C++ ist eine sehr mächtige Programmiersprache, die in vielen Bereichen aktiv eingesetzt wird. Diejenigen, die neu in der Programmiersprache C++ sind oder die Sprache beherrschen möchten, haben oft eine Frage: Warum sich die Mühe machen?
Diese Programmiersprache ist ziemlich alt und nicht so beliebt wie Python oder JavaScript. Außerdem ist die C++-Lernkurve schwieriger als bei diesen anderen Sprachen. Trotz alledem fragen sich die Leute immer noch, wie wichtig es ist, C++ zu lernen.
Wenn man die Programmiersprache C++ betrachtet, darf man das Thema Performance nicht außer Acht lassen. C++ ist eine Programmiersprache, die Ihre hohen Leistungserwartungen erfüllt. C++ ist ein unverzichtbares Werkzeug in Anwendungen, bei denen Leistung wichtig ist. Wenn das Programm, das Sie entwickeln möchten, die Leistungsfähigkeit der Hardware nutzen muss, ist C++ in dieser Hinsicht Ihr größter Helfer.
Da es sich um eine hardwarenahe Softwaresprache handelt, haben Sie die Möglichkeit, nach Belieben von der ganzen Leistungsfähigkeit der Hardware zu profitieren. Beispielsweise verwenden Spiel-Engines, Webbrowser, eingebettete Systemanwendungen oder HTTP-Server C++ stark. Bei diesen leistungsorientierten Technologien ist C++ eine gute Wahl. Um dies jedoch besser zu verstehen, können Sie sich wie folgt vorstellen, wie eine Spiel-Engine funktioniert.
Anwendungen, die eine hohe Leistung erfordern
Game-Engines sind Spieleentwicklungsplattformen, die eine hohe Leistung erfordern. Im Allgemeinen besteht die Aufgabe von Spiel-Engines darin, ein zweidimensionales Bild der Physik, der Crashtests und der dreidimensionalen Umgebung innerhalb des Spiels zu erhalten. Während die Spiel-Engine all dies erledigt, muss sie im Hintergrund viele mathematische Operationen ausführen, beispielsweise Matrixoperationen.
Teilweise bestehen diese dreidimensionalen Umgebungen aus Millionen von Dreiecken. Wenn Sie bedenken, dass alle diese Dreiecke durch drei Punkte dargestellt werden, können Sie vermuten, dass es eine riesige Menge an Punktdaten gibt. Um ein Bild zu erhalten, muss jeder dieser Punkte viele mathematische Operationen durchlaufen.
All diese schwere Verarbeitung muss in nur 1/60 Sekunde ablaufen. Als Ergebnis ist es notwendig, so viele Operationen mit großer Geschwindigkeit durchzuführen. Das bedeutet, dass Sie die Hardware voll ausnutzen müssen. Aus diesem Grund bevorzugen Spiele-Engines im Allgemeinen C++.
Rolle von C und C++ in der Leistung
Die C-Sprache ist eine gängige Wahl für die Entwicklung von Betriebssystemen. Da Sie es verwenden können, um direkt mit der Hardware zu kommunizieren, können Sie Low-Level-Operationen wie direkten Speicherzugriff ausführen. Darüber hinaus liegt fast die gesamte Kontrolle in der C-Sprache in den Händen des Entwicklers. Der Computer nimmt minimale Änderungen an Ihrem Code vor. Das hinterlässt wiederum einen sehr geringen Eindruck im Gedächtnis.
C++ erbt viele dieser positiven Leistungsaspekte von C. Darüber hinaus sticht C++ heute viel mehr hervor, weil es unterstützt Objekt orientierte Programmierung.
Nachteile geerbt von C
C++ entstand durch das Hinzufügen von Unterstützung für objektorientierte Programmierung über der C-Sprache. C++ kann viele C-Bibliotheken verwenden. Leider ist das Gegenteil nicht immer möglich. Als C++ zum ersten Mal auftauchte, verwendeten viele Technologien bereits C. Für viele Entwickler, die damals C-Code verwenden wollten, war es also ziemlich einfach, auf C++ umzusteigen.
Allerdings hat C++ viele der Nachteile von C geerbt, zusammen mit seinen guten Seiten. C++ ist eine alte Sprache, die seit ihrer ersten Veröffentlichung viele zusätzliche Funktionen hinzugefügt hat. Während C bereits eine schwierige Sprache ist, ist C++ mit jedem zusätzlichen Feature, das C++ hinzugefügt wurde, komplexer geworden. Deshalb ist es schwierig, die Sprache C++ zu beherrschen.
Da es eine hohe Hardwarekontrolle hat, werden viele Fehler übersehen. Das Behandeln und Debuggen dieser Fehler erfordert viel Zeit und Mühe. Wer C++ beherrschen will, muss sich entscheiden, wofür er die Sprache verwenden will und überlegen, ob es sich lohnt. Wenn Sie nach hoher Leistung suchen, ist C++ seinen Konkurrenten in vielen Aspekten weit voraus.
