Do C/C++ para o Java: Conheça as diferenças e principais características

Padrões de Projeto: Descrevem soluções reutilizáveis para problemas existentes em desenvolvimento de sistemas. São modelos para resolução de problemas. Um padrão possui quatro elementos essenciais: o nome do padrão, o problema (que descreve em que situação se deve aplicar o padrão), a solução (que descreve os elementos que compõem o padrão), e as consequências, que são as análises e resultados finais das vantagens e desvantagens da aplicação do padrão.

O padrão Iterator provê uma forma de sequencialmente acessar objetos de uma coleção, sem expor sua implementação ou estrutura interna. Para isso, propõe a centralização de todas as regras de navegação da coleção em uma classe, de forma que tais regras possam variar sem que seja necessário expor os detalhes de nossas coleções.

Java também oferece suporte à estrutura de repetição foreach, utilizada para percorrer arrays ou coleções. Ela foi adicionada ao Java para tornar o processo de varredura em uma coleção mais simples, já que não utiliza um índice contador e nem necessita de uma expressão de condição para ser executado. O foreach funciona para todos os tipos de listas, mas não é totalmente flexível. É utilizado apenas para exibir os elementos sequencialmente, do início ao fim da lista, sem adicionar ou remover elementos. Devido ao foreach permitir apenas recuperar os elementos de maneira sequencial, quando houver a necessidade de obter o valor do índice contador para realizar alguma operação, é indicado o uso do for. O código a seguir mostra um exemplo da estrutura do foreach:

for(<tipo> <variável> : <array/coleção>){

<Instruções>;

}

Operadores relacionais e lógicos

Para formar a expressão condicional que é avaliada nas estruturas de seleção e repetição, utilizam-se operadores relacionais. Os operadores relacionais permitem a criação de comparações entre os elementos, como a comparação de igualdade/desigualdade, e a comparação de maior/menor, devolvendo sempre um valor booleano (true/false). Os operadores relacionais mais utilizados são:

· > : Maior que;

· < : Menor que;

· == : Iguais;

· != : Diferentes;

· >= : Maior ou igual que;

· <= : Menor ou igual que;

· = : Atribuição.

Em algumas situações, uma expressão pode depender de mais que uma simples condição, e para isso existem os operadores lógicos. Estes operadores são utilizados para descrever situações lógicas nas quais os operadores relacionais ou aritméticos não conseguem representar. Os mais utilizados são:

· && (E): retorna true se ambas as expressões forem verdadeiras;

· || (OU): retorna false se ambas as expressões forem falsas.

Uso de bibliotecas da API

Quando se está implementando um software, existe a possibilidade de se utilizar um conjunto de classes, métodos e funções que resolvam determinados problemas sem a necessidade de criar alguma solução que já tenha sido implementada. A esse conjunto de códigos prontos dá-se o nome de biblioteca.

O uso de bibliotecas em um programa é muito importante, pois economiza tempo e obtém-se ganho em produtividade. Nestas bibliotecas existem diversas funções prontas e já testadas, e que podem ser utilizadas por qualquer programador. Para isto, basta importar a biblioteca correspondente ao recurso desejado, sendo desnecessário criar essa função novamente.

Em C, para utilizar uma função ou estrutura de uma biblioteca, basta solicitar ao pré-processador que a inclua no código. Para que isso aconteça, o pré-processador necessita de um “mapa”, para que possa localizar a função desejada. Esse mapa são os arquivos de cabeçalho com extensão .h, que vem logo após a diretiva #include, no início do programa (código fonte). O h da extensão vem da palavra inglesa HEADER, que significa cabeçalho.

