Язык cc


Содержание

C++ — Базовый синтаксис

Когда мы рассматриваем программу на C ++, ее можно определить как коллекцию объектов, которые обмениваются данными посредством вызова методов друг друга. Давайте теперь кратко рассмотрим, что означает класс, объект, методы и мгновенные переменные.

  • Объект. Объекты имеют состояния и поведение. Пример: у собаки есть состояния — цвет, имя, порода, а также поведение — виляние, лай, еда. Объект является экземпляром класса.
  • Класс . Класс может быть определен как шаблон / план, который описывает поведение / состояния, которые поддерживает объект своего типа.
  • Методы . Метод — это в основном поведение. Класс может содержать много методов. Это в методах, где записываются логики, обрабатываются данные и выполняются все действия.
  • Переменные экземпляра. Каждый объект имеет свой уникальный набор переменных экземпляра. Состояние объекта создается значениями, присвоенными этим переменным экземпляра.

Структура программы на C ++

Давайте посмотрим на простой код, который будет печатать слова Hello World .

Давайте рассмотрим различные части вышеуказанной программы —

  • Язык C ++ определяет несколько заголовков, которые содержат информацию, которая является необходимой или полезной для вашей программы. Для этой программы необходим заголовок .
  • Строка с использованием пространства имен std; сообщает компилятору использовать пространство имен std. Пространства имен являются относительно недавним дополнением к C ++.
  • Следующая строка ‘ // main () — это начало выполнения программы. ‘- это однострочный комментарий, доступный на C ++. Однострочные комментарии начинаются с // и останавливаются в конце строки.
  • Строка int main () является основной функцией, в которой начинается выполнение программы.
  • Следующая строка cout вызывает на экране сообщение «Hello World».
  • Следующая строка return 0 ; завершает функцию main() и заставляет ее возвращать значение 0 в вызывающий процесс.

Компилировать и выполнять программу на C ++

Давайте посмотрим, как сохранить файл, скомпилировать и запустить программу. Следуйте приведенным ниже инструкциям —

  • Откройте текстовый редактор и добавьте код, как указано выше.
  • Сохраните файл как: hello.cpp
  • Откройте командную строку и перейдите в каталог, в котором вы сохранили файл.
  • Введите ‘g ++ hello.cpp’ и нажмите клавишу ввода для компиляции кода. Если в вашем коде нет ошибок, командная строка приведет вас к следующей строке и сгенерирует исполняемый файл a.out.
  • Теперь введите «a.out» для запуска вашей программы.
  • Вы увидите «Hello World», напечатанный в окне.

Убедитесь, что g ++ находится на вашем пути и что вы запускаете его в каталоге, содержащем файл hello.cpp . Вы можете скомпилировать программы C / C ++ с помощью makefile.

Точки с запятой и блоки в C ++

В C ++ точка с запятой является терминатором утверждения. То есть каждое отдельное утверждение должно заканчиваться точкой с запятой. Он указывает конец одного логического объекта. Например, следующие три разных утверждения:

Блок представляет собой набор логически связанных операторов, которые окружены открывающимися и закрывающимися фигурными скобками. Например:

C ++ не распознает конец строки как терминатор. По этой причине не имеет значения, где вы указываете оператор в строке. Например:

Идентификаторы C ++

Идентификатор C ++ — это имя, используемое для идентификации переменной, функции, класса, модуля или любого другого пользовательского элемента. Идентификатор начинается с буквы от A до Z или от a до z или символа подчеркивания (_) , за которым следует ноль или несколько букв, символов подчеркивания и цифр (от 0 до 9).

C ++ не допускает знаков препинания, таких как @, $ и% в идентификаторах. C ++ — это язык программирования с учетом регистра. Таким образом, Manpower и рабочая сила являются двумя разными идентификаторами на C ++.

Вот несколько примеров приемлемых идентификаторов:

Ключевые слова C ++

Следующий список показывает зарезервированные слова в C ++. Эти зарезервированные слова не могут использоваться как константные или переменные или любые другие имена идентификаторов.

asm else new this
auto enum operator throw
bool explicit private true
break export protected try
case extern public typedef
catch false register typeid
char float reinterpret_cast typename
class for return union
const friend short unsigned
const_cast goto signed using
continue if sizeof virtual
default inline static void
delete int static_cast volatile
do long struct wchar_t
double mutable switch while
dynamic_cast namespace template

Триграфы

Несколько символов имеют альтернативное представление, называемое триграфной последовательностью. Триграф представляет собой трехсимвольную последовательность, которая представляет один символ, и последовательность всегда начинается с двух вопросительных знаков. Триграфы расширяются везде, где они появляются, в том числе в строковых литералах и символьных литералах, в комментариях и в директивах препроцессора. Ниже приводятся наиболее часто используемые триграфные последовательности:

Все компиляторы не поддерживают триграфы, и им не рекомендуется использовать их из-за их запутанного характера.

Пробел в C ++

Строка, содержащая только пробелы, возможно с комментарием, называется пустой строкой, и компилятор C ++ полностью игнорирует ее.

Пробел — это термин, используемый в C ++ для описания пробелов, вкладок, символов новой строки и комментариев. Пробел отделяет одну часть инструкции от другой и позволяет компилятору определить, где начинается один элемент в инструкции, такой как int, и следующий элемент.

Заявление 1

В приведенном выше утверждении должен быть по крайней мере один пробельный символ (обычно пробел) между int и age, чтобы компилятор мог их отличить.

Заявление 2

В приведенном выше утверждении 2 никакие пробельные символы не нужны между фруктами и =, или между = и яблоками, хотя вы можете включать некоторые, если хотите, для удобства чтения.

C++ с нуля

Этот самоучитель создан для тех, кто хочет освоить основы программирования на C++. Уроки рассчитаны, в первую очередь на новичков, но будут полезны и тем, кто уже имеет небольшой опыт в программировании. Мы начнем с основных принципов и закончим данный курс уже на более сложных примерах.

Первая программа на C++ — урок 1

В качестве среды разработки под Windows автор советует использовать Visual Studio 2008 (800 Мб), если у вас Windows XP, Visual Studio 2013 (6.5 Гб) для Windows 7 и выше, или Dev C++ 5 (41 Мб) для тех, у кого слишком медленный интернет для загрузки Visual Studio. Пользователям Unix-подобных систем, потребуется компилятор GCC и любой текстовый редактор, например Vim.

После того, как вы установили все необходимое, приступим к написанию первой программы.

Переменные и типы данных в C++ — урок 2

Из школьного курса математики мы все знаем, что такое переменные. В программировании принципы довольно схожи. Переменная — это «ячейка» оперативной памяти компьютера, в которой может храниться какая-либо информация.


Конструкция ветвления в C++ — урок 3

Встречаются ситуации, когда программе нужно выбрать, какую операцию ей выполнить, в зависимости от определенного условия.

К примеру, мы вводим с клавиатуры целое число. Если это число больше десяти, то программа должна выполнить одно действие, иначе — другое. Реализуем этот алгоритм на C++ с помощью конструкции ветвления.

Циклы в C++ — урок 4

Иногда необходимо повторять одно и то же действие несколько раз подряд. Для этого используют циклы. В этом уроке мы научимся программировать циклы на C++, после чего посчитаем сумму всех чисел от 1 до 1000.

Массивы в C++ — урок 5

Сегодня мы с поговорим о массивах. Вы уже знаете, что переменная — это ячейка в памяти компьютера, где может храниться одно единственное значение. Массив — это область памяти, где могут последовательно храниться несколько значений.

Возьмем группу студентов из десяти человек. У каждого из них есть фамилия. Создавать отдельную переменную для каждого студента — не рационально. Создадим массив, в котором будут храниться фамилии всех студентов.

Функции в C++ — урок 6

Сегодня мы поговорим о функциях в C++. Очень часто в программировании необходимо выполнять одни и те же действия. Например, мы хотим выводить пользователю сообщения об ошибке в разных местах программы, если он ввел неверное значение. без функций это выглядело бы так:

Указатели в C++ — урок 7

При выполнении любой программы, все необходимые для ее работы данные должныбыть загружены в оперативную память компьютера. Для обращения к переменным, находящимся в памяти, используются специальные адреса, которые записываются в шестнадцатеричном виде, например 0x100 или 0x200 .

Если переменных в памяти потребуется слишком большое количество, которое не сможет вместить в себя сама аппаратная часть, произойдет перегрузка системы или её зависание.

Динамические массивы в C++ — урок 8

В пятом уроке мы разобрали понятие массива. При объявлении, мы задавали массиву определенный постоянный размер.

Параметры командной строки в C++ — урок 9

При запуске программы из командной строки, ей можно передавать дополнительные параметры в текстовом виде.

Классы в C++ — урок 10

Весь реальный мир состоит из объектов. Города состоят из районов, в каждом районе есть свои названия улиц, на каждой улице находятся жилые дома, которые также состоят из объектов.

Практически любой материальный предмет можно представить в виде совокупности объектов, из которых он состоит. Допустим, что нам нужно написать программу для учета успеваемости студентов. Можно представить группу студентов, как класс языка C++. Назовем его Students .

Введение в язык программирования C

C — это достаточно «древний» язык программирования, он сформировался в начале 70-х. Не смотря на это, C — живой язык в том смысле, что он активно применяется в настоящее время. Он был придуман, использовался и используется для написания существенных частей программного кода Unix-подобных операционных систем. Также на нем пишут утилиты, компиляторы и реже прикладные программы. Поэтому C называют системным языком программирования.

Его живучесть можно объяснить тем, что принципы работы операционных систем относительно универсальны, они не подвержены тому прогрессу и разнообразию, которые можно наблюдать в среде десктопного и мобильного ПО, Web-приложений. C не является языком достаточно высокого уровня, он ближе к архитектуре компьютера. В результате программы на C получаются компактными и быстрыми.

