В каких программах используется язык программирования с
Программа – это реализация алгоритма для выполнения задачи компьютером (ЭВМ).
С помощью программы мы формулируем алгоритм на языке, понятном компьютеру. Таким языком служит язык программирования.
На сегодняшний день распространенными языками программирования являются: С, С++, Pascal, Basic, Fortran и т.д.
Язык программирования С++ является одним из самых востребованных на сегодняшний день.
На языке С++ можно составлять программы для инженерных расчетов, также можно строить оконные проекты, имеющие пользовательский графический интерфейс.
Существует несколько приложений для написания программ на языке С++. Мы будем рассматривать Microsoft Visual Studio и Borland C++.
В языке программирования С++ определены некоторые стандартные типы данных, которые представлены в табл. 3.1.
Программа на языке С++ имеет определенную структуру.
Существует определенная последовательность заранее определенных строк кода, которая приведена в табл. 3.2.
Библиотека – это файл, в котором описаны функции и операторы. Для каждой смысловой группы функций своя библиотека. Библиотек в языке C++ предусмотрено много, мы будем рассматривать только самые необходимые. Нам понадобятся функции для работы с экраном, математические функции.
Основные библиотеки и их основные функции и операторы:
<iostream> для Visual Studio, <iostream.h> для Borland C++. Библиотека для работы с консолью (экраном).
cout – оператор вывода данных на экран.
cout<<"fraza"; //выведет на экран слово fraza . Может вывести любой текст.
cout<<x; //выведет на экран число, хранящееся в переменной х .
cin – оператор считывания с экрана.
Когда у пользователя запрашивают число, программа ждет, пока пользователь не напечатает число и нажмет ENTER. Тогда оператор cin записывает это значение в переменную х .
cin>>x; //присваивает переменной х значение, введенное с клавиатуры.
cin>>x>>y; //присваивает переменной х первое введенное с клавиатуры значение, переменной у – второе.
endl – оператор перевода каретки на экране на следующую строку.
Самостоятельно не используется.
cout<<endl; //курсор перейдет на новую строку.
cout<<x<<endl; //сначала на экране появится число, хранящееся в переменной , потом перейдет на новую строку. Выводимые далее данные будут печататься с новой строки.
cout<<endl<<"fraza"; // курсор перейдет на новую строку, и на новой строке появится надпись fraza .
precision(n) – функция для отображения на экране дробных чисел с n цифрами после запятой.
cout.precision(3)<<7.897426; //число 7.897426 выведется на экран в виде 7.897.
setw(n) – для вывода на экран отводится ячеек.
Используется при построении ровной таблицы значений функции.
На экране выведутся два числа: первое (1.5) в первых пяти ячейках, второе (-73) во вторых пяти ячейках. _ _ 1 . 5 _ _ - 7 3 .
В программах используются переменные. Имя переменной выбирает составитель программы; имя переменной должно начинаться с буквы латинского алфавита и может содержать буквы латинского алфавита, цифры и символы подчеркивания. Заглавные и строчные буквы считаются разными. Примеры имен переменных: х, y, summa, s1, srednee_ar и т.д. Имена переменных не должны совпадать с ключевыми словами языка С++.
Чтобы использовать в программе переменную, необходимо:
объявить переменную в начале программы, явно указав тип данных для переменной. Пример:
double x; //вещественная переменная .
int m; //целочисленная переменная .
Если переменная не будет объявлена, но будет использоваться далее в программе, то программа не запустится, компилятор выдаст ошибку.
проинициализировать переменную, т.е. задать переменной значение. Пример:
Если переменная не будет проинициализирована, то компилятор не выдаст ошибки, но расчеты будут выполнены неверно.
Для числовых переменных определены простейшие арифметические операции, которые приведены в табл. 3.4. Для их использования не нужно подключать библиотеку.
Для сравнения переменных и чисел используются встроенные знаки сравнения, которые приведены в табл. 3.5. Для их использования не нужно подключать библиотеку.
