1. 過程式編程（Procedural Programming）
在 C++ 中的表現
過程式編程是通過一系列的函數調用來實現程序的功能。函數是核心構建單元，數據和操作通過函數進行交互。
- C++ 中：可以使用普通的函數和全局變量來進行過程式編程。
- Java 中：雖然 Java 是面向對象的，但你可以通過
static方法模擬過程式編程。
示例：
#include <iostream>
using namespace std;void add(int a, int b) {cout << "Sum: " << a + b << endl;
}int main() {int x = 10, y = 20;add(x, y);return 0;
}
在這個 C++ 示例中，add 函數像 Java 中的 static 方法一樣，執行了某個操作，沒有面向對象的封裝。
2. 面向對象編程（Object-Oriented Programming, OOP）
在 C++ 中的表現
C++ 作為一種強大的面向對象編程語言，支持四大基本特性：封裝、繼承、多態、抽象。這與 Java 中的 OOP 范式非常相似，但 C++ 中可以直接訪問底層內存，并且支持多重繼承、指針等特性。
-
C++ 中：
- 支持類和對象
- 支持構造函數、析構函數、虛函數
- 支持多重繼承
- 支持指針和引用
-
Java 中：Java 是純粹的面向對象語言，每個類都是對象，但不支持多重繼承（通過接口來解決）。
示例：
#include <iostream>
using namespace std;class Shape {
public:virtual void draw() = 0; // 純虛函數，接口virtual ~Shape() {} // 虛析構函數，確保正確釋放資源
};class Circle : public Shape {
public:void draw() override {cout << "Drawing Circle" << endl;}
};class Square : public Shape {
public:void draw() override {cout << "Drawing Square" << endl;}
};int main() {Shape* shape1 = new Circle();Shape* shape2 = new Square();shape1->draw(); // Drawing Circleshape2->draw(); // Drawing Squaredelete shape1;delete shape2;return 0;
}
在這個 C++ 示例中，Shape 是抽象類，Circle 和 Square 類從 Shape 派生，并實現 draw 方法。這與 Java 中的繼承和多態非常相似，但 C++ 通過虛函數來實現動態綁定。
3. 泛型編程（Generic Programming）
在 C++ 中的表現
C++ 提供了強大的模板（template）機制，可以通過模板編寫通用代碼，這與 Java 中的泛型編程非常相似，但 C++ 中的模板支持更豐富的編譯時計算和類型推導。
- C++ 中：模板支持函數模板和類模板，可以通過模板元編程進行復雜的編譯時計算。
- Java 中：泛型主要用于提供類型安全，編譯時會進行類型擦除，但無法像 C++ 一樣進行編譯時的類型計算。
示例：
#include <iostream>
using namespace std;// 模板函數
template <typename T>
T add(T a, T b) {return a + b;
}int main() {cout << add(10, 20) << endl; // 輸出 30cout << add(1.5, 2.5) << endl; // 輸出 4return 0;
}
在這個例子中，add 是一個模板函數，可以接受任意類型的參數，C++ 編譯器會在編譯時根據傳入的類型生成相應的函數版本。Java 中的泛型也可以實現類似的功能，但 C++ 的模板更加靈活，能夠在編譯時進行更多的計算和類型推導。
4. 函數式編程（Functional Programming）
在 C++ 中的表現
C++ 支持函數式編程的一些特性，比如 Lambda 表達式 和 高階函數，這使得你可以像 Java 中的函數式編程風格（例如使用 Stream API）一樣，進行更簡潔和聲明式的編程。
-
C++ 中：
- Lambda 表達式可以創建匿名函數，允許你傳遞函數作為參數。
- 高階函數支持函數作為參數傳遞。
- 支持
std::function類型來封裝可調用對象。
-
Java 中：Java 8 引入了
lambda表達式和Stream API，也支持函數式編程。
示例：
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
using namespace std;int main() {vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5};// 使用 Lambda 表達式計算每個元素的平方for_each(v.begin(), v.end(), [](int x) { cout << x * x << " "; });cout << endl;return 0;
}
在這個 C++ 示例中，for_each 函數接受一個 Lambda 表達式作為參數，實現了類似 Java 中 Stream API 的操作。
5. 并發編程（Concurrent Programming）
在 C++ 中的表現
C++11 引入了對多線程的原生支持，提供了 std::thread 類，允許你在 C++ 中進行并發編程。
-
C++ 中：
- 使用
std::thread來創建和管理線程。 - 提供了
mutex和condition_variable來處理同步。
- 使用
-
Java 中：Java 有更強的內建支持，使用
Thread類和Executor框架進行并發編程。
示例：
#include <iostream>
#include <thread>
using namespace std;void print_hello() {cout << "Hello from thread!" << endl;
}int main() {thread t(print_hello); // 啟動一個新線程t.join(); // 等待線程結束return 0;
}
在這個 C++ 示例中，std::thread 用于創建一個新線程，并執行 print_hello 函數。
6. 元編程（Metaprogramming）
在 C++ 中的表現
C++ 支持 模板元編程（Template Metaprogramming, TMP），通過模板在編譯時進行計算、類型推導等，極大地提升了程序的性能。Java 沒有類似的元編程特性，主要依靠反射進行運行時的操作。
- C++ 中：模板元編程允許在編譯時進行計算，并能根據類型特征選擇不同的代碼路徑。
- Java 中：Java 使用反射 API，更多是在運行時進行類型信息獲取和操作。
示例：
#include <iostream>
using namespace std;template<int N>
struct Factorial {static const int value = N * Factorial<N - 1>::value;
};template<>
struct Factorial<0> {static const int value = 1;
};int main() {cout << Factorial<5>::value << endl; // 輸出 120return 0;
}
這個 C++ 示例通過模板在編譯時計算出階乘值，完全不依賴運行時的計算。
總結
作為一名 Java 專家，理解 C++ 的編程范式，你需要關注以下幾點：
- 過程式編程：通過函數組織代碼，可以理解為 Java 中的
static方法。 - 面向對象編程（OOP）：C++ 強烈支持 OOP，特性與 Java 相似，但支持多重繼承和指針，能更底層地操作內存。
- 泛型編程：C++ 模板比 Java 泛型更加強大，支持編譯時的類型推導和計算。
- 函數式編程：C++ 通過 Lambda 表達式等實現函數式編程，類似 Java 中的
StreamAPI。 - 并發編程：C++
11 引入了原生的多線程支持，Java 的 Thread 和 Executor 比較類似。
6. 元編程：C++ 強大的模板元編程能力是 Java 無法比擬的，允許編譯時進行復雜計算。