Die Entwicklung mit C++ kann lange dauern
Sprachen wie Java, C# und Python sind aufgrund der komplexen Struktur und der schwierigen Lernkurve von C++ entstanden. Wenn Sie kein leistungsorientiertes Programm entwickeln müssen, müssen Sie C++ nicht verwenden, wenn Sie den damit verbundenen Zeit- und Arbeitsaufwand berücksichtigen. Einige alternative Sprachen sind viel einfacher zu lernen und praktischer. Aus diesem Grund wenden sich Unternehmen Programmiersprachen zu, mit denen sie Apps schneller entwickeln können, wenn die Leistung nicht kritisch ist.
C++ hat nur sehr wenige zusätzliche Bibliotheken, im Gegensatz zu Python und Java, die mit vielen vorgefertigten Bibliotheken geliefert werden. Sie müssen diese nicht auslagern oder selbst implementieren. In C++ hingegen müssen Sie die meisten Bibliotheken schreiben, die Sie benötigen. Dies wiederum erhöht die Wahrscheinlichkeit, Fehler zu machen, und verlängert Ihre Entwicklungszeit.
Warum läuft C++ schneller?
Der Grund für diese schnelle Struktur, die C++ von anderen Sprachen unterscheidet, verbirgt sich in der Art, wie es kompiliert wird. Um dies besser zu verstehen, können Sie das folgende Diagramm untersuchen:
Sie müssen Code kompilieren, den Sie in C++ schreiben. Durch diesen Vorgang generiert Ihr Computer eine Anwendungsdatei, die Sie ausführen können. Diese Datei enthält nativen – oder maschinellen – Code. Sie benötigen keine anderen Programme oder Agenten, um diese Datei auszuführen. Da es bereits Maschinencode enthält, wird Ihr Gerät es erkennen und ausführen.
Sprachen wie Java, C# oder Python generieren jedoch keinen nativen Code. Stattdessen kompilieren sie Quellcode in einen Zwischencode. Es gibt zusätzliche Tools oder Programme, mit denen Sie diese Zwischencodeanwendung in Maschinencode übersetzen können. Während diese Programme Ihren Code in Maschinencode umwandeln, verbrauchen sie verschiedene Systemressourcen.
Die Kompilierungs- und Ausführungsgeschwindigkeiten von C++ sind sehr hoch, da es keine Overheads wie in anderen Sprachen gibt.
Verwenden von C++ mit Statistiken
C++ hat eine sehr große Benutzerbasis. Es ist durchweg eine der beliebtesten Sprachen, die Programmierer verwenden GitHub-Statistiken. Andere Sprachen wie Python, JavaScript und PHP zeigen regelmäßig Höhen und Tiefen. Aber C++-Entwickler sind immer gefragt.
Python hat mit seinem erheblich an Dynamik gewonnen Bibliotheken für maschinelles Lernen. Ingenieurzweige, die über die reine Programmierung und Softwareentwicklung hinausgehen, verwenden Python aktiv für ihre tägliche Arbeit. Auch JavaScript-Bibliotheken sind sowohl im Backend als auch im Frontend beliebt. Es gibt eine ständige Bewegung in der JavaScript-Sprache, da sie einfach zu erlernen und zu verwenden ist.
C++ ist jedoch in Datenbanken, Sicherheitsinfrastrukturen, Hardware und Bibliotheken für maschinelles Lernen beliebt. Dadurch wird C++ nicht stark von aktuellen Frameworks oder Bibliotheken beeinflusst. Außerdem hat es in diesen Bereichen noch keinen ernsthaften Konkurrenten.
Viele Anfänger wenden sich Sprachen mit einfacheren Lernkurven wie Python und JavaScript zu oder bevorzugen Karrierewege, in denen diese Sprachen beliebt sind. Aber auch Technologieunternehmen suchen immer noch nach C++-Entwicklern.
Lohnt es sich, C++ noch zu lernen?
C++-Standards entwickeln sich ständig weiter. Insbesondere mit den nach 2011 hinzugefügten Funktionen ist C++ jetzt einfacher zu verwenden. Mit der steigenden Anzahl an Entwicklern und Bibliotheken steigt auch der Bedarf an C++-Entwicklern. Viele Server, Spiele-Engines, Grafiktools, Office-Programme und wissenschaftliche Computeranwendungen, die Webentwickler häufig verwenden, verwenden C++.
In einem so großen Universum besteht natürlich ein großer Bedarf an C++-Entwicklern. Wenn Sie Ihren Karriereweg mit C++ zeichnen wollen, erwartet Sie ein herausfordernder und lohnender Weg.