مقایسه زبان کاتلین و جاوا – بررسی تمامی تفاوت ها

جاوا Java یک زبان برنامه نویسی شی گرا (Object-Oriented) محسوب می شود و نرم افزارهایی که بر اساس این زبان توسعه داده شده اند بر روی ماشین مجازی جاوا یا همان JVM اجرا خواهند شد. ماشین مجازی به توسعه دهندگان کمک می کند تا همان نرم افزار را در پلتفرم یا دستگاه های دیگر نیز اجرا کنند.

کاتلین Kotlin نیز به نسبت جاوا، زبان جدیدتری به شمار می رود که قابلیت های مدرن تری را به کاربران ارائه می دهد. کاتلین یک زبان برنامه نویسی استاتیک Static است و بهترین گزینه برای برنامه نویسی سمت سرور (Server-Side) به شمار می رود چرا که برنامه نویسان با استفاده از آن می توانند کدهای دقیق و گویا بنویسند. در ادامه این مطلب تفاوت های کلیدی بین زبان کاتلین و جاوا را با یکدیگر مرور خواهیم کرد.

جاوا java چیست؟

زبان برنامه نویسی شی گرای جاوا در سال 1995 میلادی  معرفی شد، این زبان ابتدا توسط شرکت سان میکروسیستم توسعه یافت که بعدها به کمپانی اوراکل پیوست. اگر بخواهید یک برنامه جاوا در مرورگر خود اجرا کنید باید از برنامک های (Applet) جاوا که به صورت پلاگین در مرورگر تعبیه شده اند استفاده کنید. بنابراین زبان جاوا اغلب در توسعه اپلیکیشن های مستقل و برنامه نویسی بک اند (Back-End) مورد استفاده قرار می گیرد.

علاوه بر این، از آنجایی که اندروید بر اساس زبان برنامه نویسی جاوا نوشته شده است، بنابراین گزینه اول توسعه دهندگان برای طراحی اپلیکیشن های اندرویدی به شمار می رود.

کاتلین kotlin چیست؟

کاتلین در سال 2011 توسط برنامه نویسان کمپانی نرم افزاری JetBrains طراحی گردید و هم اکنون قابلیت های بسیار مدرنی را در اختیار توسعه دهندگان قرار می دهد. در حقیقت زبان کاتلین در سال 2011 ظهور کرد اما در سال 2016 به صورت رسمی و منبع باز در دسترس برنامه نویسان قرار گرفت. کاتلین نیز همانند جاوا و C++ یک زبان استاتیک است که مبتنی بر ماشین مجازی جاوا فعالیت می کند. البته این زبان قابلیت کامپایل شدن به جاوا اسکریپت، اندروید، Native و iOS را نیز دارد.

کاتلین با استک های (Stacks) زبان جاوا سازگار است به گونه ای که یادگیری آن بسیار آسان است. به عبارت دیگر سوییچ کردن از جاوا به کاتلین بسیار آسان است و با نصب یک پلاگین صورت می پذیرد. کمپانی گوگل نیز پشتیبانی خود از زبان کاتلین را برای توسعه اپلیکیشن های اندروید اعلام کرده است.

تفاوت های اصلی بین جاوا و کاتلین

هر دو زبان از محبوبیت بالایی در بازار برخوردار هستند اما تفاوت هایی با یکدیگر دارند که به شرح زیر می باشد:

1. کاتلین با قابلیت اسمارت کَست (Smart Cast) قادر است تایپ های غیرقابل تغییر را شناسایی کرده و از طریق کامپایلر به صورت ضمنی (Implicit Cast) اجرا کند. اما در زبان جاوا برنامه نویسان باید کستینگ را شناسایی و اجرا کنند.
2. کاتلین از رابط کاربری تایپ پشتیبانی می کند. به این معنی که برنامه نویس مجبور نخواهد بود نوع تایپ متغیر را صریحاً مشخص کند، در حالی که برنامه نویسان در زبان جاوا باید به صورت مستقیم و صریح این کار را انجام دهند.
3. هیچ اجباری برای کنترل استثناها (Exceptions) در زبان کاتلین وجود ندارد که منجر به کدهای مستعد ارور خواهد شد. کنترل استثناها در زبان جاوا پشتیبانی می شود به گونه ای که توسعه دهندگان می توانند عملیات رسیدگی به ارورها را انجام دهند.
4. زمان کامپایل زبان جاوا در مقایسه با کاتلین 15 الی 20 درصد سریع تر است. البته از نظر کامپایلر افزایشی، زمان مورد نظر برای کامپایل هر دو زبان یکسان است.
5. در زبان کاتلین امکان ارجاع دادن مقادیر null به متغیرها یا مقادیر برگشتی (Return Values) وجود ندارد مگر این که سینتکس (Syntax) جداگانه برای متغیرها تعریف کرد. در زبان جاوا می توان مقادیر null را ارجاع داد ولی در هنگام دسترسی به اشیای null با یک استثنا (Exception) روبرو خواهیم شد.
6. علی رغم تمام تفاوت های موجود، زبان کاتلین با جاوا قابل تعویض است به گونه ای که فراخوانی کدهای جاوا در کاتلین یا بالعکس امکان پذیر خواهد بود. به عبارت دیگر برنامه نویسان می توانند کلاس های هر دو زبان را در پروژه های خود داشته باشند به گونه ای که بعد از کامپایل هم مشخص نخواهد شد که کدام کلاس ها با کاتلین یا جاوا نوشته شده اند.

