话本身和他本人的背景都暗示了与Java千丝万缕的联系。例如，C#采用了大量与Java相同或相似功用却不同拼写的关键词。”冒号投影出一张表格——

“这只是Java与C#关键词的不完全对照表。中立地看，C#的关键词更简明，但避嫌的意义似乎大过改进的意义。那么C#究竟从Java那里学到了什么，相比于C++又有什么优势呢？”冒号切换了幻灯片——

更加安全——限用或禁用指针；检查字符串和数组的边界；增加类型安全；禁用未初始化的变量；增加了对资源的安全管理；

更加简单——自动垃圾回收；废除了头文件和宏（macro）；支持接口（interface）；废除多继承以及非公开继承；摒弃了C++中一些生僻、难用的语法；

更加OO——不支持全局变量和自由函数；所有的类都可上溯到Object类；对象一般通过new分配在堆（heap）上；

更加丰富——支持自省（Reflection）；支持线程；提供图形界面、网络编程等API；

更加标准——对Unicode的内建支持；支持注释性文档；类或方法可以被废弃（deprecated）；

更加中性——编译成机器无关代码；运行于统一平台；

问号顺势而问：“Java向C#又借鉴了什么呢？”

冒号答道：“在Java1.5的增强特征中，有不少C#的影子。如增强版的for循环；可变长参数（varargs）；自动装箱（autoboxing）；类型安全的枚举（typesafe enum）等等。此外，支持元数据的的注释（annotation）与C#的特性（attribute）大同小异，C#从Delphi中引入的属性（property）也出现在Java 7的提案中。”

叹号双手一摊：“这么多相同之处，不如合并算了。”

“很傻很天真的想法。等它们合并了，估计世界也大同了。”冒号笑言，“它们之间的差别也不容忽视。C#重新捡起了C++中被Java抛弃的一些特征，可谓是对C++的否定之否定——除了支持引用类型（reference type）外，还支持值类型（value type）；除了按值传递（pass-by-value）外，还可按引用传递（pass-by-reference）；支持操作符重载（operator overloading）；在一定条件下保留指针和指针运算；所有的方法默认是非虚的（non-virtual）；访问权限默认是私有的（private）；将关键词‘extends’和‘implements’统一为‘：’；支持预处理指令（preprocessor directive）等等。公允地说，这些大都为明智之举。”

引号追问：“C#还有什么独到之处吗？”

“曾在Visual J++中加入的委托（delegate）和相关的事件（event），如今可以堂而皇之地用在C#上，再不用担心被Sun告了。”冒号略带调侃，“C#还是第一个支持组件导向（Component-Oriented）的C族语言。除此之外，C#支持索引器（indexer）、版本控制（versioning）、XML注释、特色指令如#region、特色关键词如checked、yield等等。”

叹号眉头微蹙：“听起来C#比Java复杂多了。”

“当初Java对C++的改革的一个重要原则是：让语言变得简单而有亲和力，降低程序员门槛，提高软件生产效率。但如今Java已经不那么简单了，C#则更复杂，在某些方面较之C++也不遑多让。”冒号语调转强，“以前人们试图在语言的威力（power）和生产率（productivity）中寻求最佳平衡点，现在似乎更想鱼与熊掌兼得。”

问号提问：“Java与C#最大的区别是什么？”

“虽然同为平台语言，二者的设计理念还是有所不同的。Java的目的是让一种语言在多种平台上运行，而C#的目的是让多种语言在一种平台上运行。”冒号钟爱这种具有对称美的对比，“虽然理论上以C#为核心的.NET平台可以用在任何操作系统上，但千万不要指望微软会心甘情愿地提供Windows之外的实现，原因不言自明。而Sun的Solaris无法与Windows抗衡，最大的王牌就是Java语言，当然会致力于跨平台和面向Internet的应用，对桌面应用的投入相对较少。因此两个平台语言，一个重在语言，让语言向平台扩散；一个重在平台，让平台来凝聚语言。在此并不想对两公司的商业策略评头论足，而是认为了解这种背景会对理解语言特征及其发展趋势有所裨益。编程语言绝非象牙塔中之物，实乃技术和商业合力推动的结果。”

逗号拖着怪腔：“原来如彼！”

众人大笑。

句号深思后问道：“可不可以这么理解：如果开发仅限于Windows平台的应用，C#是更好的选择，它一方面与Windows系统存在天然的纽带，另一方面可有效地利用.NET的包括ASP.NET、VB.NET、ADO.NET、WinForms等在内的各种软件资源；如果开发不限于Windows的企业应用，则选择Java更合适？”

“有一定道理，平台的确是语言选择的一个考虑因素。不过说起可利用的软件资源，Java毫不逊色。除了形形色色的框架外，与动态语言如Groovy、Scala、Ruby、Python等也能严丝合缝。”冒号匆匆结语，“关于Java与C#的比较暂时谈到这里，由于时间关系，我们不可能面面俱到，难免挂一漏万。许多概念术语只是点到为止，具体细节留待以后展开，暂且按下不表。每种语言都为解决问题提供了一定的途经：C++提供了一马平川的大路，也提供了陷阱密布的小道；Java则在大路上铺设水泥，同时封锁了捷径小道；C#同样填平了大路上的坑坑洼洼，但把一些小道上‘此路不通’的牌子偷偷改成了‘此路危险’。”

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