Для реализации разветвляющегося алгоритма в С++ используется условный оператор if . Приведем общий вид блок-схем и общий вид записи оператора if :
Примечание. Если необходимо выполнить не набор действий, а всего одно действие, то фигурные скобки можно опустить.
Для реализации циклического алгоритма с предусловием в С++ предусмотрено два оператора цикла while и for . По одной и той же блок-схеме с предусловием можно написать две программы, одну – с оператором while , другую – с оператором for . Оператор while удобно использовать, если неопределенно, сколько итераций нужно сделать, или это трудно сделать. Оператор for удобно использовать, когда мы заранее знаем количество итераций.
Приведем общий вид блок-схем и общий вид записи операторов while и for :
Для реализации циклического алгоритма с постусловием в С++ предусмотрен оператор do while . Блок-схема и запись оператора do while в общем виде:
Существует ряд задач, где изменяется сразу две переменные. Тогда используют вложенные циклы. Внутри одного цикла (внешнего) организуют другой цикл (внутренний).
Для ясности будем делать внешний цикл по переменной , а внутренний – по переменной . Обозначим переменные: – начальное значение – конечное значение – шаг по переменной – начальное значение – конечное значение – шаг по переменной . Приведем блок-схему и вид записи операторов цикла с предусловием:
Язык входит в семью С-подобных языков. Синтаксис приближен к Java и C++. Его особенности:
поддерживается перегрузка операторов,
доступна делегация, атрибуты, события, обобщенные типы и анонимные функции.
Разработка Microsoft много особенностей унаследовала у Delphi, Smalltalk и Java. При этом создатели нового языка исключили из своего детища многие практики и спецификации, считающиеся «проблемными».
Основные преимущества языка
Видеоигры
Из популярных проектов стоит выделить такие хиты игровой индустрии, как Bastion (кросплатформенная РПГ-адвенчура с изометрическим видом), Wasteland (популярный шутер в пост-апокалиптической вселенной), знаменитый Doom 3 и Hearthstone (карточная игра во вселенной World of Warcraft, созданная силами Blizzard).
ПО для защиты систем
Приложения для Windows
В эту категорию попадает мессенджер Skype, браузер Internet Explorer, среда для разработки Visual Studio 2012, Microsoft Office (все его составляющие, включая Word, PowerPoint, Excel, Outlook и так далее).
Сюда же можно отнести продукты компании Adobe (Photoshop, Lightroom), браузер Mozilla Firefox и Winamp.
Мобильные приложения
Тем, кто вообще не разбирается в программировании и только начинает его изучать, следует разыскать книгу Чарльза Петцольда «Код» и запастись всеми любимыми руководствами в духе «Грокаем алгоритмы». Этого должно быть достаточно на ранних этапах знакомства с языком.
Какие программы и технологии изучать?
Есть шесть ключевых программных продуктов, на изучении которых стоит сосредоточиться в первую очередь:
Windows Presentation Foundation – фреймворк для быстрого создания интерфейсов.
Entity – фреймворк для взаимодействия с базами данных как с объектами.
Language Integrated Query – технология с собственным синтаксисом для фильтрации данных. Под данными подразумевается любой тип, включая массивы, структуры, отдельные файлы и целые БД.
По ходу изучения и с появлением опыта этот список увеличится. Появятся новые фреймворки, возможно, изменится IDE, появятся дополнительные технологии, необходимые для реализации некоторых функций и т.п.
Есть Coursera, где учат вообще всему на этой планете, в том числе и программированию. Стоимость курсов на этой площадке варьируется, но при желании всегда можно выбить хорошую скидку, если сослаться на плохое финансовое положение.
Есть школы в духе Skillbox и GeekBrains. На них тоже есть соответствующие курсы, причем со льготной оплатой (сначала вас учат и стажируют, а потом просят оплатить обучение) и изначально невысокими ценами.
Загружаем программу Visual Studio.
В окне приветствия выбираем пункт Create a new project.
Потом даем имя созданной программе и выбираем место на диске, куда она будет сохранена.