C не поддерживает объектно-ориентированного программирования. Поддержка ООП реализована в C++. Хотя последний возник на основе языка C, он не является его «продолжением», а представляет собой отдельный язык, который можно изучать, не зная C. Однако изучение C полезно перед знакомством с его «продвинутым младшим братом», т.к. синтаксис языков похож, C не перегружает мозг начинающего программиста сверхвозможностями и приучает к пониманию сути происходящего.

Подходит ли C для первого знакомства с программированием? Если вы не обучаетесь в вузе по специальности, связанной с IT, то нет. C предполагает понимание организации и принципов работы аппаратного обеспечения, в частности – памяти. Здесь многое делается с помощью указателей, они играют ключевую роль; эта тема достаточно сложная для понимания и обычно не изучается в школе.

Конечно, с помощью C можно изучать основы программирования и не изучать при этом указатели. Однако человек будет думать, что знает C, мало зная о нем по существу. Язык C был создан разбирающимися в устройстве «железа» профессиональными программистами для написания операционной системы UNIX. Его не задумывали как язык для обучения начинающих.

Среды и компиляторы для программирования на C

Если вы пользуетесь одним из дистрибутивов GNU/Linux, вам подойдет любой текстовый редактор с подсветкой синтаксиса, также понадобятся GCC и терминал.

Существуют редакторы для программистов, включающие различные дополнения, в том числе терминал, просмотр каталогов и др. Например, Geany или Atom.

C – компилируемый язык программирования. В GNU/Linux для получения исполняемых файлов используется GCC – набор компиляторов, включающий в том числе компилятор для C. Чтобы из исходного файла (обычно таким файлам дают расширение *.с) получить исполняемый, надо выполнить в терминале команду примерно следующего вида:

, где gcc — команда, запускающая программу, выполняющую компиляцию и иные действия; -o – ключ, сообщающий, что мы вручную указываем имя исполняемого файла; hello – имя получаемого исполняемого файла; hello.c – имя файла с исходным кодом. Имя исполняемого файла можно не указывать:

В этом случае исполняемый файл будет иметь имя по умолчанию a.out.

Для Windows существует свой набор компиляторов – MinGW. Его можно использовать самостоятельно, однако он входит в состав простой среды разработки Dev-C++, которая может оказаться хорошим выбором для обучения программированию на языках C и С++.

При сохранении выбирайте тип файла «C source files (*.c)». Компиляция и запуск программы выполняется при нажатии клавиши F9. После исполнения программа сразу закрывается и результат невозможно увидеть. Чтобы этого не происходило, прописывают две дополнительные строки: #include и getch(). (Возможно это не актуально для более новой версии Dev-C++.)

«Hello World» в GNU/Linux:

«Hello World» в Windows:

С другой стороны, существует большое количество кроссплатформенных сред разработки. Например, Eclipse + модуль CDT, KDevelop, CLion. Последняя платна, выпускается компанией JetBrains – лидером в разработке IDE, однако имеет 30-ти дневный триальный период, чего может быть достаточно для обучения. CLion удобнее других IDE.

«Hello World» на C

На примере простейшей программы сразу отметим некоторые особенности языка программирования C.

В языке C роль основной ветки программы берет на себя функция main(). Эта функция всегда должна присутствовать в законченной программе на языке C, и исполнение программы начинается именно с нее. Однако объявленные внутри нее переменные не являются глобальными, их область видимости простирается только на main(). Тем не менее в языке программирования C почти весь программный код заключается в функции, и функция main() является главной и обязательной.

По умолчанию функция main() возвращает тип данных int, поэтому можно не указывать тип возвращаемых данных. Однако компилятор в этом случае выносит предупреждение.

Функция printf() предназначена для вывода данных. Ее назначение аналогично процедуре write() языка Pascal и функции print() в Python. Функция printf() после вывода не выполняет переход на новую строку. Поэтому для перехода используется специальный символ, который обозначается комбинацией \n. Законченные выражения на языке C разделяются точкой с запятой.

В языке C функции ввода-вывода не являются частью языка. Например, в Python нам не надо импортировать никакой модуль, чтобы пользоваться функциями print() и input(). В C же мы не можем просто вызвать функцию printf(), т.к. в самом C ее просто нет. Эту функцию, а также ряд других, можно подключить с помощью заголовочного файла stdio.h. Именно для этого в начале программы прописана строка #include . Include с английского переводится как «включить», а stdio есть сокращение от «стандартный ввод-вывод (input-output)».


В заголовочных файлах (они оканчиваются на *.h) обычно содержаться объявления тех или иных функций. Объявление — это просто описание функции: какие параметры она принимает и что возвращает. Сам код функции (определение) находится не в заголовочном файле, а в библиотеках (других файлах), которые могут быть уже скомпилированы и расположены в системных каталогах. Перед компиляцией программы запускается препроцессор языка C. Помимо прочего он включает в начало файла программы содержимое указанных в ней заголовочных файлов.

Практическая работа

Закомментируйте 1 первую строчку кода программы HelloWorld. Попробуйте скомпилировать программу. Удалось ли получить исполняемый файл? Какое предупреждение выдал компилятор?

1 // — однострочный комментарий на языке C; /* … */ — многострочный комментарий на языке C.

Уроки С++

Основы и тонкости языка программирования C++. Практические задания и тесты. Хотите научиться программировать? Тогда вы по адресу. Неважно, имеете ли вы опыт в программировании или нет, эти уроки помогут вам начать создавать, компилировать и отлаживать программы на языке C++ в разных средах разработки: Visual Studio, Code::Blocks, Xcode, Eclipse и других IDE.

Множество примеров и подробных разъяснений. Отлично подойдут как для новичков (чайников), так и для более продвинутых. Объясняется всё с нуля и до самых деталей. Эти уроки (200+) дадут вам хорошую базу/фундамент в понимании программирования не только на С++, но и на других языках. И это абсолютно бесплатно!

Также рассматривается пошаговое создание игры на С++, графическая библиотека SFML и больше 50 задания для проверки своих навыков и знаний в C++. Дополнительным бонусом является туториал по Qt5.

За репост +20 к карме и моя благодарность!

Краткий справочник по языку Си

Начнём с комментариев…

// Однострочный комментарий

/*
Многострочный комментарий
*/

Булевые типы

true — верно
false — не верно

Подключение файлов с помощью #include

Файлы в будут подключаться из стандартной библиотеки.
Свои файлы необходимо подключать с помощью « двойных кавычек «.

Функции

Объявление функций должно происходить в .h-файлах или в начале .c-файла.

Точка входа в программу – это функция main(). Работа программы начинается с неё, вне зависимости от места расположения в коде.

Для вывода в консоль используется printf

%d – означает, что будем выводить целое число

\n переводит указатель на новую строчку

int обычно имеет длину 4 байта

short имеет длину 2 байта

char имеет длину 1 байт

Одиночные символы заключаются в одинарные кавычки

long как правило занимает от 4 до 8 байт
long long занимает как минимум 64 бита

float это 32-битное число с плавающей точкой (дробное число)

double это 64-битное число с плавающей точкой

Целые типы могут быть беззнаковыми

sizeof(T) возвращает размер переменной типа Т в байтах
sizeof(object) возвращает размер объекта object в байтах.

Если аргуметом sizeof будет выражение, то этот аргумент вычисляется во время компиляции кода (кроме динамических массивов)

size_t это беззнаковый целый тип который использует как минимум 2 байта для записи размера объекта

Выведет строку «sizeof(a++) = 4, где a = 1» (на 32-битной архитектуре)

Можно задать размер массива при объявлении

Можно обнулить массив при объявлении

Индексация массива происходит также как и в других Си-подобных языках

Массивы изменяемы, как и другие переменные

Массив может быть объявлен динамически, размер не обязательно рассчитывать при компиляции

Вывод программы (в зависимости от архитектуры) будет таким:

Строка – это просто массив символов, оканчивающийся нулевым (NUL (0x00)) байтом, представляемым в строке специальным символом ‘\0’. Его не нужно вставлять в строку, компилятор всё сделает сам.

%s — означает, что будем выводить строку


напечатает 0
17, 18, 19 и 20-ый байты, тоже будут равны нулю

Если между одинарными кавычками есть символ – это символьный литерал, но это тип int, а не char (по историческим причинам).

Операторы

Переменные можно объявлять через запятую

== — равно
!= — не равно (символ ! — отрицание, применяется в разных конструкциях)
>, = — больше или равно

В Си, нет булевого типа, вместо него используется int. 0 это false, всё остальное это true.

! — отрицание
&& — логическое И
|| — логическое ИЛИ

Структуры ветвления

if — если
else if — иначе если
else — иначе

Цикл с предусловием

while — выполняется пока выражение не примет значение false

Цикл с постусловием

do while — код выполнится хотя бы один раз

Условие проверяется в конце цикла, а не в начале, так что код в теле цикла будет выполнен по крайней мере один раз.

Цикл со счётчиком

for — Цикл будет работать до тех пор, пока i

Форматирование вывода

Каждое выражение в Си имеет тип, но можно привести один тип к другому.

Целые типы могут быть приведены к вещественным и наоборот.

Указатели

Для того чтобы объявить указатель, который будет ссылаться на переменную, необходимо сначала получить адрес этой переменной. Чтобы получить адрес памяти переменной (её расположение в памяти), нужно использовать знак & перед именем переменной. Это позволяет узнать адрес ячейки памяти, в которой хранится значение переменной. Эта операция называется — операция взятия адреса и выглядит вот так:

В третьей строке использовалась операция взятия адреса, мы взяли адрес переменной var и присвоили его указателю ptrVar.

Рассмотрим программу, которая наглядно покажет всю мощь указателей:

Указатель – это переменная которая хранит адрес в памяти.
При объявлении указателя указывается тип данных переменной на которую он будет ссылаться.
Можно получить адрес любой переменной, а потом работать с ним.

Используйте & для получения адреса переменной.

