Въведение, характеристики и употреби на C++

Въведение

  • C++ е език за програмиране с общо предназначение и се използва широко в наши дни за конкурентно програмиране.
  • Има императивни, обектно-ориентирани и общи функции за програмиране.
  • C++ работи на много платформи като Windows, Linux, Unix, Mac и др.
  • Може да се използва за разработване на операционни системи, браузъри, игри и т.н.
  • Това прави C++ мощен, както и гъвкав.
  • Можете да изпълнявате програми и да ги практикувате на вашия локален работен плот, като използвате един от тези компилатори: Кодови блокове, VS Code, Dev C++, Atom и много други.

Характеристики на C++

  • просто
  • Преносимост
  • Мощен и бърз
  • Богата библиотека
  • Зависи от платформата
  • Език за програмиране от средно ниво
  • Структурен език за програмиране
  • Обектно-ориентиран
  • Различаващ главни от малки букви
  • Базиран на компилатор
  • Език, базиран на синтаксиса
  • Указатели
  • Динамично управление на паметта

Просто:

  • C++ е прост език, защото предоставя структуриран подход (за разделяне на проблема на части), богат набор от библиотечни функции, типове данни и т.н.
  • Това ни позволява да следваме както процедурни, така и функционални подходи, за да проектираме нашия поток от контрол.

Преносимост:

  • Това е концепцията за пренасяне на инструкцията от една система към друга система.
  • На езика C++ файлът .cpp съдържа изходен код и ние също можем да редактираме този код.
  • .exe файлът съдържа приложението, което е единственият файл, който може да бъде изпълнен.
  • Когато пишем и компилираме която и да е програма на C++ в операционната система Windows, тя ефективно работи на други системи, базирани на прозорци.

Мощен:

  • C++ е много мощен език за програмиране и има голямо разнообразие от типове данни, функции, оператори за управление, оператори за вземане на решения и т.н.
  • C++ е бърз език, тъй като времето за компилиране и изпълнение е по-малко.
  • Освен това има голямо разнообразие от типове данни, функции и оператори.

Богата библиотека:

  • C++ библиотеката е пълна с вградени функции, които спестяват огромно количество време в процеса на разработка на софтуер.
  • Тъй като съдържа почти всички видове функционалност, програмистът може да се нуждае от него в процеса на разработка.
  • Следователно спестява време и увеличава скоростта на разработка.

Зависи от платформата:

  • Зависещият от платформа език означава езикът, на който програмите могат да се изпълняват само в операционната система, където са разработени и компилирани.
  • Не може да работи или да се изпълнява на друга операционна система. Например, компилираните програми на Linux няма да работят на Windows.

Език за програмиране от средно ниво:

  • C++ може да прави както програмиране на ниско ниво, така и програмиране на високо ниво.
  • Това е причината C++ да е известен като език за програмиране от средно ниво.

Структурен език за програмиране:

  • C++ е структуриран език за програмиране, тъй като позволява разделянето на програмата на части с помощта на функции.
  • Така че е лесно за разбиране и модифициране.

Обектно-ориентиран:

  • C++ е обектно-ориентиран език за програмиране.
  • OOP улесняват разработката и поддръжката.
  • като има предвид, че в езика за програмиране, ориентиран към процедури, не е лесно да се управлява, ако кодът расте с нарастването на размера на проекта.
  • Той следва концепцията за oops като полиморфизъм, наследяване, капсулиране, абстракция.

Регистърът на буквите е от значение:

  • C++ е език за програмиране, чувствителен към малки и големи букви.
  • В програмирането на C++ и „прекъсване и BREAK“ са различни.

Базирано на компилатор:

  • C++ е базиран на компилатор език, за разлика от Python.
  • Програмите на C++ са били компилирани и техният изпълним файл се използва за изпълнението им, поради което C++ е относително по-бърз език от Java и Python.

