一直以來，在 TIOBE 編程語言排行榜中，簡單易用的新貴 Python 和老將 C++ 是強勁的競爭對手，不過 C++ 和 Python 都是非常流行的編程語言，對於開發者而言，在選擇語言利器時究竟有何參考標準？本文將基於兩種語言的關鍵性能對比，帶領大家深入不一樣的 Python 與 C++。
在編程生涯的早期階段，我參與過一款C++數學優化應用程序的開發，這個程序對性能的要求很高。至今我依然記得那段艱難的經歷。
在那個項目中，我遇到了一些概念，比如指針、併發和垃圾回收，剛開始的時候這些概念非常難以理解。
然而，如果你問我對C++的看法，那麼我會很高興地向想要構建實時應用程序的人推薦C++。
C++是一門非常強大的編程語言。
最近，我一直在從事有關機器學習和數據科學解決方案的架構和實現工作。我選擇的語言是Python。我承認也很欣賞這種語言的簡單性和強大性。有些程序員認爲Python是一種原型編程語言，當然他們有自己的正當理由。但是，我會毫不猶豫地向想要構建數據分析應用程序的人推薦Python。
Python是對開發人員非常友好的編程語言。
本文的目的
C++和Python都是非常流行的編程語言。本文將重點介紹兩種語言之間的相似點和差異性，以便我們理解何時使用哪種語言。
這兩種語言有很多差異和相似之處，但本文只介紹我們必須瞭解的關鍵性功能。
首先，兩種編程語言有很多相似之處，所以學習起來也不難。
Python是解釋型語言，而C++不是
C++的工作方式是，首先將寫好的代碼保存到擴展名爲.cpp的文件中。
然後編譯.cpp文件。編譯器將C++代碼轉換爲原生代碼。然後執行這些機器代碼。因此，C++非常靠近硬件。
所以，C++的速度非常快，非常適合實時應用程序。關鍵在於C++應用是“原生”應用，這表明編譯器是依賴操作系統和處理器的組件。
編譯器依賴機器，因此C++也依賴機器。
但是，這意味着代碼只能在與編譯代碼的編譯器相兼容的操作系統（和處理器）上運行。具體來說：
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如果在Windows機器上用Windows編譯器來編譯代碼，則會生成Windows機器代碼。
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如果使用Linux編譯器來編譯cpp代碼，則編譯後的代碼只能在Linux機器上運行。
有時，有些C++模塊/軟件包並不能與所有操作系統兼容。
另一方面，Python是一種解釋語言。Python的工作方式是，首先在安裝Python軟件包的位置創建一個虛擬機。
然後將寫好的python代碼保存到.py文件中。
然後再通過CPython，將Python代碼編譯爲Python虛擬機的字節碼。
那麼，這個Python虛擬機就像C++一樣是依賴於機器的，但是Python代碼卻不是。
當你想執行字節碼時，這些代碼就會在運行時被解釋。因此Python不依賴於機器。
Python字節碼依賴於Python虛擬機，而Python不依賴於機器。
需要注意的一點是，我們可以在一個操作系統中編寫Python代碼，然後將其複製到另一個操作系統中，就可以運行。但C++不行。我們必須在每個OS上編譯C++代碼。正是這個原因，與Python相比，C++的運行速度非常快。
由於Python是一種解釋型語言，因此它的運行速度比C++慢。
編程約定
首先，我們來看一看易用性。
Python是一種高級語言，而C++是一種低級語言。Python具有可讀性、簡單、直截了當，而且學習起來很簡單。
這是一大優勢，因爲這意味着採用Python的開發人員越來越多。而且這個特性還可以迅速地將Python應用程序推向市場。
由於易用性和大量的庫，Python成爲了數據科學和機器學習項目的首選編程語言，而且在Web開發中也越來越受歡迎。
Python非常適合於測試新概念和想法。
然而，有時也因爲這個原因導致程序員將Python視爲一種原型語言。但話又說回來，這種觀點的理由也很充分。在實現Python時，我們始終應該遵循最佳的軟件原理和實踐。
對於剛接觸編程領域的人來說，Python是一門偉大的語言。
另一方面，C++起源於C語言。它是一種功能強大的語言，因此很複雜，因爲它可以執行很多低級任務。
開發人員需要遵守C++中大量的約定和規則。
C++廣泛用於遊戲開發、後端服務器應用程序以及分佈式交易應用程序，這些系統都要求快速執行任務。此外，C++具有極強的可移植性。
下面，我們來談談語法。
1. Python編程十分依賴於空白和製表符（縮進）。一切都是對象。所有類的屬性和方法都是公有的。在C++中我們可以利用訪問修飾符隱藏類的屬性/方法，Python卻做不到。
我感覺剛開始的時候很難適應Python的縮進和格式。
2. 我想，大多數開發人員都知道Python中沒有分號或大括號。你可以編寫整潔的列表推導。Python中的布爾表達式也沒有括號。另一方面，C++非常依賴於括號和分號。適應C++的語法需要一定的時間。
3. C++是一種強類型語言，每個變量的類型需要預先聲明。而Python是動態類型，我們不需要指出對象的類型。這種動態特性常常會讓我們遇到意想不到的結果。Python程序員需要保證以正確的方式或在正確的上下文中使用對象，因此既有積極的一面，也有消極的一面。