Перед вами появится код базовой программы, выводящий в консоль фразу «Hello World». Стираем его.
Затем добавляем переменные с помощью встроенного типа int. Например, int a = 10, int b = 20.
Создаем переменную resultSum для сложения, введя код int result = a + b.
А затем вписываем Console.WriteLine(resultSum) и Console.ReadKey().
Ваша программа выведет в консоль результат вычисления (в нашем случае 30). Можно заменить переменные, добавить результат деления, умножения и т.п. В общем, усложнить код как вздумается.
C++ — как конструктор Lego: вы можете собрать свой замок мечты, а можете кричать от боли, наступая на забытые на полу детали. На нем пишут игры и обучают нейросети, благодаря ему работает поиск Google и роботы торговых бирж. Вместе с Никитой Лестенко, ментором курса «Программирование на С++», рассказываем, где применяют язык и зачем его учить.
Язык: C++
Год появления: 1985
Популярность (индекс TIOBE, февраль 2021): 4-е место
Кратчайшая история создания C++
Первые версии языка C++ (си-плюс-плюс, еще его называют «си-пи-пи» и «плюсы») появились в начале 1980-х годов. Их создатель — датский программист из компании Bell Laboratories Бьерн Страуструп. Он моделировал распределения вызовов по АТС (автоматическим телефонным станциям).
Тогда у Страуструпа было два типа языков: низкоуровневые и языки на основе Фортрана или Алгола, которые были очень медленными.
Низкоуровневые языки дают полный контроль над ресурсами компьютера: процессором, памятью, периферийными устройствами. Но в таких языках мало готовых инструментов, а значит, любые сложные концепции и функции придется кодить самостоятельно. В языках высокого уровня уже есть все необходимые абстракции.
Страуструп объединил возможности объектно-ориентированного С и языка Simula, основанного на Алголе. Главное привнесенное в C новшество — классы, основной элемент в объектно-ориентированном программировании, содержащий в себе данные и код, который ими управляет.
Так появился «C с классами» или «новый C», который в 1983 году получил свое окончательное название — C++. «++» — это оператор, который означает «добавить единицу». То есть к возможностям языка C добавили еще одну.
А мне нужен С++?
Да, если вы хотите разрабатывать сложные продукты и сервисы. Опытные С++-программисты — это разработчики ИИ, беспилотных автомобилей, нейронных сетей, банковских, поисковых и ГИС-систем, операционных систем, микроконтроллеров, браузеров, серверов и видеоигр.
Основные области использования C++
- разработка игр и игровых движков (Unreal Engine, Unity);
- GPU-вычисления (cryptocurrency, deep learning);
- разработка высоконагруженных и высокопроизводительных приложений.
С++ — производительный язык, он помогает дорожным картам в GPS не тупить и строить оптимальные маршруты, любимым играм — не лагать и выдавать максимальное качество с выкрученными до предела настройками графики, банковским сервисам — быть круглосуточными, а переводам — моментальными.
Производительность — важная характеристика любой компьютерной игры. Counter-Strike, StarCraft: Brood War, Diablo I, World of Warcraft — все они появились давно и были написаны на C++, как и операционные системы консолей Xbox и PlayStation, ядра популярных игровых движков Unreal Engine или Unity, на базе которых сделано огромное количество 3D-игр, симуляторов, шутеров и стратегий.
Все потому, что на С++ можно использовать объектно-ориентированное программирование, а когда понадобится — обратиться к низкоуровневым возможностям языка, позволяющим хорошо оптимизировать игру под конкретные платформы и очень эффективно производить расчеты для графики. По этой же причине С++ применяется в графических редакторах (Adobe Photoshop).
Благодаря распараллеливанию (одновременному выполнению большого количества несложных математических операций) язык подходит для биткоинов и нейросетей. Первые можно майнить на С++, вторые — обучать: большинство библиотек для глубокого обучения (TensorFlow, Caffe, Shogun, Pytorch C++ API и т.д.) используют С++-код CUDA и OpenCL.