Quando o arquivo de cabeçalho vem cercado pelos sinais de maior e menor (<>), o pré-processador procura o arquivo não apenas nos diretórios do projeto em que ele se encontra, mas também em diretórios adicionais, normalmente definidos por uma variável de ambiente chamada INCLUDE. Porém, quando o arquivo de cabeçalho é cercado por aspas duplas (“”), o pré-processador entende que esse cabeçalho faz parte do projeto, e o procura dentro do diretório em que o projeto está sendo compilado, não utilizando os caminhos dos diretórios adicionais da variável de ambiente INCLUDE. O código a seguir mostra as duas formas de incluir uma biblioteca em C:

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include “teste.h”

Em C++, o processo para incluir bibliotecas é diferente. Continua-se utilizando o #include, mas o h não é mais adotado como extensão para os nomes das mesmas. Depois de importá-las é necessário especificar qual será o namespace utilizado. As bibliotecas de C são diferentes das de C++, mas a maioria dos compiladores C++ suportam as de C também. O código a seguir mostra como fica a inclusão de bibliotecas em C++:

#include <iostream>

using namespace std;

Neste exemplo, a instrução using namespace std foi utilizada para mostrar ao compilador que se quer fazer uso do namespace std para ter acesso às funções localizadas nele. Todas as funções que fazem parte da biblioteca std (de standard, que em inglês significa padrão), estão localizadas dentro de um namespace. Um namespace é um espaço de nomes que armazena funções, classes, estruturas e constantes, e serve para evitar a duplicação de nomes. Por exemplo, podem existir duas funções com o mesmo nome, desde que estejam em namespaces diferentes. Esta instrução diz que essa biblioteca será utilizada durante todo o programa.

Em Java, não é necessário o uso de arquivos header, e a diretiva #include não existe. Porém, existe a instrução import, que se assemelha ao #include. O import serve para importar um pacote ou classe de uma biblioteca em tempo de compilação, e os termos que seguem o import são os pacotes ou classes que serão utilizados. Existem duas maneiras de realizar um import, de forma explícita e de forma implícita.

Na forma implícita, como em java.util.*, o asterisco quer dizer que todos os recursos daquele pacote estarão disponíveis na classe. Na forma explícita, como em java.util.ArrayList, indica-se que a classe só utilizará um recurso específico do pacote java.util, que no caso é a classe ArrayList. O código a seguir traz as duas formas de import em Java:

import java.util.ArrayList;

import java.util.*;

Entrada e saída de dados

As operações de entrada e saída de dados são de extrema importância para qualquer aplicação. A função de saída induz o usuário a executar uma ação ou fornece a ele alguma informação. Já a função de entrada armazena um dado, normalmente informado pelo usuário.

Esses recursos se diferem em C e C++. Em C, as principais funções de entrada e saída se encontram na biblioteca STDIO.H. A entrada de dados geralmente é controlada pela função scanf(), e a saída de dados é controlada pela função printf(). Existem ainda outras funções de entrada e saída, como puts() e gets(), putchar() e getchar(). A Listagem 5 mostra um exemplo de uso das funções scanf() e printf().

Listagem 5. Exemplo de uso das funções printf() e scanf().

#include <stdio.h> int main(void){ int a, b, r; printf("Digite dois numeros para serem somados:"); scanf("$d %d", &a &b); r = a + b; printf("A soma de %d é igual a %d", a, b, r); return 0; }

Em C++ as funções de entrada e saída de dados são encontradas na biblioteca IOSTREAM. A entrada de dados é controlada geralmente pela função cin(), e a saída pela função cout(). A Listagem 6 mostra um exemplo de uso das funções cin() e cout().

Listagem 6. Exemplo de uso das funções cin() e cout().

#include <iostream> using namespace std; int main(void){ int a, b, r; cout <<"Digite o primeiro numero que sera somado:"; cin >> a; cin.ignore (); cout <<"Digite o segundo numero que sera somado:"; cin >> b; cin.ignore (); r = a + b; cout <<"A soma de "<<a<<" mais "<<b<<" e igual a"<<r; return 0; }

Em Java, para a entrada de dados, podem-se utilizar os objetos da classe BufferedReader. Esses objetos possuem um método readLine() que permite a leitura de uma linha de texto e a retorna como uma String. A Listagem 7 mostra um exemplo de uso da classe BufferedReader.

