Что такое язык программирования C++

Содержание

• Введение
• Как появился C++?
• Основные особенности C++
  • Объектно-ориентированное программирование (ООП)
  • Работа с памятью
  • Шаблоны
  • Стандартная библиотека (STL)
• Что пишут на языке C++?
• Как программировать на C++?
• Как написать программу на С++?
  • 1. Подготовьте среду разработки для С++
  • 2. Создайте программу
  • 3. Выполните компиляцию
  • 4. Запустите программу
  • 5. Проведите отладку и тестирование
• Заключение

Введение

C++ — это язык программирования общего назначения, который сочетает в себе особенности низкоуровневого программирования и современные парадигмы разработки. C++ используется в самых разных областях — от создания операционных систем до разработки игр.

Начните учить язык С++ прямо сейчас

Бесплатный курс по С++ уже ждёт вас!

Как появился C++?

Разработчик Бьерн Страуструп ставил перед собой задачу создать усовершенствованную версию языка С. Основная цель — конструирование языка программирования для разработки производительных и масштабируемых приложений. Поэтому он добавил в язык классы с инкапсуляцией. Так в С++ появились предпосылки для внедрения современных принципов объектно-ориентированного программирования.

По мере развития языка С++ и появления новых версий отличий от С становилось все больше. Тем не менее разработчик намеренно оставил совместимость С++ с С: код на С++ можно трансформировать в С с помощью специального транслятора, а основы синтаксиса С++ практически идентичны синтаксису С.

В 1998 году была стандартизирована первая версия языка (C++98), а после регулярно выходили обновления: C++11, C++14, C++17 и C++20. Каждая новая версия расширяла функциональность, повышала удобство использования и производительность. Например, C++11 внес поддержку лямбда-выражений, умных указателей и многопоточности. C++17 упростил синтаксис и добавил множество новых библиотек, а C++20 ввел концепты и корутины.

Таким образом, С++ постоянно развивается и совершенствуется, отвечая на современные тренды в разработке и предлагая все новые и новые возможности. В 2024 году этот язык входит в тройку самых популярных по версии TIOBE, конкурируя с Python и JavaScript.

Основные особенности C++

C++ предлагает широкий спектр возможностей, которые делают его гибким и производительным языком программирования. Перечислим некоторые из них.

Объектно-ориентированное программирование (ООП)

C++ поддерживает классы, наследование, полиморфизм и инкапсуляцию. Это позволяет организовать код в удобные для поддержки структуры. Например:

class Car {
public:
    std::string brand;
    int speed;

    void display() {
        std::cout << "Car brand: " << brand << ", Speed: " << speed << " km/h" << std::endl;
    }
};

int main() {
    Car car1;
    car1.brand = "Toyota";
    car1.speed = 120;
    car1.display();
    return 0;
}

Этот отрезок кода показывает, как создать класс с полями и методами, как использовать объект класса и как выводить данные на экран, используя стандартную библиотеку C++.

Работа с памятью

В C++ можно управлять памятью напрямую, используя операторы new и delete. Это дает большую гибкость, но требует осторожности, чтобы избежать утечек памяти. Например:

int* ptr = new int(10);
std::cout << *ptr << std::endl;
delete ptr;

Код демонстрирует работу с динамическим выделением памяти в C++ и указателями.

Читайте также: Что такое .NET и для чего используется?

Шаблоны

Шаблоны позволяют писать универсальные функции и классы, которые работают с любыми типами данных. Вот простой пример шаблонов функций в C++ для работы с разными типами данных:

template <typename T>
T add(T a, T b) {
    return a + b;
}

int main() {
    std::cout << add(3, 5) << std::endl;
    std::cout << add(3.5, 2.1) << std::endl;
    return 0;
}

Стандартная библиотека (STL)

STL включает контейнеры (векторы, списки), алгоритмы (сортировку, поиск) и итераторы, что позволяет быстро разрабатывать эффективные приложения.

Например, этот код сортирует элементы вектора чисел numbers в порядке возрастания и выводит их на экран через пробел:

#include <vector>
#include <algorithm>

int main() {
    std::vector<int> numbers = {5, 2, 9, 1, 5};
    std::sort(numbers.begin(), numbers.end());

    for (int num : numbers) {
        std::cout << num << " ";
    }
    return 0;
}

Что пишут на языке C++?

C++ остается одним из самых востребованных языков программирования, который применяется во множестве сфер. Среди них:

• Операционные системы. Большая часть Windows, элементы macOS и ядра Linux написаны на C++.
• Игровые движки. Unreal Engine и Unity активно используют C++ для создания высокопроизводительных игр.
• Браузеры. Основные браузеры, такие как Google Chrome, Mozilla Firefox, используют C++ для обработки графики и работы движков.
• Графические редакторы. Adobe Photoshop и Illustrator частично основаны на C++.
• Научные приложения. MATLAB, программы для симуляций и научных расчетов.
• Финансовые системы. Торговые платформы и высокочастотные трейдинговые системы.
• Встроенные системы. Программирование микроконтроллеров в автомобилях, IoT-устройствах и бытовой технике.

Как программировать на C++?

Для эффективного написания, тестирования и отладки программ на C++ используются среды разработки (IDE). Вот несколько популярных вариантов:

• Visual Studio — мощная и популярная IDE от Microsoft с поддержкой отладки, подсветки синтаксиса и множества инструментов для разработки на C++.
• CLion — кросс-платформенная IDE от JetBrains с интеллектуальным автодополнением и поддержкой CMake.
• Code::Blocks — легковесная и настраиваемая IDE, подходящая для начинающих и опытных разработчиков.
• Dev-C++ — простая и быстрая среда для создания и компиляции программ на C++.
• Xcode — среда разработки для macOS, идеально подходящая для программирования на C++ на платформах Apple.
• Eclipse CDT — расширение для популярной среды Eclipse, добавляющее поддержку C++.

Выбор среды зависит от операционной системы, требований проекта и личных предпочтений разработчика.

Как написать программу на С++?

Создать код на языке С++ можно, выполнив несколько последовательных шагов. Вот как можно написать Hello, World на языке С++.

1. Подготовьте среду разработки для С++

Установите компилятор C++, например GCC, Clang или Microsoft Visual C++. После установите среду разработки (IDE) для удобного написания и отладки кода:

• Visual Studio (Windows);
• CLion (кросс-платформенная);
• Code::Blocks;
• Dev-C++.

2. Создайте программу

Откройте текстовый редактор или IDE. Напишите базовый шаблон программы на C++, например:

#include <iostream> // Подключение библиотеки для работы с вводом/выводом

int main() { // Точка входа в программу
    std::cout << "Hello, World!" << std::endl; // Вывод текста на экран
    return 0; // Завершение программы
}

Сохраните файл с расширением .cpp, например program.cpp.

3. Выполните компиляцию

Если вы используете IDE, откройте проект, добавьте файл и нажмите Build/Compile. Если работаете в терминале, перейдите в папку с вашим файлом. Скомпилируйте файл с помощью компилятора. Пример для GCC:

g++ program.cpp -o program

Здесь -o program указывает имя создаваемого исполняемого файла.

4. Запустите программу

В IDE: Нажмите кнопку Run. В терминале: ./program. Если все шаги до этого этапа были выполнены корректно, программа выведет на экран:

Hello, World!

5. Проведите отладку и тестирование

Убедитесь, что программа работает корректно для всех возможных сценариев ввода. Используйте отладчик в вашей IDE для анализа работы программы.

Таким образом создаются и самые простые программы дна С++, и сложные приложения типа антивирусов. Хотя для того чтобы создать антивирус на С++, разработчику понадобятся дополнительные знания и опыт программирования на С++.

Заключение

C++ — это универсальный язык программирования, который сочетает высокую производительность и гибкость для разработки приложений разного уровня сложности. На нем можно писать игры, встроенные системы и высоконагруженные сервисы, что делает язык востребованным в самых разных сферах. Подробнее о С и С++ можно узнать на бесплатном курсе от школы программирования Хекслет.