桌面应用软件开发语言调查

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桌面应用软件,在操作系统中,通过操作系统桌面窗体展现应用内容,并实现用户交互操作。编程语言有很多种,但并不是每一种语言都具有支持UI开发的能力,很多语言支持UI开发能力,是有人专门为之实现的UI开发支持平台。简单地说,需要有专门的语言UI库支持,如C++中的Qt库、MFC库,Java的Swing、AWT相关依赖库,否则语言是没办法进行快速UI开发的(可以通过编程语言调用系统函数,但很复杂)。

本文仅讨论常用的编程开发语言进行桌面应用软件开发的相关内容,对于诸如Matlab的m语言、Labview以及其他的类似语言,并不适合广泛的桌面应用软件开发的情况,将不涉及。

1. 有哪些语言支持桌面应用开发

桌面应用开发的方式有很多种,一般分成三大类:
一是原生编译运行的开发技术,这一类技术,通过编译->可执行文件方式,可执行文件直接调用系统API,完成UI绘制等。这类开发技术,有着较高的运行效率,但一般来说,开发速度较慢,技术要求较高。
二是二次编译或解释运行方式,这一类技术和将要说的第三类技术类似,但又稍有一些不同,这一类语言是一开始就有本地开发和UI开发的。一次编译后,得到中间文件,通过平台或虚机完成二次加载编译或解释运行。运行效率低于原生编译,但平台优化后,其效率也是比较可观的。就开发速度方面,比原生编译技术要快一些。
三是机箱模式,总是需要一个运行外盒,才能够运行。这一类虽然类似于基于平台或虚机,但是这一类一开始的目标不是桌面应用,而是Web应用开发,包括了常见的RIA开发技术和主流Web前端开发技术。这一类技术桌面应用开发中,不外乎两种方式,一种是单独开发了基于桌面的机箱,来提供运行平台。另一种就是对机箱打包嵌套,给机箱再加个外壳,让机箱运行在外壳上。运行效率上,经过不断地革新和优化,Flash引擎进化、V8引擎的出世,总体上能够满足要求。开发效率上,速度较快,毕竟平台支持比较高级,很多东西直接拿来用。
目前比较流行的:

  • 原生编译:
    C++/MFC(Win)
    Objective-C(Mac)

  • 托管平台:
    C#/.NET Framework(Win)
    Java/Swing、AWT \*

  • 富客户端:
    Java/JavaFX \(Sun出的,富客户端)
    ActionScript/Flex、Flash(Adobe Air、Adobe Flash) \
    (Adobe出的,富客户端)
    SilverLight(微软出的,富客户端)(Win)
    Open Laszlo(挺渣的,我用过,效率低的不得了)

  • Web式:
    HTML5/H5 + WebKit 、Node.Js(NW.JS)、Electron\*

  • 其他:
    Python/PyQT、GTK+ \*
    Ruby TK\*
    Go \* (部分方言支持,入手要慎重)

  • ** 有年头的,但也有一些使用量的:**
    VB、Delphi

2. 选择语言的评判标准

  • 运行效率
  • 开发效率
    貌似,运行效率和开发效率是一对矛盾的值,但随着各类渲染技术、引擎、优化的加深,这两个值也开始同步提高。实际上,下述的评判内容,基本包含在了开发效率中,只有各种依赖、支持良好,才能快速开发,除此,还有语言的易用性。
  • UI库支持、渲染美化效果程度
  • 网络库支持程度(是否支持网络,网络库支持协议(TCP/IP?HTTP? SMTP?POP3?RTMP?))
  • I/O支持
  • 数据库操作支持
  • 算法库支持程度
  • 其他第三方库支持程度,如JSON、XML支持,加密支持,压缩文件支持等等
  • 跨平台能力(跨Windows、Linux、Macintosh OS X等操作系统)
  • 新开发技术学习成本
  • 开发平台成本

3. 具体分析

以下将分析各种UI开发技术的一些内容。但主体趋势无外乎以下方向:

  • 运行效率:原生 > 托管平台 > 富客户端、Web

  • 开发效率:原生 < 托管平台 < 富客户端、Web

就学习成本来说,很难说出谁高谁低,但是总体来说,富客户端和Web学习成本比较低,原生的学习成本比较高,因为原生的所面向开发应用场景比较固定,局限性大,所以考虑到技术人员的发展,成本算高的。

C++

基于C++语言进行桌面应用软件开发的框架和平台较多,包括了Windows平台流行的MFC、支持多平台的Qt、GTK+等,都提供了GUI交互支持。

  • 运行效率

C++开发的应用软件,需要针对运行目标平台进行单独编译、生成可执行文件,运行效率极高,具有较好的性能。

  • 开发效率

C++开发要求开发人员具有较好的C++基础和应用能力,否则将会极大的降低开发效率。C++对内存管理要求较高,需要耗费较多精力处理。

  • UI效果

UI效果与具体的GUI交互支持方式有关。
MFC采用贴图方式美化外观,且交互界面运行效率高,在Windows平台中,UI渲染有多种先进的图形库和渲染引擎支持,能够获得极佳的UI性能和效果。

  • 网络支持

C++语言对网络的支持较好,具有多种成熟的开源网络库可使用,如重量级的ACE,Boost的ASIO、陈硕的Muduo,仅支持Linux的libev、主要支持Linux的libevent。

  • I/O支持

C++语言作为编译型原生运行程序开发语言,本身就具有对I/O的天然良好支持,通过I/O流能够快速完成本地文件操作等等一系列I/O操作。

  • 数据库支持

C++语言对于数据库支持,主要依赖于数据库驱动程序提供的接口支持程度,目前对绝大对数主流数据库都有着良好的支持。

  • 其他第三方库支持

C++作为目前使用量较大的开发语言,其各个方面均有较好的支持

  • 跨平台能力

C++开发的程序跨平台能力较差,需要针对目标平台进行单独编译。当所使用的框架、类库不支持目标平台时,将导致失败的跨平台开发。
MFC目前不支持跨平台,仅支持Windows平台。
Qt和GTK+对较多平台均支持,包括Windows、Linux、Mac OS X。

  • 成本考虑

C++语言开发,一直是成本居然不下,前期开发架构搭建、业务逻辑堆砌成本高,后期测试、维护,每一项环节都占据了较高的成本使用。C++的开发、维护,都要求参与者有着较高的开发素养,因此人工成本也是一个大项。
基于成本考虑,C++项目适合于运行效率要求高

C#语言

C#语言是Windows中的当红语言,在Web、系统服务、桌面应用、富客户端等多有涉及。C#基于.NET Framewrok开发的桌面应用软件,也是Win系中的主流方式。
此外,随着微软的努力,感谢Visual Studio Core和.NET Code,实现了跨平台开发和运行。

  • 运行效率

C#桌面应用基于托管式运行,效率相比于C++较低。

  • 开发效率

C#开发效率较高较快,入门快、上手快,但后期优化困难,需要较为深入的研究。

  • UI效果

C#的UI效果通过皮肤控制。由于C#消耗资源较多,在低配机器上,UI流畅度较低。

  • 网络支持

C#网络支持良好。

  • I/O支持

C#本地化支持良好,面向对象操作的封装,使得各种I/O操作都很便捷。

  • 数据库支持

C#对SQL Server数据库支持良好。对其他数据库,需要特殊的支持。

  • 其他第三方库支持

C#本身做了较为完整的工具类封装,不仅在基本的JSON之类的支持良好,在加密、编码等方面也有着良好支持。

  • 跨平台能力

不太好,但是微软正在致力于跨平台。但微软不应该如此好心,他们从来不会让客户和用户离开win系平台的,这也许只是他们放出的一个糖衣。

  • 成本考虑

Windows平台采用C#开发简单的桌面应用成本较低。大中型、复杂应用需要慎重考虑。

Java

Java是目前服务器端的主流语言之一。Java语言用于桌面应用开发的产品较多,但更多的体现在Sun公司、Oracle公司自主研发产品,如Eclipse。一些对性能有较高要求的应用,并不适合用Java开发,而更适合用C/C++。但Java最为突出的有点是Write once, Run anywhere,跨平台性无与伦比。