Для объявления указателя нужно поставить * перед именем.

Для того, чтобы получить знаечние по адресу, напечатайте * перед именем.

Вы также можете изменять значение, на которое указывает указатель.

Массивы

Используются для большого количества однотипных данных.

Строки это массивы символов, но обычно они представляются как указатели на первый элемент массива.
Хорошей практикой считается использование `const char *’ при объявлении строчного литерала. При таком подходе литерал не может быть изменён.

Функции

Синтаксис объявления функции:
(аргументы)

Приставка void означает, что функция ничего не возвращает

Типы и структуры определяемые пользователем

typedef — используется для задания стандартным типам своих названий

Структуры — это просто коллекция данных, память для которых выделяется последовательно.

sizeof(struct rectangle) == sizeof(int) + sizeof(int) – не всегда верно из-за особенностей компиляции.

Можно применить typedef к структуре, для удобства.

Если структура большая, то (чтоб не копировать) её можно получить «по указателю».

Указатели на функции

Во время исполнения, функции располагаются по известным адресам в памяти.
Указатель на функцию может быть использован для непосредственного вызова функции.
Однако синтаксис может сбивать с толку.


Пример использования str_reverse по указателю

Первая программа на Си — «Hello World»

Создать в любом текстовом редакторе файл hello world.c

Всё выше описаное, можно смело применять в программировании Arduino.

Национальная библиотека им. Н. Э. Баумана
Bauman National Library

Персональные инструменты

C++ (язык программирования)

Trigraph Replacement
??= #
??/ \
??’ ^
??( [
??) ]
. |
?? >
??-
C++
Парадигма объектно-ориентированное, обобщённое, процедурное, метапрограммирование
Спроектировано Бьёрн Страуструп
Печать дисциплины статическая
OS кроссплатформенное программное обеспечение
Главная реализация
GNU C++,[[ Microsoft Visual C++]], Intel C++ compiler, Open64 C++ Compiler, Clang, Comeau C/C++, Embarcadero C++ Builder, Watcom C++ compiler, Digital Mars C++, Oracle Solaris Studio C++ compiler, Turbo C++
Диалект
ISO/IEC 14882 C++
Влияние
C++, Objective-C, C#, Cyclone, Java, BitC

Поддерживает такие парадигмы программирования как процедурное программирование, объектно-ориентированное программирование, обобщённое программирование, обеспечивает модульность, раздельную компиляцию, обработку исключений, абстракцию данных, объявление типов (классов) объектов, виртуальные функции. Стандартная библиотека включает, в том числе, общеупотребительные контейнеры и алгоритмы. C++ сочетает свойства как высокоуровневых, так и низкоуровневых языков. В сравнении с его предшественником — языком C, — наибольшее внимание уделено поддержке объектно-ориентированного и обобщённого программирования.

C++ широко используется для разработки программного обеспечения, являясь одним из самых популярных языков программирования. Область его применения включает создание операционных систем, разнообразных прикладных программ, драйверов устройств, приложений для встраиваемых систем, высокопроизводительных серверов, а также развлекательных приложений. Существует множество реализаций языка C++, как бесплатных, так и коммерческих и для различных платформ.

Содержание

История

Создание

Язык программирования С++ был создан в начале 1980-х годов, его создатель сотрудник фирмы Bell Laboratories — Бьёрн Страуструп. Он придумал ряд усовершенствований к языку программирования C, для собственных нужд. Т. е. изначально не планировалось создания языка программирования С++. Ранние версии языка С++, известные под именем «Cи с классами», начали появляться с 1980 года. Язык C, будучи базовым языком системы UNIX, на которой работали компьютеры фирмы Bell, является быстрым, многофункциональным и переносимым. Страуструп добавил к нему возможность работы с классами и объектами, тем самым зародил предпосылки нового, основанного на синтаксисе С, языка программирования. Синтаксис C++ был основан на синтаксисе C, так как Бьёрн Страуструп стремился сохранить совместимость с языком C.

Развитие

Первое издание «Языка программирования C++» вышло в 1985 году. Обеспечивает первое описание этого языка, что было важно из-за отсутствия официального стандарта. В 1989 году вышла версия 2.0 языка C++. Его новые возможности включали множественное наследование, абстрактные классы, статические функции-члены, функции-константы и защищённые члены. В 1990 году вышло «Комментированное справочное руководство по C++», положенное впоследствии в основу стандарта. Последние обновления включали шаблоны, исключения, пространства имён, новые способы приведения типов и логический тип.

В 1998 году был опубликован стандарт языка ISO/IEC 14882:1998 (известный как C++98), разработанный комитетом по стандартизации C++ (ISO/IEC JTC1/SC22/WG21 working group). Стандарт состоит из двух частей — основы языка (core language) и стандартной библиотеки языка, которая включает Standard Template Library (STL) и модифицированный вариант стандартной библиотеки языка C.

В 2003 году был опубликован стандарт языка ISO/IEC 14882:2003, где были исправлены выявленные ошибки и недочёты предыдущей версии стандарта.

В 2005 году был выпущен отчёт Library Technical Report 1. Отчёт описывает расширения стандартной библиотеки, которые, должны быть включены в следующую версию языка C++.

С 2009 года велась работа по обновлению предыдущего стандарта, предварительной версией нового стандарта сперва был C++09, а спустя год C++0x, сегодня — C++11, куда были включены дополнения в ядро языка и расширение стандартной библиотеки.

Название

Название C++ придумал Рик Масситти. Название указывает на эволюционную природу перехода к нему от C. «++» — это операция приращения в C. Чуть более короткое имя C+ является синтаксической ошибкой; кроме того, оно уже было использовано как имя совсем другого языка. Знатоки семантики C находят, что C++ хуже, чем ++C. Названия D язык не получил, поскольку он является расширением C и в нем не делается попыток исцеляться от проблем путем выбрасывания различных особенностей.

Обзор языка

Необъектно-ориентированные особенности

  • Символьные: char , wchar_t ( char16_t и char32_t , в стандарте C++11).
  • Целочисленные знаковые: signed char , short int , int , long int (и long long int , в стандарте C++11).
  • Целочисленные беззнаковые: unsigned char , unsigned short int , unsigned int , unsigned long int (и unsigned long long int , в стандарте C++11).
  • С плавающей точкой: float , double , long double .
  • Логический: bool .

Операции сравнения возвращают тип bool . Выражения в скобках после if , while приводятся к типу bool .

Функции могут принимать аргументы по ссылке. Функции могут возвращать результат по ссылке. Cсылки сходны с указателями, со следующими особенностями: перед использованием ссылка должна быть инициализирована; ссылка всегда указывает на один и тот же адрес; в выражении ссылка обозначает непосредственно тот объект или ту функцию, на которую она указывает, обращение же к объекту или функции через указатель требует разыменование указателя.

  • inline функции.
  • Описатель volatile
  • Пространства имён (namespace)
  • Шаблоны template
  • Операторы new , new[] , delete и delete[]

Объектно-ориентированные особенности

C++ добавляет к C объектно-ориентированные возможности. Он вводит классы, которые обеспечивают три самых важных свойства ООП: инкапсуляцию, наследование и полиморфизм.

Методы класса — это функции, которые смогут применяться к экземплярам класса. Грубо говоря, метод — это функция объявленная внутри класса и предназначенная для работы с его объектами. Методы объявляются в теле класса. Описываться могут там же, но могут и за пределами класса (внутри класса в таком случае достаточно представить прототип метода, а за пределами класса определять метод поставив перед его именем — имя класса и оператор ::). Методы и поля входящие в состав класса называются членами класса. При этом методы часто называют функциями-членами класса.

Наследование

В C++ при наследовании одного класса от другого наследуется реализация класса, плюс класс-наследник может добавлять свои поля и функции или переопределять функции базового класса. Множественное наследование разрешено.

Конструктор наследника вызывает конструкторы базовых классов, а затем конструкторы нестатических членов-данных, являющихся экземплярами классов. Деструктор работает в обратном порядке.

Наследование бывает публичным, защищённым и закрытым.

Полиморфизм

Целью полиморфизма, применительно к объектно-ориентированному программированию, является использование одного имени для задания общих для класса действий. Выполнение каждого конкретного действия будет определяться типом данных.

Преимуществом полиморфизма является то, что он помогает снижать сложность программ, разрешая использование того же интерфейса для задания единого класса действий. Выбор же конкретного действия, в зависимости от ситуации, возлагается на компилятор. Полиморфизм может применяться также и к операторам.

Инкапсуляция

Основным способом организации информации в C++ являются классы. В отличие от структуры ( struct ) языка C, которая может состоять только из полей и вложенных типов, класс ( class ) C++ может состоять из полей, вложенных типов и функций-членов. Инкапсуляция в С++ реализуется через указание уровня доступа к членам класса: они бывают публичными ( public ), защищёнными ( protected ) и закрытыми ( private ). В C++ структуры отличаются от классов тем, что по умолчанию члены и базовые классы у структуры публичные, а у класса — собственные.

Стандартная библиотека


В языке программирования C++ термин Стандартная Библиотека означает коллекцию классов и функций, написанных на базовом языке. Стандартная Библиотека поддерживает несколько основных контейнеров, функций для работы с этими контейнерами, объектов-функции, основных типов строк и потоков (включая интерактивный и файловый ввод-вывод), поддержку некоторых языковых особенностей, и часто используемые функции для выполнения таких задач, как, например, нахождение квадратного корня числа. Стандартная Библиотека языка C++ также включает в себя спецификации стандарта ISO C90 стандартной библиотеки языка Си. Функциональные особенности Стандартной Библиотеки объявляются внутри пространства имен std.

Стандартная библиотека шаблонов (STL) — подмножество стандартной библиотеки C++ и содержит контейнеры, алгоритмы, итераторы, объекты-функции и т. д.

Заголовочные файлы стандартной библиотеки C++ не имеют расширения «.h».

Стандартная библиотека C++ содержит последние расширения C++ стандарта ANSI (включая библиотеку стандартных шаблонов и новую библиотеку iostream). Она представляет собой набор файлов заголовков.

Отличия от Си

  • поддержка объектно-ориентированного программирования;
  • поддержка обобщённого программирования через шаблоны;
  • дополнительные типы данных;
  • исключения;
  • пространства имён;
  • встраиваемые ( inline ) функции;
  • перегрузка операторов;
  • перегрузка функций;
  • ссылки и операторы управления свободно распределяемой памятью;
  • дополнения к стандартной библиотеке.

В С++ не разрешается:

  • вызывать функцию main() внутри программы, в то время как в C это действие правомерно.
  • неявное приведение типов между несвязанными типами указателей.
  • использовать функции, которые ещё не объявлены.

Достоинства и недостатки

С++ — язык, складывающийся эволюционно. Каждый элемент С++ заимствовался из других языков отдельно и независимо от остальных элементов (ничто из предложенного С++ за всю историю его развития не было новшеством в Computer Science), что сделало язык чрезвычайно сложным, со множеством дублирующихся и взаимно противоречивых элементов, блоки которых основаны на разных формальных базах.

Критики С++ не противопоставляют ему какой-либо конкретный язык, а наоборот, утверждают, что для всякого случая применения С++ всегда существует альтернативный инструментарий, позволяющий решить ту же задачу более эффективно и качественно. В свою очередь, сторонники С++ считают некорректным сравнивать различные аспекты С++ с совершенно различными языками, так как общий набор средств и возможностей С++ существенно шире, чем в большинстве языков, с которыми проводится сравнение, и сама по себе широта возможностей, на их взгляд, является веским оправданием несовершенства каждой отдельно взятой возможности. Более того, по их мнению, высокая совместимость с Си является одной из принципиальных черт языка, и потому все недостатки С++ оправданы преимуществами, предоставляемыми этой совместимостью.

  • Высокая совместимость с языком Си
  • Вычислительная производительность
  • Поддержка различных стилей программирования: структурное, объектно-ориентированное, обобщённое программирование, функциональное программирование, порождающее метапрограммирование.
  • Автоматический вызов деструкторов объектов (в порядке обратном вызову конструкторов) упрощает и повышает надёжность управления памятью и другими ресурсами (открытыми файлами, сетевыми соединениями, т. п.).
  • Перегрузка операторов
  • Шаблоны (дают возможность построения обобщённых контейнеров и алгоритмов для разных типов данных)
  • Возможность расширения языка для поддержки парадигм, которые не поддерживаются компиляторами напрямую
  • Доступность. Для С++ существует огромное количество учебной литературы, переведённой на всевозможные языки
  • Плохо продуманный синтаксис сужает спектр применимости языка
  • Язык не содержит многих важных возможностей
  • Язык содержит опасные возможности
  • Производительность труда программистов на языке оказывается неоправданно низка
  • Громоздкость синтаксиса
  • Тяжелое наследие
  • Необходимость следить за памятью

История языков программирования: 100% «чистый» Си, без единого «плюса»

Популярность языка программирования Си трудно переоценить, особенно вспоминая его былые заслуги. Наверное, каждый разработчик, как минимум, знает о его существовании, и, как максимум, пробовал на нем программировать. Си является предшественником таких языков, как C++, Objective-C, C#, Java.

Компания Microsoft для разработки родного языка к своей платформе .Net выбрала именно Си-подобный синтаксис. Более того, на Си написано множество операционных систем.

Конечно, Си не идеален: создатели языка – Кен Томпсон и Деннис Ритчи – долгое время дорабатывали его. Стандартизация Си продолжается до сих пор. Он существует более 45 лет и активно используется.

С ним часто ассоциируют не один, а два языка программирования — C/C++. Однако ниже речь пойдет именно о «чистом» Си.

Язык Си восходит корнями к языку ALGOL (расшифровывается как ALGorithmic Language), который был создан в 1958 году совместно с комитетом Европейских и Американских учёных в сфере компьютерных наук на встрече в Швейцарской высшей технической школе Цюриха. Язык был ответом на некоторые недостатки языка FORTRAN и попыткой их исправить. Кроме того, разработка Си тесно связана с созданием операционной системы UNIX, над которой также работали Кен Томпсон и Деннис Ритчи.

Проект МАС (Multiple Access Computer, Machine-Aided Cognition, Man and Computer) начался как чисто исследовательский в MIT в 1963 году.

В рамках проекта МАС была разработана операционная система CTSS (Compatible Time-Sharing System). Во второй половине 60-х было создано несколько других систем с разделением времени, например, BBN, DTSS, JOSS, SDC и Multiplexed Information and Computing Service (MULTICS) в том числе.

Multics – совместная разработка MIT, Bell Telephone Laboratories (BTL) и General Electric (GE) по созданию ОС с разделением времени для компьютера GE-645. Последний компьютер под управлением Multics выключили 31 октября 2000 года.

Однако BTL отошел от этого проекта еще в начале 1969 года.

Некоторые его сотрудники (Кен Томпсон, Деннис Ритчи, Стью Фельдман, Дуг МакИлрой, Боб Моррис, Джо Оссанна) захотели продолжить работу самостоятельно. Томпсон работал над игрой Space Travel на GE-635. Ее написали сначала для Multics, а потом переписали на Фортране под GECOS на GE-635. Игра моделировала тела Солнечной системы, а игроку надо было посадить корабль куда-нибудь на планету или спутник.

Ни софт, ни железо этого компьютера не годились для такой игры. Томпсон искал альтернативу, и переписал игру под бесхозный PDP-7. Память была объемом 8К 18-битных слов, и еще был процессор векторного дисплея для вывода красивой для того времени графики.

Томпсон и Ритчи полностью вели разработку на кросс-ассемблере на GE и переносили код на перфолентах. Томпсону это активно не нравилось, и он начал писать ОС для PDP-7, начиная с файловой системы. Так появилась UNIX.

Томпсон хотел создать комфортабельное вычислительное окружение, сконструированное в соответствии с его дизайном, используя любые доступные средства. Его замыслы, что очевидно оглядываясь назад, вбирали в себя многие инновации Multics, включая понятие процесса как основы управления, древовидную файловую систему, интерпретатор команд в качестве пользовательской программы, упрощённое представление текстовых файлов и обобщённый доступ к устройствам.

PDP-7 UNIX также положил начало высокоуровневому языку B, который создавался под влиянием языка BCPL. Деннис Ритчи сказал, что В — это Си без типов. BCPL помещался в 8 Кб памяти и был тщательно переработан Томпсоном. В постепенно вырос в С.

К 1973 году язык Си стал достаточно силён, и большая часть ядра UNIX, первоначально написанная на ассемблере PDP-11/20, была переписана на Си. Это было одно из самых первых ядер операционных систем, написанное на языке, отличном от ассемблера.

Получается, что Си – это «сопутствующий продукт», полученный во время создания операционной системы UNIX.

Прародители Си

Вдохновлённые языком ALGOL-60, Математическая лаборатория Кембриджского Университета совместно с Компьютерным отделом Лондонского университета создали в 1963 году язык CPL (Combined Programming Language).

Язык CPL посчитали сложным, и в ответ на это Мартином Ричардсоном был создан в 1966 году язык BCPL, основное предназначение которого заключалось в написании компиляторов. Сейчас он практически не используется, но в своё время из-за хорошей портируемости он играл важную роль.

BCPL использовался в начале 1970-х в нескольких интересных проектах, в числе которых — операционная система OS6 и частично в зарождающихся разработках Xerox PARC.

BCPL послужил предком для языка Би (B), разработанного в 1969 в уже знакомой всем AT&T Bell Telephone Laboratories, не менее знакомыми Кеном Томпсоном и Деннисом Ритчи.

Как и остальные операционные системы того времени, UNIX был написан на ассемблере. Отладка программ на ассемблере настоящая мука. Томпсон решил, что для дальнейшей разработки ОС необходим язык высокого уровня и придумал небольшой язык B. За основу Томпсон взял язык BCPL. Язык B можно рассматривать как C без типов.

Во многих деталях BCPL, B и C различаются синтаксически, но в основном они похожи. Программы состоят из последовательности глобальных деклараций и объявлений функций (процедур). В BCPL процедуры могут быть вложенными, но не могут ссылаться на нестатические объекты определённые в содержащих их процедурах. B и C избегают такого ограничения, вводя более строгое: вложенных процедур нет вообще. Каждый из языков (за исключением самых древних версий B) поддерживает раздельную компиляцию и предоставляет средства для включения текста из именованных файлов.

В противоположность повсеместному изменению синтаксиса, которое происходило во время создания B, основная семантика BCPL — его структура типов и правила вычисления выражений — осталась нетронутой. Оба языка — безтиповые, вернее имеют единственный тип данных — «слово» или «ячейка», набор битов фиксированной длины. Память в этих языках — массив таких ячеек, а смысл содержимого ячейки зависит от операции, которая к ней применяется. Например, оператор «+» просто складывает свои операнды при помощи машинной инструкции add, и другие арифметические операции также безразличны к смыслу своих операндов.

Ни BCPL, ни B, ни C не выделяют в языке символьные данные; они считают строки векторами целых чисел и дополняют общие правила несколькими соглашениями. И в BCPL, и в B строковый литерал означает адрес статической области инициализированный символами строки упакованными в ячейки.

Как создавался Си


В 1970 Bell Labs приобрела для проекта компьютер PDP-11. Так как B был готов к работе на PDP-11, Томпсон переписал часть UNIX на B.

Но модель B и BCPL подразумевала издержки при работе с указателями: правила языка, определяя указатель как индекс в массиве слов, делали указатели индексами слов. Каждое обращение к указателю при исполнении генерировало масштабирование указателя в адрес байта, который ожидал процессор.

