So sánh Python vs C++

Python và C++ là hai ngôn ngữ lập trình phổ biến, được nhiều nhà phát triển phần mềm sử dụng. Mỗi ngôn ngữ sở hữu những đặc điểm riêng biệt về cú pháp, cách thức hoạt động, cũng như các ứng dụng. Python, với tính dễ đọc và khả năng mở rộng linh hoạt, thường được ưa chuộng cho các dự án phát triển nhanh và đòi hỏi tính đơn giản. Để tìm hiểu chi tiết hơn về những điểm khác biệt quan trọng giữa hai ngôn ngữ lập trình này, hãy cùng theo dõi bài viết dưới đây.

Giới thiệu đôi nét về Python

Python hiện nay là một trong những ngôn ngữ lập trình được sử dụng phổ biến nhất. Đây là một ngôn ngữ lập trình cấp cao, được thông dịch (interpreted). So với nhiều ngôn ngữ khác, Python có độ khó học thấp hơn đáng kể và rất dễ sử dụng.

Python là ngôn ngữ lập trình được nhiều chuyên gia trong các lĩnh vực như Trí tuệ nhân tạo (Artificial Intelligence – AI), Học máy (Machine Learning – ML), Khoa học dữ liệu (Data Science), Internet vạn vật (Internet of Things – IoT) lựa chọn. Python vượt trội ở cả khả năng viết các ứng dụng dạng script lẫn các chương trình độc lập.

Một trong những lý do chính khiến Python được ưa chuộng là tính dễ học của ngôn ngữ này. Nhờ cú pháp rõ ràng, dễ đọc, Python giúp giảm thiểu chi phí bảo trì phần mềm. Tính module của chương trình và khả năng tái sử dụng code cũng góp phần vào việc Python hỗ trợ đa dạng các gói và module.

Với Python, chúng ta có thể thực hiện:

• Phát triển web.
• Phân tích dữ liệu và học máy.
• Tự động hóa và viết script.
• Kiểm thử phần mềm và nhiều hơn thế nữa.

Các tính năng nổi bật của Python

Dưới đây là một số tính năng quan trọng làm nên sự đặc biệt của Python:

• Dễ học: Python có cấu trúc đơn giản, số lượng từ khóa ít và cú pháp rõ ràng. Điều này giúp người học dễ dàng tiếp cận và làm quen một cách nhanh chóng. Code viết bằng Python cũng dễ đọc và dễ hiểu hơn so với nhiều ngôn ngữ khác.
• Dễ bảo trì: Source code của Python được tổ chức rất tốt, dễ dàng theo dõi và chỉnh sửa. Việc bảo trì và nâng cấp code trở nên đơn giản và ít tốn thời gian hơn.
• Thư viện chuẩn lớn: Python sở hữu một thư viện chuẩn phong phú, đa dạng các module và gói hỗ trợ. Hầu hết các thư viện này dễ dàng di chuyển và tương thích với nhiều hệ điều hành khác nhau như UNIX, Windows và macOS.
• Tính di động (Portable): Python có thể chạy trên nhiều nền tảng phần cứng khác nhau mà vẫn giữ nguyên giao diện. Điều này giúp bạn dễ dàng chuyển đổi code từ nền tảng này sang nền tảng khác mà không gặp nhiều trở ngại.

Ví dụ về Python

Hãy xem xét đoạn chương trình Python đơn giản sau đây:

a = int(input("Nhập giá trị cho a: "))
b = int(input("Nhập giá trị cho b: "))

print("Số bạn đã nhập cho a là: ", a)
print("Số bạn đã nhập cho b là: ", b)

Trong ví dụ này, chúng ta đã khai báo hai biến là “a” và “b“, sau đó gán giá trị cho các biến này. Điều đặc biệt ở Python là bạn không cần phải khai báo kiểu dữ liệu của biến một cách tường minh (ví dụ như int, float, string), mà trình thông dịch Python (PVM) sẽ tự động gán kiểu dữ liệu dựa trên giá trị người dùng nhập vào.

Hàm input() được sử dụng để nhận dữ liệu đầu vào từ người dùng thông qua bàn phím.

Trong Python, kiểu dữ liệu trả về của hàm input() luôn là chuỗi (string). Vì vậy, chúng ta cần phải chuyển đổi (ép kiểu) nó một cách rõ ràng sang kiểu dữ liệu mà chúng ta mong muốn. Trong ví dụ này, chúng ta đã chuyển đổi sang kiểu số nguyên (int) bằng cách sử dụng hàm int().

Hàm print() được dùng để hiển thị kết quả ra màn hình.

Khi chạy đoạn code trên, kết quả sẽ hiển thị như sau:

Giới thiệu đôi nét về C++

C++ là một ngôn ngữ lập trình đa năng, biên dịch, kiểu tĩnh, đa mô hình (multi-paradigm), và có độ khó học tập cao. Ngôn ngữ này được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là phát triển game, ứng dụng máy tính để bàn (desktop apps), và hệ thống nhúng.