  • 运行效率

基于JVM的运行方式,使得Java逊于C++。

  • 开发效率

有着Java基础的开发人员,能够快速开发。

  • UI效果

依赖皮肤效果。控件丰富度,需要第三方支持,原生控件种类较少,颇简陋。

  • 网络支持

支持良好,同时拥有众多第三方库支持。

  • I/O支持

支持良好。

  • 数据库支持

支持良好。

  • 其他第三方库支持

Java的第三方库支持众多。

  • 跨平台能力

Java有着良好的跨平台能力。

  • 成本考虑

Java开发成本较低,但其UI性能较弱,需要考虑后期项目膨胀后的应对办法。

Objective-C

与C++同宗,但又有着很多不同的一门语言,随着苹果系列产品的畅销,OC开发也逐渐主流化。Objective-C由苹果公司推出,主要面向Mac系列系统使用,跨平台能力较差。

  • 运行效率

运行效率较高,属于原生编译运行。

  • 开发效率

熟悉OC语言,能够快速开发。

  • UI效果

UI效果借助贴图,控件样式较多。

  • 网络支持

支持网络,随着OC火爆,很多第三方库纷纷支持。

  • I/O支持

支持本地化操作。

  • 数据库支持

支持Mac上的数据库,如SQLite、MySQL等。

  • 其他第三方库支持

OC越来越流行,越来越多的第三方库出现,支持越来越好。

  • 跨平台能力

不具有跨平台能力。

  • 成本考虑

仅支持Mac OS X。

富客户端

富客户端一度是浏览器的霸主,但随着H5的兴起,更多更绚烂的效果由H5实现,甚至H5页肩负起了RIA的任务,老牌富客户端开发技术主键平淡,但不可否认的是,以Flash为主的富客户端依然对Web RIA拥有着不可撼动的主流地位。本文主要讨论桌面应用,富客户端中,很大一部分是可以实现桌面应用开发,当前最流行的Flex/Flesh,是典型的代表。富客户端技术开发语言根据平台不同而不同,包括了Flash/Flex的ActionScript/OpenLaszlo、JavaFX的Java、SliverLight的C#等等。富客户端技术并不是一个单纯技术,而是以其他开发语言和技术支撑起来的复合型开发技术。

  • 运行效率

富客户端运行基于其特定的环境和运行平台,如Flash播放平台、JVM、.NET Framework插件等,从而导致了相比于原生编译程序,其效率较为低下,从而不适合进行复杂功能和高强度运算处理应用的开发。
随着技术不断的革新,富客户端在运行效率上也有着较大的提升,但综合来看效率普遍偏低,因此注重高效率的程序开发可以绕过这一块另择通路。

  • 开发效率

富客户端开发技术,往往是基于其他技术而形成的综合技术。
Flash/Flex的ActionScript是一类面型对象的脚本开发语言,该语言语法与一般面向对象开发语言类似,在语法格式上,其变量声明格式与传统的编程语言略有不同(类型后置写法),但一旦熟悉之后,基本无碍。除此,Flash/Flex的UI界面开发,通过特殊的皮肤机制实现,需要投入一定的精力研究。
JavaFX目前支持Java语言开发,对于一般Java开发者来说,需要熟悉JavaFX带来的新内容,能够较快上手。
SliverLight基于C#语言,C#入门极易,但优化困难,所以入门级开发较快,后期优化比较扎手。

  • UI效果

富客户端的UI效果,一般靠皮肤支撑。JavaFX在3D图形支持上稍弱,有待加强。

  • 网络支持

富客户端天然具有网络支持能力,通常具有较强的多媒体支持能力。Flash/Flex支持更多的多媒体网络协议,如RTMP流媒体传输协议等,很多在线直播平台均采用该网络技术。

  • I/O支持

富客户端桌面应用开发中,借助本地化操作支持,能够较好实现I/O操作。

  • 数据库支持

富客户端开发中,不同类型对数据库连接和操作的支持不一致。ActionScript对这一类支持较差,并且缺乏第三方库支持。JavaFX天然使用Java语言,在各类数据库支持方面较好。SilverLight采用C#语言,对SQL Server数据库支持良好。

  • 其他第三方库支持

由于Adobe开发的Flash/Flex ActionScript开发平台,尚处于闭源状态,因此第三方拓展较少,但其本身已经具有较多的支持,如JSON支持等。
JavaFX能够使用Java开发中的各类第三方库,支持绝对良好。

  • 跨平台能力

富客户端都具有较好的跨平台能力。

  • 成本考虑

富客户端开发成本,需要根据不同类型RIA区别对待。
综合考虑,JavaFX开发成本较低。Flash/Flex开发成本稍高。

Web

Web语言实现桌面应用开发,实际上和RIA类似,主要的套路是利用浏览器引擎完成UI渲染,目前比较主流的是IE浏览器引擎和WebKit引擎。随着H5前端技术、NODE.JS等的大肆兴起,桌面应用逐渐冷淡。但基于浏览器引擎开发桌面应用的技术,却因此而得到发展,如基于node.js的NW.js、基于io.js的Electron等等,以及国内很多公司自主研发的开发平台。

  • 运行效率

随着V8引擎的发布,Node.js借助其实现了服务器端JS编程的可能,作为桌面应用,其性能也有大幅度提升,可以与其他桌面应用开发技术相提并论。

  • 开发效率

使用前端技术开发,对于有前端开发经验的人来说,在克服了开发环境和运行环境搭建后,稍微摸索下开发技巧,之后的路将会比较坦荡。

  • UI效果

参考H5的效果,不难想象,UI效果将会达到比较炫酷的级别。

  • 网络支持

NW.js使用了WebKit支持UI渲染,同时使用node.js完成本地化操作,网络支持通过node.js,支持良好。

  • I/O支持

本地操作极为良好,通过JS提供的多种API,能够轻松完成各种本地操作,因此对I/O支持良好。

  • 数据库支持

目前,有很多的JS数据库操作库,这方面支持较为良好。

  • 其他第三方库支持

随着WebKit桌面应用开发的高速发展,同时以node.js等为主的JS后端编程实现,其他支持都已经逐步跟进,达到较好的支持。

  • 跨平台能力

不言而喻,拥有良好的跨平台能力。

  • 成本考虑

开发成本主要在环境搭建和开发入门方面,一旦入门后,有着丰富前端开发经验的人员,能够快速进行开发。同时,随着相应技术的发展,文档、资料、开源代码等逐渐丰富,开发成本逐步降低。
维护成本方面,并非涉及到全新的开发语言,成本因此能够控制在较低的程度。

Python

一种胶水语言,目前也支持了UI开发。

  • 运行效率

一般。

  • 开发效率

快。

  • UI效果

局限性较大,控件库丰富度较弱。

  • 网络支持

支持。

  • I/O支持

支持。

  • 数据库支持

支持。

  • 其他支持

支持良好

  • 跨平台能力

良好。

  • 成本考虑

成本较低,但不适合大型应用开发。

Ruby

Ruby on Rails是当前炒作的比较火爆的一个概念,在Web开发中也有着一席之地。Ruby用于桌面应用开发,基于TK平台实现。Ruby,作为一个简单面向对象的脚本语言,其优点是使用简单,开发快速。

  • 运行效率

一般,脚本语言的效率都不会太高。

  • 开发效率

快,Ruby比较简洁,开发速度较快。

  • UI效果

作为脚本语言,由TK决定,控件库丰富度较弱。

  • 网络支持

支持。

  • I/O支持

基本支持。

  • 数据库支持

良好支持。

  • 其他支持

良好支持

  • 跨平台能力

采用虚拟机运行,跨平台能力良好。

  • 成本考虑

成本较低,但不适合大型应用开发。

Go

Go语言的一些方言,目前支持UI开发。但即便是神一样的方言设计者,也有力不从心的时候,也无法与大型公司为靠山的开发平台丰富和稳定。但Go语言的开发速度,绝不是盖的。

  • 运行效率

视情况而定,由方言的特性决定。

  • 开发效率

快。

  • UI效果

绝大多数个人贡献,所以,控件库丰富度较弱。

  • 网络支持

视情况而定,由方言的特性决定,一般是支持的。

  • I/O支持

视情况而定,由方言的特性决定,一般是支持的。

  • 数据库支持

视情况而定,由方言的特性决定。

  • 其他支持

视情况而定,由方言的特性决定。

  • 跨平台能力

视情况而定,由方言的特性决定。

  • 成本考虑

成本较低,关键是快速开发效率高。

小结

  1. 以C++语言为基础的桌面应用开发技术,具有较高效率,但跨平台实现比较困难,需要具体平台库支撑,但Qt和GTK+基本上达到了跨平台的能力。
  2. OC专门针对Macintosh OS X,虽然具有较高的效率和较强的UI效果,但是跨平台能力限制了其广泛发展的可能性(除非苹果称霸天下……)。
  3. C#是目前Windows系统上桌面应用开发使用最多的开发技术之一(好像把之一去掉,不过还有MFC镇压着,不可造次),C#虽然在效率上低于C++,但是在开发效率上甩C/C++几条街啊。
  4. Java在UI、用户交互开发方面,一直是不温不火的状态,Swing、AWT已经是过去式了,但做一些小工具还是可以考虑的,毕竟Java语言会的人多。
  5. 富客户端开发技术,在桌面应用开发市场中也占有一席之地,尤其是网络多媒体应用,我鹅的某宠就是这种模式。Flash/Flex是富客户端的大哥大,SliverLight也曾红火一时。JavaFX最近新军崛起,是否能够占据导一份市场,也要拭目以待。
  6. WebKit为基础的Web式桌面应用开发,以Web引擎作为UI渲染工具,是一个高明的设计和思路。随着H5、Node.js的兴起,Web式桌面应用也在逐渐火爆,某道翻译软件目前应该是在借鉴NW.JS的基础上使用自主研发的heX完成UI开发。
  7. 至于其他的语种,如Python、Ruby,脚本开发语言,效率不高,UI有限,但能够实现快速开发,小型软件方面也有一定优势。Go语言作为程序节的高冷语言,部分方言有对UI的支持,开发速度绝对快,但是要求对函数式编程有一定掌握,稍有些门槛。

那么该如何选择

1、 首先判断项目类型,对运行效率需求如何、对一些特殊的技术指标要求。如果有着较高的运行效率要求,那么选择范围也就较低了,多在原生编译和高度优化的平台上选择。如果对UI灵活性、自主性要求较高,也要重点考虑原生编译,因为原生编译更接近底层,自由度更大。
2、 开发速度要求:如果有快速开发要求,尽量避免原生开发,一个是跨平台比较麻烦,另一个是原生开发,即便是提供了较多的UI支持库,也不可能像基于平台的技术有着良好的封装。
3、 考虑技术人员的底蕴:如果具有特殊的技术人员,精通某一方面,那么必须要把这个考虑进去,这不但是技术方面的保证,也是开发成本的保证。
4、 后期考虑:从长远考虑项目的要求,有没有什么特殊的考虑,如以后往Web上靠,那么就考虑NW.JS或者Electron等。往流媒体富客户端,那么要考虑Flex技术。等等。

结尾

支持桌面应用软件开发的技术,只要具有相应的UI支持基础就能够实现,因此相关技术并不止上述几类,但上述几大类是目前桌面应用开发的主流开发技术,占据了绝大部分的市场。其他较小众的桌面开发技术由于其小众化、文档匮乏,较难流行。

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