مقایسه قابلیت های جاوا با کاتلین

1- تهی پذیری (Null Safe)

• جاوا :

قابلیت NullPointerExceptions در زبان جاوا یکی از مشکلات بزرگ توسعه دهندگان محسوب می شود چرا که امکان ارجاع null به تمام متغیرها وجود دارد اما هنگام دسترسی به مرجع object یک استثنا (Exception) به وجود خواهد آمد که باید توسط خود برنامه نویسان رفع شود.

• کاتلین :

تمام متغیرهای زبان کاتلین به صورت پیش فرض از قابلیت تهی پذیری پشتیبانی نمی کنند و اگر بخواهیم مقادیر null را ارجاع یا برگشت بزنیم، آنگاه کدهای کاتلین در زمان کامپایل با ارور مواجه خواهند شد. بنابراین اگر می خواهیم یک متغیر دارای مقادیر null باشد باید آن را به صورت (value num: Int? = null) تعریف کنیم.

2- گسترش توابع (Extension Functions)

• جاوا :

اگر بخواهیم توابع کلاس های موجود در جاوا را گسترش دهیم باید یک کلاس جدید ساخته و از کلاس مادر (Parent Class) ارث بری (Inherit) کنیم، بنابراین قابلیت گسترش توابع در زبان جاوا امکان پذیر نخواهد بود.

• کاتلین :

زبان کاتلین قابلیت گسترش کلاس های موجود با توابع جدید را در اختیار توسعه دهندگان قرار می دهد. برنامه نویسان می توانند name یک کلاس را به صورت پیشوند به name تابع جدید اضافه کرده و از این طریق توابع موجود را گسترش دهند.

3- پشتیبانی از کروتین Coroutines

• جاوا :

اگر بخواهیم یک شبکه ورودی خروجی (Network I/O) بلند مدت راه اندازی کرده یا عملیات سنگین CPU انجام دهیم، آنگاه رشته های متناظر بلاک خواهند شد. اندروید به صورت پیشفرض تک رشته ای محسوب می شود ولی جاوا قابلیت ساخت رشته های چندگانه را دارد اما مدیریت آنها بسیار پیچیده خواهد بود.

• کاتلین :

امکان ساخت رشته های چندگانه برای اجرای عملیات سنگین بلند مدت وجود دارد. علاوه بر این پشتیبانی از کروتین باعث خواهد شد که چنین عملیاتی بدون بلاک شدن رشته ها در یک نقطه خاص به حالت تعلیق درآیند.

4- کنترل استثناها (Checking Exceptions)

• جاوا :

زبان جاوا از کنترل استثناها پشتیبانی می کند. بنابراین ایجاد کدهای قوی و رسیدگی به ارورها در زبان جاوا امکان پذیر خواهد بود.

• کاتلین :

قابلیت رسیدگی به استثناها در زبان کاتلین وجود ندارد بنابراین توسعه دهندگان نیز مستلزم اظهار استثناها نخواهند بود، البته این موضوع معایب و مزایایی برای برنامه نویسان در پی خواهد داشت.

5- کلاس های داده (Data Classes)

• جاوا :

در جاوا ما نیاز به یک کلاس داریم که نگهدارنده داده است. برای این کار باید توابع سازنده (Constructors)، متغیرهای ذخیره کننده داده، متدهای getter و setter، توابع hashcode()، toString() و equals() را تعریف کنیم.

• کاتلین :

در زبان کاتلین نیز به یک کلاس نیاز داریم که نگهدارنده داده است اما برای این کار باید یک کلاس با کلیدواژه data را فراخوانی کنیم، سپس کامپایلر به صورت خودکار تمام توابع مورد نیاز نظیر تابع سازنده و غیره را ایجاد خواهد کرد.

6- اسمارت کَست (Smart Cast)

• جاوا :

در زبان جاوا باید نوع متغیر و Cast را مطابق با عملیات مربوطه بررسی کنیم.

• کاتلین :

قابلیت اسمارت کست با کلیدواژه is-checked تمام مقادیر تغییر ناپذیر (Immutable Values) را بررسی کرده و کستینگ غیر مستقیم (Implicit Casting) را نیز انجام خواهد داد.

7- استنتاج تایپ (Type Inference)

• جاوا :

در زبان جاوا، تایپ هر متغیر را باید به صورت مستقیم (Explicit) تعیین کنید.

• کاتلین :

برنامه نویسان زبان کاتلین مجبور نیستند که تایپ هر متغیر را به صورت مستقیم و بر اساس وظایفشان تعیین کنند. البته امکان تعیین تایپ به صورت مستقیم نیز در اختیار برنامه نویسان قرار دارد.

8- برنامه نویسی کاربردی (Functional Programming)

• جاوا :

زبان جاوا تا نسخه Java 8 از قابلیت برنامه نویسی کاربردی پشتیبانی نمی کند اما اگر در حال توسعه اپلیکیشن های اندروید هستید، این زبان فقط از ویژگی های نسخه 8 پشتیبانی خواهد کرد.

• کاتلین :

کاتلین ترکیبی از زبان های برنامه نویسی کاربردی و رویه ای (Procedural) محسوب می شود که شامل متدهای بسیاری نظیر lambda، سربارگذاری اپراتورها (Operator Overloading)، توابع Higher-Order و ارزیابی آهسته (Lazy Evaluation) است.