Введение, особенности и использование C++

Введение

  • C++ — это язык программирования общего назначения, который в настоящее время широко используется для конкурентного программирования.
  • Он имеет императивные, объектно-ориентированные и общие функции программирования.
  • C++ работает на многих платформах, таких как Windows, Linux, Unix, Mac и т. д.
  • Его можно использовать для разработки операционных систем, браузеров, игр и так далее.
  • Это делает C++ мощным и гибким.
  • Вы можете запускать программы и практиковать их на локальном рабочем столе, используя один из следующих компиляторов: блоки кода, VS Code, Dev C++, Atom и многие другие.

Возможности С++

  • Простой
  • Портативность
  • Мощный и быстрый
  • Богатая библиотека
  • Зависит от платформы
  • Язык программирования среднего уровня.
  • Язык структурированного программирования
  • Объектно-ориентированный
  • С учетом регистра
  • Компилятор на основе
  • Язык на основе синтаксиса
  • указатели
  • Динамическое управление памятью

Простой:

  • C++ — простой язык, потому что он обеспечивает структурированный подход (разбивка задачи на части), богатый набор библиотечных функций, типов данных и т. д.
  • Это позволяет нам следовать как процедурным, так и функциональным подходам к разработке нашего потока управления.

Переносимость:

  • Это концепция переноса инструкций из одной системы в другую.
  • На языке C++ файл .cpp содержит исходный код, и мы также можем редактировать этот код.
  • Файл .exe содержит приложение, которое является единственным файлом, который может быть выполнен.
  • Когда мы пишем и компилируем любую программу на C++ в операционной системе Windows, она эффективно работает в других оконных системах.

Мощный:

  • C++ — очень мощный язык программирования, и он имеет большое разнообразие типов данных, функций, операторов управления, операторов принятия решений и т. д.
  • C++ — быстрый язык, так как время компиляции и выполнения меньше.
  • Кроме того, он имеет широкий спектр типов данных, функций и операторов.

Богатая библиотека:

  • Библиотека C++ полна встроенных функций, которые экономят огромное количество времени в процессе разработки программного обеспечения.
  • Поскольку он содержит практически все виды функциональности, он может понадобиться программисту в процессе разработки.
  • Следовательно, экономия времени и увеличение скорости разработки.

Зависит от платформы:

  • Платформозависимый язык означает язык, на котором программы могут выполняться только в операционной системе, в которой они разработаны и скомпилированы.
  • Он не может работать или выполняться в любой другой операционной системе. Например, скомпилированные программы в Linux не будут работать в Windows.

Язык программирования среднего уровня:

  • C++ может выполнять как низкоуровневое, так и высокоуровневое программирование.
  • Вот почему C++ известен как язык программирования среднего уровня.

Структурированный язык программирования:

  • C++ является структурным языком программирования, так как позволяет разбивать программу на части с помощью функций.
  • Таким образом, это легко понять и изменить.

Объектно-ориентированный:

  • C++ — это объектно-ориентированный язык программирования.
  • ООП упрощают разработку и обслуживание.
  • тогда как в процедурно-ориентированном языке программирования непросто управлять, если код растет по мере увеличения размера проекта.
  • Он следует концепции oops, такой как полиморфизм, наследование, инкапсуляция, абстракция.

С учетом регистра:

  • C++ — это язык программирования, чувствительный к регистру.
  • В программировании на C++ «break» и «BREAK» разные.

На основе компилятора:

  • C++ — это язык на основе компилятора, в отличие от Python.
  • Раньше программы на C++ компилировались, а их исполняемый файл использовался для их запуска, из-за чего C++ является относительно более быстрым языком, чем Java и Python.

Язык на основе синтаксиса:

  • C++ — это строго типизированный язык программирования, основанный на синтаксисе.
  • Если какой-либо язык строго следует правилам и положениям, он известен как язык, строго основанный на синтаксисе.
  • Другими примерами языков на основе синтаксиса являются C, C++, Java, .net и т. д.

Указатель:

  • C++ поддерживает указатели, которые позволяют пользователю напрямую работать с памятью и управлять программистом.
  • Это делает его очень подходящим для низкоуровневых задач и очень сложных проектов.
  • Известно, что скорость выполнения увеличивается за счет уменьшения накладных расходов на доступ к памяти.

Динамическое управление памятью:

  • Он поддерживает функцию динамического выделения памяти.
  • В языке C++ мы можем освободить выделенную память, вызвав функцию free().
  • Эти функции отсутствуют в таких языках, как C.

Использование С++

Есть несколько преимуществ использования C++ из-за его возможностей и безопасности.

Ниже приведены некоторые варианты использования языка программирования C++.

Операционные системы:

  • Одним из ключевых требований к операционной системе является то, что она должна быть очень быстрой, поскольку она отвечает за планирование и выполнение пользовательских программ.
  • Строго типизированный и быстрый характер C++ делает его идеальным кандидатом для написания операционных систем.
  • Кроме того, C++ имеет обширный набор функций системного уровня, которые также помогают в написании низкоуровневых программ.
  • Microsoft Windows, Mac OS X или Linux — все операционные системы имеют некоторые части, написанные на C++.

Игры:

  • Опять же, поскольку большинство игр должны быть быстрее, чтобы поддерживать плавный игровой процесс, C++ широко используется в разработке игр.
  • C++ может легко манипулировать аппаратными ресурсами, а также может обеспечивать процедурное программирование для функций, интенсивно использующих ЦП.

Браузеры:

  • Благодаря высокой производительности C++ большинство браузеров имеют программное обеспечение для рендеринга, написанное на C++.
  • Браузеры в основном используются в C++ для целей рендеринга.
  • Механизмы рендеринга должны выполняться быстрее, поскольку большинство людей не любит ждать загрузки веб-страницы.