C++ có khả năng tương thích rất cao với C. Trên thực tế, gần như tất cả các mã nguồn viết bằng C đều có thể được biên dịch bằng C++ mà không cần thay đổi gì. Hơn nữa, C++ là một ngôn ngữ hướng đối tượng (Object-oriented programming), giúp nó có cấu trúc tốt hơn và an toàn hơn so với C.

Các tính năng nổi bật của C++

Dưới đây là một vài tính năng chính của C++ và lý do tại sao nó lại phổ biến đến vậy:

• Ngôn ngữ mức trung − C++ được xem là một ngôn ngữ lập trình mức trung vì nó có thể được sử dụng để phát triển cả các ứng dụng hệ thống (ví dụ: hệ điều hành) lẫn các ứng dụng quy mô lớn phục vụ người dùng cuối (ví dụ: trình phát nhạc, Photoshop, các bộ engine game…).
• Tốc độ thực thi cao − Mã C++ chạy rất nhanh. Điều này có được là nhờ vào quá trình biên dịch và việc sử dụng rộng rãi các thủ tục (procedures). Các tính năng hiện đại như tự động thu gom bộ nhớ rác (garbage collection) và kiểu động (dynamic typing), vốn giúp quá trình lập trình dễ dàng hơn, đôi khi lại làm chậm tốc độ thực thi của chương trình.
• Ngôn ngữ hướng đối tượng – Lập trình hướng đối tượng giúp chương trình linh hoạt, dễ quản lý và bảo trì hơn. C++ rất phù hợp cho việc xây dựng các ứng dụng lớn. Các chương trình sử dụng hướng thủ tục (procedural code) khi phát triển lớn sẽ trở nên rất khó quản lý. Đây là một ưu điểm vượt trội của C++ so với C.
• Hỗ trợ thư viện phong phú – C++ có một bộ thư viện chuẩn rất lớn, cung cấp nhiều chức năng có sẵn giúp bạn giảm thời gian và công sức phát triển. Ngoài ra, C++ còn hỗ trợ các thư viện của bên thứ ba (third-party libraries), mở ra khả năng phát triển nhanh chóng hơn nữa.

Ví dụ về C++

Để hiểu rõ hơn về cú pháp của C++, chúng ta hãy xem xét ví dụ code sau đây:

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
   int a, b;
   cout << "Nhập giá trị cho biến a: \n";
   cin >> a;
   cout << "Nhập giá trị cho biến b: ";
   cin >> b;
   cout << "Giá trị của a là " << a << " và " << b;
   return 0;
}

Trong ví dụ này, chương trình sẽ nhận dữ liệu đầu vào là hai số nguyên từ người dùng thông qua bàn phím, gán vào biến a và b, sau đó in giá trị của hai biến này ra màn hình.

Khi thực thi đoạn code trên, kết quả hiển thị trên màn hình sẽ tương tự như sau:

So sánh Python và C++ qua nhiều khía cạnh khác nhau

Cả Python và C++ đều là những ngôn ngữ lập trình rất phổ biến. Mỗi ngôn ngữ đều có những ưu và nhược điểm riêng. Trong nội dung này, chúng ta sẽ cùng xem xét kỹ hơn các đặc điểm khác biệt giữa hai ngôn ngữ này.

Biên dịch (Compiled) so với thông dịch (Interpreted)

Tương tự như C, C++ là một ngôn ngữ dựa trên trình biên dịch (compiler). Trình biên dịch sẽ chuyển đổi toàn bộ mã nguồn sang mã máy, một dạng ngôn ngữ đặc thù cho hệ điều hành và kiến trúc bộ xử lý mà bạn đang sử dụng.

Ngược lại, Python là ngôn ngữ dựa trên trình thông dịch (interpreter). Trình thông dịch sẽ thực thi mã nguồn từng dòng một.

Tương thích đa nền tảng

Khi bạn biên dịch một file C++ (ví dụ, hello.cpp) trên Linux, thì file thực thi tạo ra chỉ có thể chạy trên các máy tính khác sử dụng hệ điều hành Linux. Nếu muốn chạy trên một hệ điều hành khác, bạn sẽ cần phải biên dịch lại file này.

Trình thông dịch Python thì không tạo ra mã biên dịch. Thay vào đó, mã nguồn Python sẽ được chuyển thành bytecode mỗi khi được chạy trên bất kỳ hệ điều hành nào mà không cần thay đổi hay thực hiện các bước bổ sung.

Tính di động

Mã Python rất dễ dàng di chuyển (portable) từ hệ điều hành này sang hệ điều hành khác. Còn mã C++ thì không có được sự tiện lợi này, vì cần phải được biên dịch lại khi hệ điều hành thay đổi.

Tốc độ phát triển

Mã C++ sau khi được biên dịch sẽ trở thành mã máy, do đó, tốc độ thực thi chương trình C++ thường nhanh hơn so với các ngôn ngữ dựa trên trình thông dịch.

Trong khi đó, trình thông dịch Python không trực tiếp tạo ra mã máy. Thay vào đó, quá trình chuyển đổi từ mã byte trung gian sang mã máy chỉ được thực hiện mỗi khi chương trình chạy.

Nếu một chương trình cần được sử dụng thường xuyên, C++ thường tỏ ra hiệu quả hơn so với Python về tốc độ.

Mức độ dễ học

So với C++, Python có cú pháp đơn giản hơn và mã Python thường dễ đọc hơn. Việc viết code C++ có thể khá khó khăn với người mới bắt đầu, vì cú pháp phức tạp, đòi hỏi sử dụng dấu ngoặc nhọn ({}) và dấu chấm phẩy (;) để kết thúc câu lệnh.

Python không dùng dấu ngoặc nhọn để đánh dấu một khối lệnh. Thay vào đó, Python sử dụng thụt lề. Các câu lệnh có cùng mức thụt lề sẽ tạo thành một khối lệnh. Điều này giúp chương trình Python trở nên dễ đọc hơn.

Static và Dynamic Typing

C++ là một ngôn ngữ có kiểu tĩnh (statically typed). Điều này có nghĩa là bạn cần phải khai báo kiểu dữ liệu của biến trước khi sử dụng biến đó để lưu trữ dữ liệu. Nếu bạn cố gắng dùng một biến mà chưa khai báo, chương trình sẽ báo lỗi. Và sau khi một biến đã được khai báo một kiểu nhất định, bạn chỉ có thể lưu giá trị có cùng kiểu dữ liệu vào biến đó.

Ngược lại, Python là ngôn ngữ có kiểu động (dynamically typed). Bạn không cần phải khai báo kiểu của một biến trước khi gán giá trị cho nó. Vì một biến có thể lưu trữ dữ liệu thuộc bất kỳ kiểu nào, Python được gọi là ngôn ngữ có kiểu động.

OOP (Lập Trình Hướng Đối Tượng)

Cả C++ và Python đều hỗ trợ các khái niệm của lập trình hướng đối tượng (OOP). Tuy nhiên, C++ có sự gắn kết chặt chẽ hơn với lý thuyết OOP so với Python. C++ hỗ trợ khái niệm đóng gói dữ liệu (data encapsulation) bằng cách cho phép định nghĩa phạm vi truy cập của biến thành public (công khai), private (riêng tư) và protected (bảo vệ).

Python không có cơ chế cho phép xác định phạm vi truy cập của biến một cách tường minh như trên. Khác với C++, Python cũng không hỗ trợ nạp chồng phương thức (method overloading). Vì Python là một ngôn ngữ kiểu động, tất cả các phương thức mặc định mang tính đa hình (polymorphic).

Thực tế, C++ là một phần mở rộng của C. Có thể nói rằng C++ bổ sung thêm các từ khóa để hỗ trợ lập trình hướng đối tượng. Vì thế, bạn hoàn toàn có thể viết một chương trình kiểu hướng thủ tục (procedure-oriented) trong C++, tương tự như viết code bằng ngôn ngữ C.

Python là một ngôn ngữ hướng đối tượng hoàn toàn. Mô hình dữ liệu của Python được thiết kế sao cho dù bạn có tiếp cận theo hướng lập trình thủ tục, thì Python vẫn sử dụng các phương pháp hướng đối tượng ở bên trong.

Garbage Collection

C++ sử dụng khái niệm con trỏ. Bộ nhớ không sử dụng trong một chương trình C++ không được giải phóng tự động. Trong C++, quá trình thu gom rác là thủ công. Do đó, một chương trình C++ có khả năng gặp phải các hành vi bất thường liên quan đến bộ nhớ.

Python có cơ chế thu gom rác tự động. Do đó, chương trình Python ổn định hơn và ít gặp sự cố liên quan đến bộ nhớ hơn.

Lĩnh vực ứng dụng

Do chương trình C++ được biên dịch trực tiếp sang mã máy, nó thích hợp hơn cho việc lập trình hệ thống, viết trình điều khiển thiết bị (device drivers), lập trình cho hệ thống nhúng và các tiện ích hệ điều hành.

Python phù hợp hơn cho việc phát triển các ứng dụng. Các lĩnh vực ứng dụng chính của Python hiện nay là khoa học dữ liệu, học máy, phát triển API và nhiều lĩnh vực khác.

Bảng tóm tắt so sánh sự khác biệt giữa Python và C++

Dưới đây là bảng tóm tắt những điểm khác biệt chính giữa Python và C++:

Lời kết

Vậy là chúng ta vừa cùng nhau khám phá những khía cạnh đặc biệt của hai ngôn ngữ lập trình Python và C++. Hy vọng rằng những thông tin này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về sức mạnh và ứng dụng của từng ngôn ngữ, từ đó đưa ra lựa chọn phù hợp nhất cho dự án của mình.