С++ незаменим для высоконагруженных приложений, его используют для разработки поисковых движков, роботов торговых бирж, систем управления базами данных и маршрутизации сетевого трафика.
С помощью С++ Mozilla Corporation разработала opensource-браузер Firefox, была создана Amadeus — система электронного бронирования авиабилетов, гостиниц, круизных туров и проката автомобилей (через нее проходит 5000 транзакций в секунду, более миллиарда транзакций ежедневно), благодаря С++ работают Яндекс.Поиск и поисковый движок Google.
С++ нужен не только программистам, но и:
- техническим художникам: связующему звену между обычными художниками и 3D-моделистами на игровом проекте и разработчиками игрового движка (у которых очень популярен С++) для решения проблем необходимо разбираться в языке и понимать, как все запрограммировано;
- математикам: такие типовые задачи вычислительной математики, как решение систем алгебраических уравнений, дифференцирование и интегрирование функций, оптимизация, интерполяция, экстраполяция и аппроксимация, решаются при помощи реализаций численных методов на С++;
- физикам и химикам: на С++ моделируются среды и физические процессы;
- музыкантам: да, даже им! Это могут быть исследования акустических эффектов, попытки формализации творческого процесса или даже создание музыки: на «алгорейвах» люди зажигают под треки, генерируемые алгоритмами, которые вживую на сцене пишет диджей-программист, — вот это настоящий киберпанк.
А еще C++ — это круто, потому что с его помощью:
- пишут критическое ПО для истребителей F-16 и F-35;
- разрабатывают пакеты программ и библиотек ROOT для обработки экспериментальных данных физики высоких энергий;
- по поверхности Марса самостоятельно ездят роверы NASA и летает телескоп Хаббл;
- делает практически все Microsoft (Windows OS, пакет Office, Internet Explorer, Visual Studio);
- творят искусство (генеративное) художники: пишут алгоритмы для генерации предметов живописи и скульптур.
Плюсы и минусы языка
Плюсы
- Высокая производительность, потому что он не накладывает никакой избыточной нагрузки на программу, не использующую какие-либо возможности.
- Поддержка множества стилей программирования (процедурное программирование, абстракцию данных, объектно-ориентированное программирование и обобщенное программирование). Поэтому разработчик может сам выбрать, в каком стиле ему писать программу.
- Большое сообщество.
«Помимо того что стандарты С++ постоянно обновляются и в него внедряется все больше улучшений, у языка огромное сообщество программистов. Учитывая сложность языка — не лентяев и опытных. Вы не останетесь один на один с проблемой: помимо литературы — от фундаментальных трудов до новых справочников, — у вас будет код, наработанный десятилетиями».
Минус
Высокий порог входа. Решения об изменениях в С++ принимают на заседаниях комитета, участие в которых формально может принять любой разработчик. Но отправляться на такие собрания в другую страну за свой счет трудно, поэтому большинство участников — представители крупных IT-корпораций, таких как Google, Яндекс или Facebook. А вот представителей интересов студентов или стартапов немного. Поэтому эксперты могут принять концепции, которые им кажутся очевидными, а для остальной аудитории они будут сложными.
Профессия «C++ разработчик»
Научитесь писать надежный код, который легко поддерживать. Вы начнете с основ программирования, изучите основные алгоритмы и структуры данных. Сразу после курса сможете занять позицию junior C++ developer.
C++ сложно выучить?
Сложно, но реально. С++ — достаточно серьезный язык, к нему требуется осознанный подход. Желательно иметь общие представления о том, что такое программирование, как устроено «железо» и как работает операционная система.
Программируя на С++, нужно держать в голове сразу много нюансов: отслеживать типы данных, контролировать выделение и освобождение памяти. Сейчас появляется все больше средств, которые перекладывают эти обязанности на сам язык. Уже на этапе написания кода современные IDE (среды разработки) помогают следить за соблюдением стандартов, отлавливают большое количество ошибок, не всегда очевидных человеку без глубокого знания языка, автоматизируют процесс написания большого объема кода с помощью типовых конструкций.