Библиотеки:

  • Многие высокоуровневые библиотеки используют C++ в качестве основного языка программирования.
  • Например, TensorFlow использует C++ в качестве внутреннего языка программирования.
  • Такие библиотеки требовали высокопроизводительных вычислений, поскольку они включали перемножение огромных матриц для обучения моделей машинного обучения.
  • В результате производительность становится критической.
  • В таких библиотеках на помощь приходит C++.

Графика:

  • C++ широко используется практически во всех графических приложениях, требующих быстрого рендеринга, обработки изображений, физики в реальном времени и мобильных датчиков.

Облачные/распределенные системы:

  • В облачных системах хранения используются масштабируемые файловые системы, работающие близко к оборудованию.
  • Кроме того, многопоточные библиотеки в C++ обеспечивают высокий уровень параллелизма и устойчивость к нагрузке.

Встроенные системы:

  • C++ ближе к аппаратному уровню, и поэтому он весьма полезен во встраиваемых системах, поскольку программное и аппаратное обеспечение в них тесно связаны.
  • Многие встроенные системы используют C++, такие как умные часы, MP3-плееры, системы GPS и т. д.

Компиляторы:

  • Компиляторы различных языков программирования используют C++ в качестве внутреннего языка программирования.

Как реализовать код на С++

Заголовки в С++

  • Код C++ начинается с включения заголовочных файлов.
  • В языке программирования C++ доступно множество заголовочных файлов.
  • Итак, что же это за заголовочные файлы? Имена элементов программы, таких как переменные, функции, классы и т. д., должны быть объявлены до того, как их можно будет использовать.
  • Например, вы не можете просто написать x = 42 без предварительного объявления переменной x как: int x = 42;
  • Объявление сообщает компилятору, является ли элемент типом int, double, float, функцией или классом.
  • Точно так же файлы заголовков позволяют нам размещать декларации в одном месте, а затем импортировать их туда, где они нам нужны.
  • Это экономит много времени на вводе в многофайловых программах.
  • Чтобы объявить заголовочный файл, мы используем директиву #include в каждом файле .cpp.
  • Этот #include используется, чтобы гарантировать, что они не будут вставлены несколько раз в один файл .cpp. Теперь перейдем к коду:

#include ‹iostream›

используя пространство имен std

  • iostream означает поток ввода/вывода, что означает, что этот заголовочный файл необходим для ввода данных через пользователя или вывода вывода на экран. Этот заголовочный файл содержит определения функций:

cin: используется для ввода

cout: используется для вывода на печать.

  • namespace определяет, какая форма ввода/вывода должна использоваться. Вы поймете это лучше по мере прохождения курса.

Примечание: точка с запятой (;) используется для завершения оператора C++. т. е. разные операторы в программе на C++ разделяются точкой с запятой.

основная функция

cpp int main() {

Утверждение 1;

Утверждение 2;

…

}

внутренний основной()

  • int: тип возвращаемого значения функции. Вы поймете это, как только узнаете о функциях.
  • main(): это часть любого кода C++, внутри которой записываются и выполняются все команды. Это строка, с которой программа начнет выполнение. Этот оператор аналогичен начальному блоку блок-схем.
  • {}: считается, что весь код, написанный внутри фигурных скобок, находится в одном блоке, также известном как определенная область действия функции. Опять же, все станет ясно, когда вы узнаете о функциях.

Компилятор и запуск

  • Для компиляции и запуска программы CPP в Linux используются следующие командные строки:

Скомпилировать: g++ Filename.cpp

Запустить или выполнить: ./a.out

  • Для компиляции и запуска программы CPP в Windows используются следующие командные строки:

Скомпилировать: gcc Filename.cpp

Запустить или выполнить: имя файла

Макросы и комментарии в C++

Макросы в С++

  • Макросы — это часть кода в программе, которой дается какое-то имя.
  • Всякий раз, когда компилятор встречает это имя, компилятор заменяет его фактическим фрагментом кода.
  • Директива #define используется для определения макроса.
  • Примечание. В конце определения макроса нет точки с запятой (:).

#include ‹iostream›

используя пространство имен std

//определение макроса

#define ОГРАНИЧЕНИЕ 5

int main() {

for (int i 0; i ‹ LIMIT; i++) {

cout ‹‹ i ‹‹” “;

} вернуть 0;

}

Выход: 1 2 3 4

Макросы с аргументами:

  • Мы также можем передавать аргументы макросам.
  • Макросы, определенные с аргументами, работают аналогично функциям. Пример:

#include ‹iostream›

использование пространства имен Std;

// макрос с параметром

#define Площадь (l, b) (l * b)

интервал основной () {

инт л = 10, Ь = 5, а;

а = площадь (1, б);

cout ‹‹ “Площадь прямоугольника: “ ‹‹ a;

вернуть 0;

}

Выход: площадь прямоугольника: 50

Комментарии в С++

  • Комментарии C++ — это подсказки, которые программист может добавить, чтобы облегчить чтение и понимание своего кода.
  • Они полностью игнорируются компиляторами C++.
  • Есть два способа добавить комментарии к коду:

// — Однострочный комментарий

/* */ — Многострочные комментарии

Пример: однострочный комментарий

#include ‹iostream›

используя пространство имен std

int main() {

// Это комментарий

cout ‹‹ «Привет, мир! ";

вернуть 0;

}

Вывод: Привет, мир

Пример: многострочный комментарий

#include ‹iostream›

используя пространство имен std

int main() {

/* Это комментарий будет напечатан

Привет, мир */

cout ‹‹ «Привет, мир! ";

вернуть 0;

}

Вывод: Привет, мир

Если вы дочитали до этого места… Не забудьте подписаться на вторую часть этой серии. Спасибо, что читаете 👋