Listagem 7. Exemplo de uso do BufferedReader para entrada de dados.

import java.io.BufferedReader; import java.io.IOException; import java.io.InputStreamReader; public class Teste { public static void main(String[] args) { BufferedReader bf = new BufferedReader (new InputStreamReader(System.in)); try { System.out.print("Digite uma frase:"); String frase = bf.readLine(); System.out.println(frase); } catch(IOException e) { System.out.println("Erro") } } }

Ainda para entrada de dados, pode-se utilizar também a classe java.util.Scanner. A Listagem 8 mostra um exemplo de uso da classe Scanner.

Listagem 8. Exemplo de uso da classe Scanner.

import java.util.Scanner; public class Teste{ public static void main(String[] args){ Scanner in = new Scanner(System.in); System.out.print("Digite seu nome: "); String nome = in.nextLine(); System.out.print("Digite sua idade: "); int idade = in.nextInt(); System.out.println("Seu nome é" +nome+) ", e sua idade e" +idade+ "anos"); } }

Além das classes para manipulação de entrada e saída de dados, a linguagem Java oferece classes para a construção de interfaces gráficas que possibilitam ao usuário uma interface mais amigável, permitindo uma melhor interação entre o usuário e o programa. Essas classes disponibilizam controles visuais como menus, janelas, botões e painéis que podem ser utilizados em qualquer aplicação. A classe javax.swing.JOptionPane, por exemplo, pode ser utilizada para entrada e saída de dados. A Listagem 9 mostra um exemplo de uso desta classe.

Listagem 9. Exemplo de uso da classe JOptionPane.

import java.swing.JOptionPane; public class Teste{ public static void main(String[] args){ String nome = JOptionPane.showInputDialog ("Nome:"); JOptionPane.showMessageDialog(null, nome); } }

Apesar dessa opção, quando se fala de saída de dados em Java, o método padrão é o System.out.println(), que exibe a saída na console e não em uma tela. A Listagem 10 mostra um exemplo de uso do método System.out.println().

Listagem 10. Exemplo utilizando o método System.out.println().

public class Teste{ public static void main(String[] args){ System.out.println(""); } }

Escrita e leitura de arquivos

Um arquivo é uma sequência de bytes armazenada em um dispositivo, sendo esse dispositivo um disco rígido, um pen drive, um CD, entre outros. Em linguagens de programação, existem diversos meios para conectar um programa a um arquivo, para que esse programa possa ler e escrever dados no mesmo, além dos recursos que permitem criar e salvar novos arquivos. Em C/C++, as funções para manipulação de arquivos se encontram na biblioteca stdio.h. Para se obter acesso aos dados de um arquivo, é necessária a criação de um ponteiro do tipo FILE. Este ponteiro é declarado por:

FILE *arq;

Após a declaração do ponteiro, antes de se executar qualquer operação em um arquivo, é necessário abri-lo. Para isso, existem vários modos como, por exemplo, modo de leitura, de escrita, de leitura/escrita ou modo de adição de texto. A função responsável pela abertura de um arquivo é a fopen(), e para fechá-lo, fclose(). Para escrever caracteres, as funções mais utilizadas são putc() e fputc(). Para leitura de um arquivo, são utilizadas as funções getc() e fgetc().

Existem ainda várias outras funções para manipulação de arquivos como, por exemplo, a função rewind(), que reposiciona o ponteiro para o início do arquivo, ou as funções fread() e fwrite(), que realizam a leitura e escrita em um arquivo, respectivamente.

Em Java, existem diversas classes para manipulação de arquivos. Para criar um arquivo em Java, por exemplo, é utilizada a classe java.io.File. O código para criar um arquivo com a classe File pode ser visto a seguir:

File arquivo = new File(<caminho/arquivo>);

Para escrita e leitura em arquivos, as classes mais utilizadas são as do pacote java.io:

· PrintStream - possui um construtor que já recebe o nome de um arquivo como argumento;

· FileWriter e FileReader - atalho para escrita e leitura de arquivos;

· PrintWriter – classe que tem acesso aos métodos printf, println e print;

· BufferedWriter e BufferedReader - é um Writer/Readerque recebe outroWriter/Reader pelo construtor e concatena os diversos chars para formar umaStringatravés do métodowriteLine/readLine.

A Listagem 11 mostra um trecho de código com a classe PrintWriter para escrever em um arquivo.

Listagem 11. Trecho de código para escrita em arquivo utilizando a classe PrintWriter.

try { PrintWriter escrita = new PrintWriter( new FileWriter ("arquivo.txt")); escrita.println ("texto que vai ser gravado no arquivo"); escrita.flush(); escrita.close(); } catch (FileNotFoundException ex) { System.out.println("Erro" + ex); }

A Listagem 12 mostra um trecho de código que emprega a classe BufferedReader para fazer a leitura de um arquivo.

Listagem 12. Exemplo utilizando a classe BufferedReader para leitura de arquivo.

try { BufferedReader leitura = new BufferedReader( new FileReader("arquivo.txt")); String linha = leitura.readLine(); while (linha != null) { System.out.println("linha="+linha); linha = leitura.readLine(); } leitura.close(); } catch (FileNotFoundException ex) { System.out.println("Erro " + ex); } catch (IOException ex) { System.out.println("Erro " + ex); }

Conclusão

Nota-se que as semelhanças entre as linguagens C/C++ e Java são inúmeras. Isto se deve ao fato de C++ ser derivada de C e Java de C++. Estas derivações trouxeram aperfeiçoamentos. No primeiro caso (de C para C++), o propósito era implementar o paradigma da programação orientada a objetos. No segundo caso (de C++ para Java), buscava-se aprimorar a linguagem e torná-la mais segura, sendo um dos fatores que mais contribuíram para isso, o fato de Java não permitir a manipulação direta de endereços de memória.

As principais semelhanças entre essas três linguagens se encontram em suas sintaxes. As estruturas de seleção e repetição, por exemplo, possuem sintaxes muito parecidas, se não iguais. Apesar de mais discretas, as linguagens C/C++ continuam em evolução. Já foram lançados vários padrões para elas. Em dezembro de 2011, por exemplo, foi lançado o padrão C11, que substitui o C99, sendo ainda muito utilizada para o desenvolvimento total ou parcial de compiladores, interpretadores, navegadores e sistemas operacionais.

Já a linguagem Java possui várias plataformas que estão em constante evolução. As inovações são especificadas por uma comunidade de desenvolvedores por meio de um processo chamado JCP (Java Community Process), que define quais serão as próximas melhorias incluídas. Depois que essas melhorias estão implementadas e testadas, é disponibilizada uma nova versão do Java.

Como visto no decorrer do artigo, as linguagens C/C++ e Java são confiáveis e muito utilizadas. Cada uma delas, como era de se esperar, possui suas diferenças, embora também contenham muitas semelhanças entre si. Algumas destas diferenças, como o modelo estruturado e o orientado a objetos, e a portabilidade, podem ser balizadores na escolha de qual destas linguagens adotar.

Esta escolha é uma decisão que precisa estar diretamente ligada ao projeto a ser desenvolvido. Pontos como desempenho, produtividade, portabilidade e limitação de recursos para execução da aplicação são fundamentais nesta decisão.

Links

Estruturas de controle das linguagens C/C++.
http://www.inf.pucrs.br/manssour/LinguagemC++/EstruturaControle.pdf

Comandos de controle da Linguagem C.
http://pt.scribd.com/doc/77760820/44/Comandos-de-selecao

O que é C++?
http://pt.wikipedia.org/wiki/C%2B%2B

Introdução a Programação C++.
http://www.inf.ufrgs.br/~johann/cpp2004/

O que são os compiladores?
http://www.dca.fee.unicamp.br/cursos/EA876/apostila/HTML/node37.html

Diferenças no processo de compilação entre as linguagens C++ e Java.
http://stackoverflow.com/questions/2095277/difference-bettwen-c-and-java-compilation-process

As diferenças entre Java, C e C++.
http://www.programmersheaven.com/2/FAQ-JAVA-Differences-Between-JAVA-And-C-CPP