在執行Python代碼時，我們會遇到運行時錯誤。如果在生產運行時中遇到類型錯誤，就很尷尬了！
值得一提的是，爲了實現可以在運行之前就發現問題的Python解決方案，許多開發人員花費了大量時間和精力。
內存管理和併發
在介紹管理內存的方式之前，首先我們應該注意，這兩種編程語言都支持面向對象的編程和繼承。
當程序員在程序中創建對象時，這些對象會佔用內存。當不使用對象時，程序將通過垃圾回收清除掉這個垃圾。
垃圾回收的方式工作是不確定的。
作爲Python程序員，我們無需擔心如何以及何時地清除內存。Python會通過智能垃圾回收自動爲我們處理內存。C++中沒有這樣的垃圾回收，你必須自己動手管理內存。
C++中的內存管理需要手動完成。
理由很充分。C++的設計主旨就是打造一種高性能的編程語言。負責管理內存並從內存中刪除不使用對象的垃圾回收會影響應用程序的性能。
最重要的是，垃圾回收在本質上是不確定的。你無法保證對象刪除後是否仍在內存中。
Python是一種對開發人員非常友好的編程語言，因爲我們不必擔心忘記釋放內存。
併發
對於受I/O或CPU約束的應用程序，程序員常常喜歡在代碼中創建多個線程，並通過同時運行這些線程加快計算的速度。
不管我們的計算機中有多少個核心，Python只允許我們一次執行一個線程。這是Python的全局解釋器造成的限制。這會給需要多個CPU的應用程序造成問題。
但是，我們可以在Python中創建多個進程。
另一方面，C++允許我們實現多線程應用程序。
C++有指針，但Python沒有
談論C++，怎麼能不提指針？
Python中沒有指針，至少沒有開箱即用的指針。但是，C++中有指針。
首先，讓我們來解釋一下指針是什麼。
假設有一個變量。這個變量是一個整數，值設置爲5。那麼，變量與它的值是一個意思，比如x = 5，x是變量的名稱，值爲5。
在C++中，變量是通過值傳遞給函數的。
那麼問題在於，這些值保存在哪裏？
變量的每個值都保存在計算機的內存地址中。你可以使用C++的運算符&訪問變量的內存地址。指針是一個變量，指向了值所在的內存地址。
指針能夠提高程序的效率。
在標識符之前使用運算符*，就可以聲明一個指針。如下所示：
int* y = &x
上述，我們創建了一個指針變量y，這個變量保存了變量x的內存地址。
假設你有一個函數接受變量作爲輸入（參數）。這個值的變更意味着在函數內部創建一個新變量。請記住，這在C++中會佔用大量的內存，變量是通過值傳遞給函數的。
具體來說，首先我們創建一個將傳入變量加100的函數。
void add_hundred(int x) {
x += 100;
}
這段代碼接受一個變量x，然後將x加100。
在函數內部，任何有關這個值的修改都會針對一個新變量，而不是原來的變量。
調用上述代碼的主函數如下：
int main(void) {
int x = 2337;
add_hundred(x);
return 0;
}
即使在執行完函數之後，在函數外部，x的值仍然是2337。
那麼，爲什麼我們需要指針？
爲了理解這一點，你必須明白值和引用類型之間的區別。值類型就好像每次都從物理上覆制變量並賦給它一個新變量。值類型佔用的空間更多，而且每個變量都有自己的內存地址。
我們可以修改上述函數，讓它接受指針作爲參數。這樣的修改可以減少程序佔用的內存量。而且還不會創建不必要的重複變量。
如下函數可以直接修改變量的值。
void add_hundred(int *x) {
*x += 100;
}int main(void) {
int x = 2337;
int *y = &x add_hundred(y);
return 0;
}
下面，我們創建了一個指針y，並傳遞給一個函數，而這個函數會將輸入參數x加100，即使位於函數外部的x值也會發生變化。也就是說，在函數執行完成後，x的值爲2437。
我對指針的看法
使用指針的原因之一在於，你可以在調用的函數中修改變量或對象。但是，我建議儘量避免使用指針。
在C++中，使用引用比使用指針更好，因爲你可以輕鬆地修改調用的函數，而不會改變調用所表示的語義。
指針是一個複雜的主題，程序員會經常因爲使用指針而造成內存管理錯誤。Python是適合初學者的編程語言，因此Python中沒有這種複雜的類型。
最終的建議
我有什麼建議？Python還是C++？
這取決於你需要實現的解決方案。你是否需要跨平臺、高性能、機器學習的解決方案？
如果條件允許的話，你可以同時使用兩者。
我強烈建議兩者你都應該學習和使用，因爲這可以拓寬你對編程語言的理解。
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如果你熟悉C++，那麼毫不費力就可以用Python編寫程序。
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如果你熟悉Python，那麼應該對大多數的編程概念都有很好的瞭解，C++可以幫助你進一步理解內存管理、併發和指針等，因此二者都應該學習。
另外，你還可以將Python和C++集成到一起，實現高級的實時分析解決方案。
總結
C++和Python都是非常流行的語言，我非常推薦所有人都來學習這兩種語言。
在本文中，我們重點介紹了這兩種語言之間的相似點和差異性，以便我們理解何時使用哪種語言。
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