Език, базиран на синтаксиса:

  • C++ е език за програмиране, базиран на строго типизиран синтаксис.
  • Ако някой език следва стриктно правилата и разпоредбите, той е известен като силно базиран на синтаксис език.
  • Други примери за базирани на синтаксис езици са C, C++, Java, .net и др.

Показател:

  • C++ поддържа указатели, които позволяват на потребителя да работи директно с паметта и да контролира програмиста.
  • Това го прави много подходящ за задачи от ниско ниво и много сложни проекти.
  • Известно е, че увеличава скоростта на изпълнение чрез намаляване на режийните разходи за достъп до паметта.

Управление на динамична памет:

  • Поддържа функцията за динамично разпределение на паметта.
  • В езика C++ можем да освободим разпределената памет, като извикаме функцията free().
  • Тези функции липсват в езици като C.

Използване на C++

Има няколко предимства от използването на C++ поради неговите функции и сигурност.

По-долу са някои употреби на езика за програмиране C++

Операционни системи:

  • Едно от основните изисквания към една операционна система е тя да бъде много бърза, тъй като е отговорна за планирането и изпълнението на потребителските програми.
  • Силно типизираният и бърз характер на C++ го прави идеален кандидат за писане на операционни системи.
  • Освен това C++ има огромна колекция от функции на системно ниво, които също помагат при писането на програми от ниско ниво.
  • Microsoft Windows или Mac OS X, или Linux, всички операционни системи имат някои части, програмирани на C++.

Игри:

  • Отново, тъй като повечето игри трябва да бъдат по-бързи, за да поддържат плавен геймплей, C++ се използва широко в дизайна на игри.
  • C++ може лесно да манипулира хардуерни ресурси и може също така да осигури процедурно програмиране за функции с интензивно използване на CPU.

Браузъри:

  • С бързата производителност на C++, повечето браузъри имат софтуер за изобразяване, написан на C++.
  • Браузърите се използват най-вече в C++ за целите на изобразяването.
  • Механизмите за изобразяване трябва да бъдат по-бързи при изпълнение, тъй като повечето хора не обичат да чакат уеб страницата да се зареди.

Библиотеки:

  • Много библиотеки на високо ниво използват C++ като основен език за програмиране.
  • Например TensorFlow използва C++ като back-end език за програмиране.
  • Такива библиотеки изискват високопроизводителни изчисления, защото включват умножения на огромни матрици за обучение на модели на машинно обучение.
  • В резултат на това производителността става критична.
  • C++ идва на помощ в такива библиотеки.

Графики:

  • C++ се използва широко в почти всички графични приложения, които изискват бързо изобразяване, обработка на изображения, физика в реално време и мобилни сензори.

Облачни/разпределени системи:

  • Системите за съхранение в облак използват мащабируеми файлови системи, които работят близо до хардуера.
  • Също така, многонишковите библиотеки в C++ осигуряват висока едновременност и толерантност към натоварване.

Вградени системи:

  • C++ е по-близо до хардуерното ниво и затова е доста полезен във вградените системи, тъй като софтуерът и хардуерът в тях са тясно свързани.
  • Много вградени системи използват C++, като смарт часовници, MP3 плейъри, GPS системи и др.

Компилатори:

  • Компилаторите на различни езици за програмиране използват C++ като back-end език за програмиране.

Как да внедрим код в C++

Заглавки в C++

  • C++ кодът започва с включването на заглавни файлове.
  • Има много заглавни файлове, налични в езика за програмиране C++.
  • И така, какви са тези заглавни файлове? Имената на програмни елементи като променливи, функции, класове и т.н. трябва да бъдат декларирани, преди да могат да бъдат използвани.
  • Например, не можете просто да напишете x = 42, без първо да декларирате променлива x като: int x = 42;
  • Декларацията казва на компилатора дали елементът е int, double, float, функция или клас.
  • По същия начин, заглавните файлове ни позволяват да поставяме декларации на едно място и след това да ги импортираме, където имаме нужда от тях.
  • Това спестява много писане в многофайлови програми.
  • За да декларираме заглавен файл, използваме директивата #include във всеки .cpp файл.
  • Това #include се използва, за да се гарантира, че те не се вмъкват многократно в един .cpp файл. Сега преминаваме към кода:

#include ‹iostream›

using namespace std;

  • iostreamсъкращение от Input/Output stream, което означава, че този заглавен файл е необходим за въвеждане на входни данни от потребителя или за отпечатване на изхода на екрана. Този заглавен файл съдържа дефинициите за функциите:

cin: използва се за въвеждане на данни

cout: използва се за отпечатване на изход

  • пространството от именадефинира коя входно/изходна форма да се използва. Ще разберете това по-добре, докато напредвате в курса.

Забележка: точка и запетая (;) се използва за прекратяване на израз на C++. т.е. различните изрази в C++ програма са разделени с точка и запетая.

Главна функция

cpp int main() {

Твърдение 1;

Твърдение 2;

…

}

int main()

  • int: Това е типът връщане на функцията. Това нещо ще ви стане ясно, след като научите за функциите.
  • main(): Това е частта от всеки C++ код, в която се записват и изпълняват всички команди. Това е редът, от който програмата ще започне да се изпълнява. Този израз е подобен на началния блок на блок-схемите.
  • {}: Казва се, че целият код, написан във фигурните скоби, е в един блок, известен също като обхват на определена функция. Отново, нещата ще бъдат ясни, след като научите за функциите

Компилатор и изпълнение

  • Следните командни редове са за компилиране и стартиране на CPP програма в Linux:

Компилиране: g++ Filename.cpp

Изпълни или изпълни: ./a.out

  • Следните командни редове са за компилиране и стартиране на CPP програма в Windows:

Компилиране: gcc Filename.cpp

Изпълни или изпълни: име на файл

Макроси и коментари в C++

Макроси в C++

  • Макросите са част от код в програма, на която е дадено някакво име.
  • Всеки път, когато компилаторът срещне това име, компилаторът замества името с действителната част от кода.
  • Директивата „#define“ се използва за дефиниране на макрос.
  • Забележка: Няма точка и запетая(:) в края на дефиницията на макрос.

#include ‹iostream›

using namespace std;

//дефиниция на макрос

#define LIMIT 5

int main() {

за (int i 0; i ‹ LIMIT; i++) {

cout ‹‹ i ‹‹” “;

} return 0;

}

Изход: 1 2 3 4

Макроси с аргументи:

  • Можем също да предаваме аргументи на макроси.
  • Макросите, дефинирани с аргументи, работят подобно на функциите. Пример:

#include ‹iostream›

използване на пространство от имена Std;

// макрос с параметър

#define Area(l, b)(l * b)

int main() {

int l = 10, b =5, a;

a = площ (1, b);

cout ‹‹ „Площта на правоъгълника е: „ ‹‹ a;

връщане 0;

}

Изход: Площта на правоъгълника е: 50

Коментари на C++

  • C++ коментарите са съвети, които програмистът може да добави, за да направи кода си по-лесен за четене и разбиране.
  • Те са напълно игнорирани от C++ компилаторите.
  • Има два начина за добавяне на коментари към кода:

// — Коментар на един ред

/* */ — Многоредови коментари

Пример: Едноредов коментар

#include ‹iostream›

using namespace std;

int main() {

// Това е коментар

cout ‹‹ „Здравей свят! “;

върни 0;

}

Изход: Здравей свят

Пример: Многоредов коментар

#include ‹iostream›

using namespace std;

int main() {

/* Това е коментар, който ще бъде отпечатан

Здравей свят */

cout ‹‹ „Здравей свят! “;

върни 0;

}

Изход: Здравей свят

Ако сте прочели дотук... Не забравяйте да следите за част 2 от тази серия. Благодарим ви, че прочетохте 👋