«Самые забавные казусы в С++ связаны с низкоуровневыми возможностями работы с памятью. Слышал такую историю: из-за невнимательности разработчика в процессе выполнения программы создавался бесконечный цикл — повторяющийся набор инструкций, который не имеет условия завершения. В итоге программа быстро занимала всю свободную память компьютера, поэтому он намертво зависал и переставал работать. Сейчас случайное возникновение такого кода маловероятно, но все еще возможно».
С++ очень полезен в качестве фундамента для обучения. Начиная свой путь с изучения С, а затем С++, вы получаете качественные знания основ программирования, ООП, структур данных и алгоритмов — всего того, что должен знать любой программист независимо от языка, на котором он специализируется.
Полезные ссылки
Книги:
Другое:
Бонус: С++ как оружие
Чем больше возможностей у системы, тем больше шансов, что они будут неправильно реализованы. Сам Бьёрн Страуструп говорил, что на С++ писать безопасный код легче, чем на его предшественнике С, но если все же допустить оплошность — выстрелом оторвет ногу целиком. Если сравнить С++ с оружием, то это будет гибрид ружья с ножом: из него можно стрелять, но и самому пораниться легко.
Практически весь софт, который используется каждый день, имеет в своей основе код на языке Си.
1. Операционные системы
Язык Си был разработан специально для написания операционной системы Unix. Первые версии Unix были написаны на ассемблере. Язык Си был разработан именно как высокоуровневый язык для разработки больших программных систем. В 1972 году Деннис Ритчи создал язык Си и Unix была переписана на этом языке.
В 1985 году появилась операционная система Windows. Она также была написана на Си.
Компьютеры Apple работают на операционной системе macOS. Ядро этой операционной было написано на Си.
В 1991 на Си была написано ОС Linux. Около 97 процентов из 500 самых мощных суперкомпьютеров мира используют ядро Linux.
То есть язык Си лежит в основе работы всего программного обеспечения от мобильных телефонов до суперкомпьютеров.
2. Программы с открытым исходным кодом
Индекс Черной утки
3. Драйверы устройств
4. Языки программирования
Так компиляторы языка Си есть для всех типов компьютеров и при этом язык Си максимально универсален, то когда создается новый язык программирования, то обычно он пишется на языке Си.
На языке Си написаны:
Многие языки не только написаны на Си, но также используют элементы языка практически без изменений.
5. Базы данных
Самые популярные в мире базы данных, в том числе Oracle Database, MySQL, SQLite, MS SQL Server и PostgreSQL , написаны на языке Си. Это связано с тем, что базы данных должны иметь максимальную производительность и надежность.
6. Графические библиотеки
При работе с графикой необходимо максимальное быстродействие, поэтому графические библиотеки традиционно пишутся на Си, а в особо ответственных местах делаются вставки на языке ассемблера.
На Си написаны такие библиотеки как Cairo, OpenGL, SDL.
7. Встроенные системы
Сейчас нас окружают встроенные устройства. Вы купили кофе в торговом автомате. Это автомат запрограммирован на Си.
Оплачиваете на кассе покупки в супермаркете. Кассовый аппарат также запрограммирован на Cи.
Оплачиваете парковку. Парковочный автомат также запрограммирован на Си.
В вашем автомобиле много функций, также запрограммированных на Си. В числе них:
- автоматическая коробка передач
- системы определения давления в шинах
- датчики (кислород, температура, уровень масла и т. д.)
- память для сидений и настройки зеркал.
- дисплей приборной панели
- антиблокировочная система тормозов
- автоматический контроль устойчивости
- круиз-контроль
- контроль климата
- детские замки
8. Космос и авиация
Для авиакосмических приложений необходима максимальная надежность. Поэтому традиционно выбирается язык Си. На языке Си была написано программное обеспечение проекта высадки на Луну.
Читайте также: