Попри те, що C та C++ є одними з найстаріших мов програмування, їх досі використовують у системному програмуванні, вбудованих системах та додатках реального часу завдяки високій продуктивності та низькорівневому контролю. Ця стаття надасть уяву про простий вступ до цих двох мов програмування разом із базовими прикладами коду та інформацією про те, де дізнатися більше.
Що таке мова програмування C?
Розроблена на початку 1970-х років Деннісом Рітчі в Bell Labs, мова C почала свій шлях із допомоги у розробці операційної системи Unix. Сьогодні мова C — це низькорівнева мова програмування загального призначення, яка пропонує детальний контроль над обладнанням та пам’яттю. Це робить її популярною для системного програмування. Ключовою особливістю мови C є її структурованість та модульність. Це дозволяє розділяти великі програми на менші, зручніші частини. Вона надає кілька базових типів даних, як-от цілі числа, числа з рухомою комою та символи, а також дозволяє визначати власні типи даних за допомогою структур та об’єднань.
Програми, написані на C, перед виконанням перетворюються на машинний код (тобто компілюються) компілятором. Хоча це робить програми швидкими та ефективними, це також означає, що для кожної платформи або операційної системи потрібно попередньо скомпілювати окремі версії програм на C перед розповсюдженням серед користувачів. Мова програмування C глибоко вплинула на галузь обчислювальної техніки та на багато інших мов, зокрема C++, Java, Python та Ruby. Завдяки простоті, потужності та портативності C залишається популярною для розробки операційних систем (ОС), драйверів пристроїв тощо.
Що таке мова програмування C++?
C++ — це мова програмування загального призначення, розроблена Б’ярном Страуструпом у Bell Labs на початку 1980-х років як розширення мови C. На відміну від C, C++ є об’єктноорієнтованою мовою. Вона поєднує високорівневі функції об’єктноорієнтованого програмування з низькорівневим контролем та ефективністю C. C++ можна використовувати з різними стилями програмування: як об’єктноорієнтовану мову або з процедурним, узагальненим чи функціональним підходом. Це робить її універсальною для багатьох сфер. Як і C, вона надає базові типи даних та дозволяє створювати власні типи за допомогою класів.
Як і C, C++ — це мова, що компілюється. Програми мають бути перекладені в машинний код компілятором перед виконанням. Це робить програми на C++ швидкими та ефективними, але потребує попередньої компіляції для конкретних платформ та операційних систем.
Завдяки швидкості, гнучкості та потужності C++ є однією з найпопулярніших мов програмування у світі. Її використовують для розробки операційних систем, драйверів пристроїв, відеоігор, наукових симуляцій, фінансових додатків тощо. Ще однією перевагою C++ є сумісність з іншими мовами. C++ можна змусити працювати з Python, Java та Ruby за допомогою зв’язування мов або оболонок, що надаються певними бібліотеками та фреймворками.
Порівняння C та C++
Які відмінності між C++ та C? Нижче наведено деякі ключові відмінності між цими мовами:
- Об’єктноорієнтоване програмування: C++ інтегрує функції об’єктноорієнтованого програмування, тоді як C дотримується процедурного підходу.
- Керування пам’яттю: C++ пропонує складніший підхід, зокрема конструктори та деструктори, які автоматично викликаються під час створення або знищення об’єктів. C покладається на ручне керування пам’яттю за допомогою функцій malloc() та free().
- Контейнери: Стандартна бібліотека C++ містить ширший набір класів-контейнерів, ніж C, зокрема вектори, списки, множини, карти тощо.
- Обробка винятків: Стандартна бібліотека C++ підтримує винятки, тоді як стандартна бібліотека C — ні.
- Потоки введення/виведення: Стандартна бібліотека C++ включає класи потоків для введення та виведення даних, тоді як стандартна бібліотека C використовує простий підхід на основі файлів.
- Продуктивність: Зазвичай C швидша за C++, оскільки не має накладних витрат від таких функцій, як віртуальні функції та обробка винятків.
- Сумісність: C можна використовувати в програмах на C++, але зворотне не завжди вірно, оскільки C++ додає функції та синтаксис, яких немає в C.
Для чого використовують C++?
C++ дозволяє створити майже будь-яку програму. Ось кілька сфер, де зазвичай використовують цю мову:
- Операційні системи: Microsoft Windows, macOS та Linux створені на C++.
- Браузери: Рушії рендерингу різних браузерів написані на C++ насамперед через високу швидкість цієї мови.
- Бібліотеки: TensorFlow, одна з найпоширеніших бібліотек машинного навчання, використовує C++ як бекенд через високу продуктивність.
- Графіка: Усі графічні додатки потребують швидкого рендерингу. Програми для комп’ютерного зору та високоякісної обробки зображень використовують C++. Популярні ігри з інтенсивною графікою також використовують C++ як основну мову.
- Банківські додатки: Банківські системи, що обробляють мільйони транзакцій щодня, потребують високопродуктивних мов.
- Хмарні/розподілені системи: Великі організації покладаються на C++ для внутрішніх та хмарних систем зберігання. C++ добре взаємодіє з обладнанням та сумісна з багатьма машинами.
- Бази даних: MySQL, MongoDB, Redis, Oracle та інші бази даних мають компоненти, написані на C++. Висока продуктивність та низькорівневий контроль роблять C++ ідеальною для баз даних.
- Вбудовані системи: Медичне обладнання, смартгодинники та пристрої IoT використовують C++, оскільки вона близька до апаратного рівня.
- Компілятори: Компілятори різних мов програмування використовують C та C++ через їхній низький рівень. (C++ має як низькорівневу, так і високорівневу функціональність).
Приклади синтаксису та коду C++
Нижче наведено приклади синтаксису C++:
- #include <iostream>: Директива препроцесора для включення заголовного файлу (у цьому випадку iostream).
- int main(): Позначає першу функцію, з якої починається виконання програми.
- { }: Визначають початок та кінець функції або методу.
- //коментар: Текст після символів (//) не виконується. Його використовують для пояснення коду програмістом.
Приклад коду на C++, який виводить ім'я:
C++
#include <iostream>
using namespace std;
// Загальний коментар: цей код просить ввести ім'я та виводить його на екран.
int main()
{
string name;
cout << "Enter the name: ";
cin >> name;
cout << "Entered name is: " << name;
return 0;
}
Налаштування середовища C++
Для початку написання коду на C++ на комп’ютері знадобляться:
- Текстовий редактор: Прикладами є Notepad++, VS Code, Linux Vim та Atom. Файли, створені в редакторі, називаються вихідними файлами та зазвичай мають розширення .cpp для C++.
- Компілятор C++: Вихідний код потрібно скомпілювати у машинний код. Найпопулярнішим безкоштовним компілятором є GNU C/C++. При використанні VS Code окремий компілятор зазвичай не потрібен, оскільки Visual Studio постачається з Microsoft Visual C++.
Де можна почати вивчати C++?
Якщо цікавить вивчення C або C++, варто звернути увагу на ці онлайн-курси:
edX: C Programming: Getting Started. Безкоштовний курс навчає принципам програмування на C. Студенти дізнаються, як писати перші програми, робити обчислення, виводити результати та використовувати цикли. Початківці зможуть кодувати прямо в браузері.
Coursera: Coding for Everyone: C and C++ Specialization. Курс навчає кодуванню на обох мовах. Студенти отримають глибоке розуміння програмування через вирішення складних проблем та налагодження.
Udemy: Beginning C++ Programming—From Beginner to Beyond. Один із найкращих платних курсів для вивчення C++ та об’єктноорієнтованого програмування для розробки ігор чи систем. Курс навчає сучасним функціям, як-от лямбда-вирази та шаблони. Вартість складає 24,99 долара.
Для швидкої компіляції великих проєктів на C++ та розробки сучасних ігор на рушіях на кшталт Unreal Engine знадобиться потужне залізо. Я підібрав кілька моделей, які забезпечать високу продуктивність для розробника та геймера:
Завдяки потужним процесорам Intel Core та AMD Ryzen, ноутбуки Acer Predator Helios Neo 16 AI та Acer Nitro V 16 AI ідеально підходять для паралельної компіляції коду та роботи з важкими IDE.
Рекомендовані продукти