Поэтому становилось ясно, что для того, чтобы справиться с символами и байтовой адресацией, а также подготовиться к грядущей аппаратной поддержке вычислений с плавающей точкой, нужна типизация.

В 1971 году Ритчи начал создавать расширенную версию B. Сначала он назвал её NB (New B), но когда язык стал сильно отличаться от B, название сменили на C. Вот что, писал об этом сам Ритчи:

Я хотел, чтобы структура не только характеризовала абстрактный объект, но и описывала набор бит, который мог быть прочитан из каталога. Где компилятор смог бы спрятать указатель, наname, которого требует семантика? Даже если бы структуры были бы задуманы более абстрактными, и место для указателей могло бы быть спрятано где-нибудь, как бы я решил техническую проблему корректной инициализации этих указателей при выделении памяти для сложного объекта, возможно структуры содержащей массивы, которые содержат структуры, и так до произвольной глубины?

Решение состояло в решительном скачке в эволюционной цепочке между безтиповым BCPL и типизированным C. Он исключал материализацию указателя в хранилище, а вместо этого порождал его создание, когда имя массива упоминалось в выражении. Правило, которое сохранилось и в сегодняшнем C, состоит в том, что значения–массивы, когда они упоминаются в выражении, конвертируются в указатели на первый из объектов, составляющих этот массив.

Второе нововведение, которое наиболее ясно отличает C от его предшественников, — вот эта более полная структура типов и особенно её выразительность в синтаксисе деклараций. NB предлагал основные типы int и char совместно с массивами из них и указателями на них, но никаких других способов скомпоновать их.

Требовалось обобщение: для объекта любого типа должно быть возможным описать новый объект, который объединяет несколько таких объектов в массив, получает его из функции или является указателем на него.

Изображение из книги «Язык Си»: M. Уэйт, С. Прата, Д. Мартин

Для любого объекта такого составного типа, уже был способ указать на объект, который является его частью: индексировать массив, вызвать функцию, использовать с указателем оператор косвенного обращения. Аналогичное рассуждение приводило к синтаксису объявления имён, который отражает синтаксис выражения, где эти имена используются. Так

объявляют массив указателей на целое, указатель на массив целых.

Во всех этих случаях объявление переменной напоминает её использование в выражении, чей тип – это то, что находится в начале объявления.

70-е годы: «смутное время» и лже-диалекты

Язык к 1973 стал достаточно стабилен для того, чтобы на нём можно было переписать UNIX. Переход на C обеспечил важное преимущество: переносимость. Написав компилятор C для каждой из машин в Bell Labs, команда разработчиков могла портировать на них UNIX.

По поводу возникновения языка Си Питер Мойлан в своей книге «The case against C» пишет: «Нужен был язык, способный обойти некоторые жесткие правила, встроенные в большинство языков высокого уровня и обеспечивающие их надежность. Нужен был такой язык, который позволил бы делать то, что до него можно было реализовать только на ассемблере или на уровне машинного кода».

C продолжил развиваться в 70-х. В 1973–1980-х годах язык немного подрос: структура типов получила беззнаковые, длинные типы, объединение и перечисление, структуры стали близкими к объектам–классам (не хватало только нотации для литералов).

Первая книга по Cи. Книга «Язык программирования Си», написанная Брайаном Керниганом и Деннисом Ритчи и опубликованная в 1978 году, стала библией программистов на Си. При отсутствии официального стандарта эта книга – известная также как K&R, или «Белая Книга», как любят называть поклонники си – фактически стала стандартом.

В 70-х программистов на Cи было немного и большинство из них были пользователями UNIX. Тем не менее, в 80-х Cи вышел за узкие рамки мира UNIX. Компиляторы Cи стали доступны на различных машинах, работающих под управлением разных операционных систем. В частности, Си стал распространяться на быстро развивающейся платформе IBM PC.

K&R ввёл следующие особенности языка:

• структуры (тип данных struct);
• длинное целое (тип данных long int);
• целое без знака (тип данных unsigned int);
• оператор += и подобные ему (старые операторы =+ вводили анализатор лексики компилятора Си в заблуждение, например, при сравнении выражений i =+ 10 и i = +10).

K&R C часто считают самой главной частью языка, которую должен поддерживать компилятор Си. Многие годы даже после выхода ANSI Cи он считался минимальным уровнем, которого следовало придерживаться программистам, желающим добиться от своих программ максимальной переносимости, потому что не все компиляторы тогда поддерживали ANSI C, а хороший код на K&R C был верен и для ANSI C.

Вместе с ростом популярности появились проблемы. Программисты, писавшие новые компиляторы брали за основу язык, описанный в K&R. К сожалению, в K&R некоторые особенности языка были описаны расплывчато, поэтому компиляторы часто трактовали их на своё усмотрение. Кроме того, в книге не было чёткого разделения между тем, что является особенностью языка, а что особенностью операционной системы UNIX.

После публикации K&R C в язык было добавлено несколько возможностей, поддерживаемых компиляторами AT&T, и некоторых других производителей:

• функции, не возвращающие значение (с типом void), и указатели, не имеющие типа (с типом void *);
• функции, возвращающие объединения и структуры;
• имена полей данных структур в разных пространствах имён для каждой структуры;
• присваивания структур;
• спецификатор констант (const);
• стандартная библиотека, реализующая большую часть функций, введённых различными производителями;
• перечислимый тип (enum);
• дробное число одинарной точности (float).

Ухудшало ситуацию и то, что после публикации K&R Си продолжал развиваться: в него добавлялись новые возможности и из него вырезались старые. Вскоре появилась очевидная необходимость в исчерпывающем, точном и соответствующем современным требованиям описании языка. Без такого стандарта стали появляться диалекты языка, которые мешали переносимости – сильнейшей стороне языка.

Стандарты

В конце 1970-х годов, язык Си начал вытеснять BASIC, который в то время был ведущим в области программирования микрокомпьютеров. В 1980-х годах он был адаптирован под архитектуру IBM-PC, что привело к значительному скачку его популярности.

Разработкой стандарта языка Си занялся Американский национальный институт стандартов (ANSI). При нём в 1983 году был сформирован комитет X3J11, который занялся разработкой стандарта. Первая версия стандарта была выпущена в 1989 году и получила название С89. В 1990, внеся небольшие изменения в стандарт, его приняла Международная Организация Стандартизации ISO. Тогда он стал известен под кодом ISO/IEC 9899:1990, но в среде программистов закрепилось название, связанное с годом принятия стандарта: С90. Последней на данный момент версией стандарта является стандарт ISO/IEC 9899:1999, также известный как С99, который был принят в 2000 году.

Среди новшеств стандарта С99 стоит обратить внимание на изменение правила, касающегося места объявления переменных. Теперь новые переменные можно было объявлять посреди кода, а не только в начале составного блока или в глобальной области видимости.

Некоторые особенности C99:

• подставляемые функции (inline);
• объявление локальных переменных в любом операторе программного текста (как в C++);
• новые типы данных, такие, как long long int (для облегчения перехода от 32- к 64-битным числам), явный булевый тип данных _Bool и тип complex для представления комплексных чисел;
• массивы переменной длины;
• поддержка ограниченных указателей (restrict);
• именованная инициализация структур: struct < int x, y, z; >point = < .y=10, .z=20, .x=30 >;
• поддержка однострочных комментариев, начинающихся на //, заимствованных из C++ (многие компиляторы Си поддерживали их и ранее в качестве дополнения);
• несколько новых библиотечных функций, таких, как snprintf;
• несколько новых заголовочных файлов, таких, как stdint.h.

Стандарт С99 сейчас в большей или меньшей степени поддерживается всеми современными компиляторами языка Си. В идеале, код написанный на Си с соблюдением стандартов и без использования аппаратно- и системно-зависимых вызовов, становился как аппаратно- так и платформенно-независимым кодом.

В 2007 году начались работы над следующим стандартом языка Си. 8 декабря 2011 опубликован новый стандарт для языка Си (ISO/IEC 9899:2011). Некоторые возможности нового стандарта уже поддерживаются компиляторами GCC и Clang.

Основные особенности С11:

• поддержка многопоточности;
• улучшенная поддержка Юникода;
• обобщенные макросы (type-generic expressions, позволяют статичную перегрузку);
• анонимные структуры и объединения (упрощают обращение ко вложенным конструкциям);
• управление выравниванием объектов;
• статичные утверждения (static assertions);
• удаление опасной функции gets (в пользу безопасной gets_s);
• функция quick_exit;
• спецификатор функции _Noreturn;
• новый режим эксклюзивного открытия файла.

Несмотря на наличие стандарта 11 года, многие компиляторы до сих пор не поддерживают полностью даже версии C99.

За что критикуют Си

У него достаточно высокий порог вхождения, что затрудняет его использование в обучении в качестве первого языка программирования. Программируя на Си, нужно учитывать множество деталей. «Будучи рождён в среде хакеров, он стимулирует соответствующий стиль программирования, часто небезопасный, и поощряющий написание запутанного кода», пишет Википедия.

Более глубокую и аргументированную критику высказал Питер Мойлан. Он посвятил критике Си целых 12 страниц. Приведем пару фрагментов:

Проблемы с модульностью

Модульное программирование на языке Си возможно, но лишь в том случае, когда программист придерживается ряда довольно жестких правил:

• На каждый модуль должен приходиться ровно один header-файл. Он должен содержать лишь экспортируемые прототипы функций, описания и ничего другого (кроме комментариев).


• Внешней вызывающей процедуре об этом модуле должны быть известны только комментарии в header-файле.

• Для проверки целостности каждый модуль должен импортировать свой собственный header-файл.

• Для импорта любой информации из другого модуля каждый модуль должен содержать строки #include, а также комментарии, показывающие, что, собственно, импортируется.

• Прототипы функций можно использовать только в header-файлах. (Это правило необходимо, поскольку язык Си не имеет механизма проверки того, что функция реализуется в том же модуле, что и ее прототип; так что использование прототипа может маскировать ошибку «отсутствия функции» — «missing function»).

• Любая глобальная переменная в модуле, и любая функция, кроме той, что импортируется через header-файл, должны быть объявлены статическими.

• Следует предусмотреть предупреждение компилятора «вызов функции без прототипа» (function call without prototype); такое предупреждение всегда нужно рассматривать как ошибку.

• Программист должен удостовериться в том, что каждому прототипу, заданному в header- файле, соответствует реализованная под таким же именем в том же модуле неприватная (т.е. нестатическая в обычной терминологии Си) функция. К сожалению, природа языка Си автоматическую проверку этого делает невозможной.

• Следует с подозрением относиться к любому использованию утилиты grep. Если прототип расположен не на своем месте, то это, скорее всего, ошибка.

• В идеале программисты, работающие в одной команде, не должны иметь доступа к исходным файлам друг друга. Они должны совместно использовать лишь объектные модули и header-файлы.

Очевидная трудность в том, что мало кто будет следовать этим правилам, ибо компилятор не требует их неукоснительно соблюдать. Модульный язык программирования по меньшей мере частично защищает хороших программистов от того хаоса, который создают плохие программисты. А язык Си этого сделать не в силах.

Проблемы с указателями

Несмотря на все достижения в теории и практике структур данных, указатели остаются для программистов настоящим камнем преткновения. На работу с указателями приходится значительная часть времени, расходуемого на отладку программы, и именно они создают большинство проблем, осложняющих ее разработку.

Можно различать важные и неважные указатели. Важным в нашем понимании считается указатель, необходимый для создания и поддержания структуры данных.

Указатель считается неважным, если он не является необходимым для реализации структуры данных. В типичной программе на языке Си неважных указателей намного больше, чем важных. Причины тому две.

Первая состоит в том, что в среде программистов, использующих язык Си, стало традицией создавать указатели даже там, где уже существуют иные ничем не уступающие им методы доступа, например, при просмотре элементов массива.

Вторая причина — правило языка Си, согласно которому все параметры функций должны передаваться по значению. Когда вам нужен эквивалент VAR-параметра языка Паскаль или inout- параметра языка Ada, единственное решение состоит в том, чтобы передать указатель. Этим во многом объясняется плохая читаемость программ на языке Си.

Ситуация усугубляется, когда бывает необходимо передать важный указатель в качестве входного/выходного параметра. В этом случае функции надо передать указатель на указатель, что создает затруднения даже для самых опытных программистов.

Си – жив

Согласно данным на июнь 2020 года, индекс TIOBE, который измеряет рост популярности языков программирования, показал, что C занимает 2 место:

Пусть кто-то скажет, что Си устарел, что его широкое распространение — следствие удачи и активного PR. Пусть кто-то скажет, что без UNIX язык Си никогда бы не создали.

Тем не менее, Си стал своего рода стандартом. Он, так или иначе, прошел испытание временем в отличие от многих других языков. Си-разработчики до сих пор востребованы, а создателей языка IT-сообщество вспоминает добрым словом.

C++ — Базовый синтаксис

Когда мы рассматриваем программу на C ++, ее можно определить как коллекцию объектов, которые обмениваются данными посредством вызова методов друг друга. Давайте теперь кратко рассмотрим, что означает класс, объект, методы и мгновенные переменные.

  • Объект. Объекты имеют состояния и поведение. Пример: у собаки есть состояния — цвет, имя, порода, а также поведение — виляние, лай, еда. Объект является экземпляром класса.
  • Класс . Класс может быть определен как шаблон / план, который описывает поведение / состояния, которые поддерживает объект своего типа.
  • Методы . Метод — это в основном поведение. Класс может содержать много методов. Это в методах, где записываются логики, обрабатываются данные и выполняются все действия.
  • Переменные экземпляра. Каждый объект имеет свой уникальный набор переменных экземпляра. Состояние объекта создается значениями, присвоенными этим переменным экземпляра.

Структура программы на C ++

Давайте посмотрим на простой код, который будет печатать слова Hello World .

Давайте рассмотрим различные части вышеуказанной программы —

  • Язык C ++ определяет несколько заголовков, которые содержат информацию, которая является необходимой или полезной для вашей программы. Для этой программы необходим заголовок .
  • Строка с использованием пространства имен std; сообщает компилятору использовать пространство имен std. Пространства имен являются относительно недавним дополнением к C ++.
  • Следующая строка ‘ // main () — это начало выполнения программы. ‘- это однострочный комментарий, доступный на C ++. Однострочные комментарии начинаются с // и останавливаются в конце строки.
  • Строка int main () является основной функцией, в которой начинается выполнение программы.
  • Следующая строка cout вызывает на экране сообщение «Hello World».
  • Следующая строка return 0 ; завершает функцию main() и заставляет ее возвращать значение 0 в вызывающий процесс.

Компилировать и выполнять программу на C ++

Давайте посмотрим, как сохранить файл, скомпилировать и запустить программу. Следуйте приведенным ниже инструкциям —

  • Откройте текстовый редактор и добавьте код, как указано выше.
  • Сохраните файл как: hello.cpp
  • Откройте командную строку и перейдите в каталог, в котором вы сохранили файл.
  • Введите ‘g ++ hello.cpp’ и нажмите клавишу ввода для компиляции кода. Если в вашем коде нет ошибок, командная строка приведет вас к следующей строке и сгенерирует исполняемый файл a.out.
  • Теперь введите «a.out» для запуска вашей программы.
  • Вы увидите «Hello World», напечатанный в окне.

Убедитесь, что g ++ находится на вашем пути и что вы запускаете его в каталоге, содержащем файл hello.cpp . Вы можете скомпилировать программы C / C ++ с помощью makefile.

Точки с запятой и блоки в C ++

В C ++ точка с запятой является терминатором утверждения. То есть каждое отдельное утверждение должно заканчиваться точкой с запятой. Он указывает конец одного логического объекта. Например, следующие три разных утверждения:

Блок представляет собой набор логически связанных операторов, которые окружены открывающимися и закрывающимися фигурными скобками. Например:

C ++ не распознает конец строки как терминатор. По этой причине не имеет значения, где вы указываете оператор в строке. Например:

Идентификаторы C ++

Идентификатор C ++ — это имя, используемое для идентификации переменной, функции, класса, модуля или любого другого пользовательского элемента. Идентификатор начинается с буквы от A до Z или от a до z или символа подчеркивания (_) , за которым следует ноль или несколько букв, символов подчеркивания и цифр (от 0 до 9).

C ++ не допускает знаков препинания, таких как @, $ и% в идентификаторах. C ++ — это язык программирования с учетом регистра. Таким образом, Manpower и рабочая сила являются двумя разными идентификаторами на C ++.

Вот несколько примеров приемлемых идентификаторов:


Ключевые слова C ++

Следующий список показывает зарезервированные слова в C ++. Эти зарезервированные слова не могут использоваться как константные или переменные или любые другие имена идентификаторов.

asm else new this
auto enum operator throw
bool explicit private true
break export protected try
case extern public typedef
catch false register typeid
char float reinterpret_cast typename
class for return union
const friend short unsigned
const_cast goto signed using
continue if sizeof virtual
default inline static void
delete int static_cast volatile
do long struct wchar_t
double mutable switch while
dynamic_cast namespace template

Триграфы

Несколько символов имеют альтернативное представление, называемое триграфной последовательностью. Триграф представляет собой трехсимвольную последовательность, которая представляет один символ, и последовательность всегда начинается с двух вопросительных знаков. Триграфы расширяются везде, где они появляются, в том числе в строковых литералах и символьных литералах, в комментариях и в директивах препроцессора. Ниже приводятся наиболее часто используемые триграфные последовательности:

Все компиляторы не поддерживают триграфы, и им не рекомендуется использовать их из-за их запутанного характера.

Пробел в C ++

Строка, содержащая только пробелы, возможно с комментарием, называется пустой строкой, и компилятор C ++ полностью игнорирует ее.

Пробел — это термин, используемый в C ++ для описания пробелов, вкладок, символов новой строки и комментариев. Пробел отделяет одну часть инструкции от другой и позволяет компилятору определить, где начинается один элемент в инструкции, такой как int, и следующий элемент.

Заявление 1

В приведенном выше утверждении должен быть по крайней мере один пробельный символ (обычно пробел) между int и age, чтобы компилятор мог их отличить.

Заявление 2

В приведенном выше утверждении 2 никакие пробельные символы не нужны между фруктами и =, или между = и яблоками, хотя вы можете включать некоторые, если хотите, для удобства чтения.

История создания языка программирования С и C++

Язык С (читается «Си») создан в начале 70х годов, когда Кен Томпсон и Дэннис Ритчи из Bell Labs разрабатывали операционную систему UNDC. Сначала они создали часть компилятора С, затем использовали ее для компиляции остальной части компилятора С и, наконец, применили полученный в результате компилятор для компиляции UNIX. Операционная система UNIX первоначально распространялась в исходных кодах на С среди университетов и лабораторий, а получатель мог откомпилировать исходный код на С в машинный код с помощью подходящего компилятора С.

Распространение исходного кода сделало операционную систему UNIX уникальной; программист мог изменить операционную систему, а исходный код мог быть перенесен с одной аппаратной платформы на другую. Сегодня стандарт POSIX определяет стандартный набор системных вызовов UNIX, доступных в С, которые должны быть реализованы в версиях UNIX, являющихся POSIX-совместимыми. С был третьим языком, который разработали Томсон и Ритчи в процессе создания UNIX; первыми двумя были, разумеется, А и В.

По сравнению с более ранним языком — BCPL, С был улучшен путем добавления типов данных определенной длины. Например, тип данных int мог применяться для создания переменной с определенным числом битов (обычно 16), в то время как тип данных long мог использоваться для создания целой переменной с большим числом битов (обычно 32). В отличие от других языков высокого уровня, С мог работать с адресами памяти напрямую с помощью указателей и ссылок. Поскольку С сохранил способность прямого доступа к аппаратному обеспечению, его часто относят к языкам среднего уровня или в шутку называют «мобильным языком ассемблера».

Что касается грамматики и синтаксиса, то С является структурным языком программирования. В то время как многие современные программисты мыслят в категориях классов и объектов, программисты на С думают в категориях процедур и функций. В С можно определить собственные абстрактные типы данных, используя ключевое слово struct. Аналогично можно описывать собственные целые типы (перечисления) и давать другие названия существующим типам данных при помощи ключевого слова typedef. В этом смысле С является структурным языком с зародышами объектно-ориентированного программирования.

Широкое распространение языка C на различных типах компьютеров (иногда называемых аппаратными платформами) привело, к сожалению, ко многим вариациям языка. Они были похожи, но несовместимы друг с другом. Это было серьезной проблемой для разработчиков программ, нуждавшихся в написании совместимых программ, которые можно было бы выполнять на нескольких платформах. Стало ясно, что необходима стандартная версия C. В 1983г. ANSI (Американский Национальный Комитет Стандартов) сформировал технический комитет X3J11 для создания стандарта языка C (чтобы «обеспечить недвусмысленное и машинно-независимое определение языка»). В 1989 стандарт был утвержден. ANSI скооперировался с ISO (Международной Организацией Стандартов), чтобы стандартизовать C в международном масштабе; совместный стандарт был опубликован в 1990 году и назван ANSI/ISO 9899:1990. Этот стандарт совершенствуется до сих пор и поддерживается большинством фирм разработчиков компиляторов.

Бьерн Страуструп высвободил объектно-ориентированный потенциал С путем перенесения возможностей классов Simula 67 в С. Первоначально новый язык носил имя «С с классами» и только потом стал называться C++. Язык C++ достиг популярности, будучи разработанным в Bell Labs, позже он был перенесен в другие индустрии и корпорации. Сегодня это один из наиболее популярных языков программирования в мире. C++ наследует как хорошие, так и плохие стороны С.

Бьерн Страуструп: «Я придумал C++, записал его первоначальное определение и выполнил первую реализацию. Я выбрал и сформулировал критерии проектирования C++, разработал его основные возможности и отвечал за судьбу предложений по расширению языка в комитете по стандартизации C++«, — пишет автор самого популярного языка программирования. — «Язык C++ многим обязан языку C, и язык C остается подмножеством языка C++ (но в C++ устранены несколько серьезных брешей системы типов C). Я также сохранил средства C, которые являются достаточно низкоуровневыми, чтобы справляться с самыми критическими системными задачами. Язык C, в свою очередь многим обязан своему предшественнику, BCPL; кстати, стиль комментариев // был взят в C++ из BCPL. Другим основным источником вдохновения был язык Simula67. Концепция классов (с производными классами и виртуальными функциями) была позаимствована из него. Средства перегрузки операторов и возможность помещения объявлений в любом месте, где может быть записана инструкция, напоминает Algol68. «

Название C++ выдумал Рик Масситти. Название указывает на эволюционную природу перехода к нему от C. «++» — это операция приращения в C. Чуть более короткое имя C+ является синтаксической ошибкой; кроме того, оно уже было использовано как имя совсем другого языка. Знатоки семантики C находят, что C++ хуже, чем ++C. Названия D язык не получил, поскольку он является расширением C и в нем не делается попыток исцеляться от проблем путем выбрасывания различных особенностей.

Изначально язык программирования C++ был разработан, чтобы автору и его друзьям не приходилось программировать на ассемблере, C или других современных языках высокого уровня. Основным его предназначением было сделать написание хороших программ более простым и приятным для отдельного программиста. Плана разработки C++ на бумаге никогда не было; проект, документация и реализация двигались одновременно. Разумеется, внешний интерфейс C++ был написан на C++. Никогда не существовало «Проекта C++» и «Комитета по разработке C++». Поэтому C++ развивался и продолжает развиваться во всех направлениях, чтобы справляться со сложностями, с которыми сталкиваются пользователи, а также в процессе дискуссий автора с его друзьями и коллегами.

В языке С++ полностью поддерживаются принципы объектно-ориентированного программирования, включая три кита, на которых оно стоит: инкапсуляцию, наследование и полиморфизм. Инкапсуляция в С++ поддерживается посредством создания нестандартных (пользовательских) типов данных, называемых классами. Язык С++ поддерживает наследование. Это значит, что можно объявить новый тип данных (класс), который является расширением существующего.

Хотя язык программирования С++ справедливо называют продолжением С и любая работоспособная программа на языке С будет поддерживаться компилятором С++, при переходе от С к С++ был сделан весьма существенный скачок. Язык С++ выигрывал от своего родства с языком С в течение многих лет, поскольку многие программисты обнаружили, что для того, чтобы в полной мере воспользоваться преимуществами языка С++, им нужно отказаться от некоторых своих прежних знаний и приобрести новые, а именно: изучить новый способ концептуальности и решения проблем программирования. Перед тем как начинать осваивать С++, Страуструп и большинство других программистов, использующих С++ считают изучение языка С необязательным.

Язык программирования C++ в настоящее время считается господствующим языком, используемым для разработки коммерческих продуктов, 90% игр пишутся на С++ с прменением DirectX.

Литература :
Х.М.Дейтел, П.Дж.Дейтел «Как программировать на C++»
Бьерн Страуструп «Язык программирования C++. 3-е издание.»
Симон Робинсон, Олли Корнес, Джей Глинн и др. «C# для профессионалов»
Джесс Либерти «Освой самостоятельно С++ за 21 день»
Станислав Горнаков «DirectX, уроки программирования на С++»

Введение

Среди современных языков программирования язык C является одним из наиболее распространенных. Язык C универсален, однако наиболее эффективно его применение в задачах системного программирования – разработке трансляторов, операционных систем, инструментальных средств. Язык C хорошо зарекомендовал себя эффективностью, лаконичностью записи алгоритмов, логической стройностью программ. Во многих случаях программы, написанные на языке C, сравнимы по скорости с программами, написанными на Ассемблере, при этом они более наглядны и просты в сопровождении.

Язык C имеет ряд существенных особенностей, которые выделяют его среди других языков программирования. В значительной степени на формирование идеологии языка повлияла цель, которую ставили перед собой его создатели – обеспечение системного программиста удобным инструментальным языком, который мог бы заменить Ассемблер. В результате появился язык программирования высокого уровня, обеспечивающий необычайно легкий доступ к аппаратным средствам компьютера. С одной стороны, как и другие современные языки высокого уровня, язык C поддерживает полный набор конструкций структурного программирования, модульность, блочную структуру программы. С другой стороны, язык C имеет ряд низкоуровневых черт.

Перечислим некоторые особенности языка C.

  • В языке C реализован ряд операций низкого уровня. Некоторые из таких операций напрямую соответствуют машинным командам, например, поразрядные операции или операции ++ и —.
  • Базовые типы данных языка C отражают те же объекты, с которыми приходится иметь дело в программе на Ассемблере – байты, машинные слова и т.д. Несмотря на наличие в языке C развитых средств построения составных объектов (массивов и структур), в нем практически отсутствуют средства для работы с ними как с единым целым.
  • Язык C поддерживает механизм указателей на переменные и функции. Указатель – это переменная, предназначенная для хранения машинного адреса некоторой переменной или функции. Поддерживается арифметика указателей, что позволяет осуществлять непосредственный доступ и работу с адресами памяти практически так же легко, как на Ассемблере. Использование указателей позволяет создавать высокоэффективные программы, однако требует от программиста особой осторожности.
  • Как никакой другой язык программирования высокого уровня, язык C «доверяет» программисту. Даже в таком существенном вопросе, как преобразование типов данных, налагаются лишь незначительные ограничения. Однако это также требует от программиста осторожности и самоконтроля.
  • Несмотря на эффективность и мощность конструкция языка C, он относительно мал по объему. В нем отсутствуют встроенные операторы ввода/вывода, динамического распределения памяти, управления процессами и т.п., однако в системное окружение языка C входит библиотека стандартных функций, в которой реализованы подобные действия.

Язык C++ – это язык программирования общего назначения, цель которого – сделать работу серьёзных программистов более приятным занятием. За исключением несущественных деталей, язык C++ является надмножеством языка С. Помимо возможностей, предоставляемых языком С, язык C++ обеспечивает гибкие и эффективные средства определения новых типов.

Язык программирования служит двум взаимосвязанным целям: он предоставляет программисту инструмент для описания подлежащих выполнению действий и набор концепций, которыми оперирует программист, обдумывая, что можно сделать. Первая цель в идеале требует языка, близкого к компьютеру, чтобы все важные элементы компьютера управлялись просто и эффективно способом, достаточно очевидным для программиста. Язык С создавался на основе именно от этой идеи. Вторая цель в идеале требует языка, близкого к решаемой задаче, чтобы концепции решения могли быть выражены понятно и непосредственно. Эта идея привела к пополнению языка С свойствами, превратившими его в язык C++ .

Ключевое понятие в языке C++ – класс. Классы обеспечивают сокрытие информации, гарантированную инициализацию данных, неявное преобразование определяемых пользователем типов, динамическое определение типа, контроль пользователя над управлением памятью и механизм перегрузки операторов. Язык C++ предоставляет гораздо лучшие, чем язык С, средства для проверки типов и поддержки модульного программирования. Кроме того, язык содержит усовершенствования, непосредственно не связанные с классами, такие как: символические константы, встраивание функций в место вызова, параметры функций по умолчанию, перегруженные имена функций, операторы управления свободной памятью и ссылки. Язык C++ сохраняет способность языка С эффективно работать с аппаратной частью на уровне битов, байтов, слов, адресов и т.д. Это позволяет реализовывать пользовательские типы с достаточной степенью эффективности.

1. Алфавит

Множество символов языка C включает:

  • прописные буквы латинского алфавита;
  • строчные буквы латинского алфавита;
  • арабские цифры;
  • разделители: , . ; : ? ! ‘ » | / \

Остальные символы могут быть использованы только в символьных строках, символьных константах и комментариях. Язык C++ различает большие и маленькие буквы, таким образом, name и Nameразные идентификаторы.

2. Литералы

Литералы в языке C++ могут быть целые, вещественные, символьные и строковые.

  • Целые:
    • десятичные: 10 , 132 , -32179 ;
    • восьмеричные (предваряются символом «0»): 010 , 0204 , -076663 ;
    • шестнадцатеричные (предваряются символами «0х»): 0хА , 0x84 , 0x7db3 .
  • Вещественные: 15.75 , 1.575e1 , .75 , -.125

  • Символьные: ‘a’ , ‘e’ , ‘.’ , ‘?’ , ‘2’ .
  • Строковые: «строка» .

3. Комментарии

Комментарий – это последовательность символов, которая игнорируется компилятором языка C++ . Комментарий имеет следующий вид: /* */ . Комментарии могут занимать несколько строк, но не могут быть вложенными. Кроме того, часть строки, следующая за символами // , также рассматривается как комментарий.

Разумное использование комментариев (и согласованное употребление отступов) может сделать чтение и понимание программы более приятным занятием. При неправильном использовании комментариев читабельность программы может, напротив, серьезно пострадать. Компилятор не понимает смысл комментариев, поэтому не существует способа проверить, что комментарий:

  1. содержателен;
  2. имеет какое-то отношение к программе;
  3. не устарел.

Удачно подобранный и написанный набор комментариев является существенной частью хорошей программы. Написание «правильных» комментариев может оказаться не менее сложной задачей, чем написание самой программы.

4. Типы данных языка C++

Trigraph Replacement
??= #
??/ \
??’ ^
??( [
??) ]
. |
?? >
??-
Имя Размер Представляемые значения Диапазон
bool 1 байт логические false, true
(signed) char 1 байт символы
целые числа
от –128 до 127
wchar_t 2 байта символы Unicode от 0 до 65535
(signed) short int 2 байта целые числа от -32768 до 32767
(signed) int зависит от реализации
(в последних компиляторах обычно 4 байта)
целые числа
(signed) long int 4 байта целые числа от -2147483648 до 2147483647
(signed) long long int
(signed) __int64 (MS)
8 байт целые числа от –9,223,372,036,854,775,808 до 9,223,372,036,854,775,807
unsigned char 1 байт символы
целые числа
от 0 до 255
unsigned short int 2 байта целые числа 0 до 65535
unsigned int зависит от реализации
(в последних компиляторах обычно 4 байта)
целые числа
unsigned long int 4 байта целые числа от 0 до 4294967295
(unsigned) long long int
(unsigned) __int64 (MS)
8 байт целые числа от 0 до 18,446,744,073,709,551,615
float 4 байта вещественные числа от 1.175494351e–38
до 3.402823466e+38
double 8 байт вещественные числа от 2.2250738585072014e–308
до 1.7976931348623158e+308
long double зависит от реализации вещественные числа

В языке C++ также существуют перечислимый тип – enum, который является подмножеством целого типа, и пустой тип – void , который имеет специальное назначение. Он используется для объявления функций, которые не возвращают никакого значения, а также для объявления указателей на значение типа void . Такие указатели могут быть преобразованы к указателям на любой другой тип.

В языке С++ можно объявлять структуры и так называемые объединения.

В языке C++ нет специальных типов для массивов и строк, которые представляются массивом символов.

В языке С не существовало логического типа. Логические значения представлялись данными целого типа, при этом значение 0 соответствовало логическому значению ложь, а все остальные целые значения соответствовали логическому значению истина. В языке С++ сохранена данная логика. По определению, true имеет значение 1 при преобразовании к целому типу, а false – значение 0. И наоборот, целые можно неявно преобразовать в логические значения: при этом ненулевые целые преобразуются в true, а ноль – в false. В любом месте, где требуется логическое значение, может стоять целочисленное выражение. В арифметических и логических выражениях логические значения преобразуются в целые, операции выполняются над преобразованными величинами.

Указатель можно неявно преобразовать в логическое значение, при этом ненулевой указатель принимает значение true, нулевой – false.

Такой подход позволяет вместо логической и целочисленной переменных объявлять только целочисленную, при этом значение переменной, равное 0, говорит об отсутствии некоторого признака у объекта, а остальные значения говорят о его наличии, и при этом несут какую-либо дополнительную информацию.

При выполнении бинарных операций производятся преобразования по умолчанию для приведения операндов к одному и тому же типу, который потом используется как тип результата:

  1. если один из операндов имеет тип long double, другой тоже преобразуется в long double;
    • иначе, если один операнд имеет тип double, то второй операнд преобразуется к типу double;
    • иначе, если один операнд имеет тип float, то второй операнд преобразуется к типу float;
    • иначе над обоими операндами производится интегральное продвижение, а именно: значения типов char, signed char, unsigned char, short int и unsigned short int преобразуются в int, если int может представить все значения исходных типов, в противном случае они преобразуются в unsigned int; bool преобразуется в int.
  2. затем если один операнд имеет тип unsigned long, то второй операнд преобразуется к типу unsigned long;
    • иначе, если один из операндов относится к типу long int, а другой к типу unsigned int, то если long int может представить все значений типа unsigned int, unsigned int преобразуется в long int, иначе оба операнда преобразуются в unsigned long int;
    • иначе, если один операнд имеет тип long int, то второй операнд преобразуется к типу long int;
    • иначе, если один операнд имеет тип unsigned int, то второй операнд преобразуется к типу unsigned int;
    • иначе оба операнда имеют тип int.

В языке С++ нет операций преобразования между символом и кодом символа, т.к. в оперативной памяти символ и так храниться в виде его кода. Поэтому можно к переменной, хранящей символ, прибавить 1 и получить следующий символ.

5. Операции языка C++

Данная таблица описывает операции языка C++ . Операции разделены на группы, расположенные в порядке убывания приоритета операций.

Знак операции Наименование Ассоциативность
:: Разрешение области видимости Слева направо
( ) [ ] . ->
++ —
static_cast
dynamic_cast
reinterpret_cast
const_cast
Первичные
Постфиксный инкремент и декремент
Преобразование с проверкой во время компиляции
Преобразование с проверкой во время выполенения
Преобразование без проверки
Константное преобразование
Слева направо

! * &
++ —
sizeof
( )
new
delete

Унарные
Префиксный инкремент и декремент
Вычисление размера
Приведение типа
Выделение памяти
Освобождение памяти
Справа налево
.* ->* Выбор члена класса Слева направо
* / % Мультипликативные Слева направо
+ — Аддитивные Слева направо
> Сдвиг Слева направо
= Отношение Слева направо
== != Отношение Слева направо
& Поразрядное И Слева направо
^ Поразрядное исключающее ИЛИ Слева направо
| Поразрядное ИЛИ Слева направо
&& Логическое И Слева направо
|| Логическое ИЛИ Слева направо
? : Условная операция Справа налево
= *= /= %= += -= >= &= ^= |= Простое и составное присваивания Справа налево
throw Генерация исключения Слева направо
, Операция последовательного вычисления Слева направо
  • :: – операция разрешения области видимости. При повторном объявлении имени во вложенном блоке или классе предыдущие объявления оказываются скрытыми. Однако скрытое имя члена класса можно использовать, квалифицировать его именем класса при помощи операции разрешения области видимости. Скрытое глобальное имя можно использовать, если квалифицировать его унарной операцией разрешения области видимости.
  • ( ) – выражение в скобках (используется для изменения порядка вычисления) или вызов функции.
  • [ ] – индексное выражение, используется для работы с массивами.
  • . и -> – выбор элемента, используются при работе с классами, структурами и объединениями.
  • Операции static_cast (преобразование с проверкой во время компиляции), dynamic_cast (преобразование с проверкой во время выполнения), reinterpret_cast (преобразование без проверки), const_cast (константное преобразование) осуществляют различные преобразования типов. Они имеют следующий синтаксис: операция (выражение). Угловые скобки являются элементом синтаксиса. Операция static_cast осуществляет преобразование родственных типов, например, указателя на один тип к указателю на другой тип из той же иерархии классов, целый тип в перечисление или тип с плавающей точкой в интегральный. Операция reinterpret_cast управляет преобразованиями между несвязанными типами, например, целых в указатели или указателей в другие (несвязанные) указатели. Такое различие позволяет компилятору осуществлять минимальную проверку типов при использовании static_cast, а программисту – легче обнаружить опасные преобразования, представляемые reinterpret_cast. Преобразование dynamic_cast выполняется и проверяется на этапе выполнения. Преобразование const_cast аннулирует действие модификатора const.
  • – унарный минус.

– обратный код (см. лекцию 8).

  • ! – логическое отрицание.
  • * – косвенная адресация (см. лекцию 5).
  • & – адресация (см. лекцию 5).
  • Операции ++ и инкрементируют (увеличивают на 1) и декрементируют (уменьшают на 1) свой операнд. Операнд должен иметь целый, вещественный тип или быть указателем. Операции инкремента и декремента могут записываться как перед своим операндом (префиксная форма записи), так и после него (постфиксная форма записи). При префиксной форме записи операнд сначала инкрементируется или декрементируется, а затем его новое значение участвует в дальнейшем вычислении выражения, содержащего данную операцию. При постфиксной форме записи операнд инкрементируется или декрементируется лишь после того, как его старое значение участвует в вычислении выражения. Таким образом, результатом операций инкремента и декремента является либо новое, либо старое значение операнда. Например, если переменная i = 0, то выражение a [++ i ] = 1 меняет элемент a [1], а выражение a [ i ++] = 1 меняет элемент a [0]. В обоих случая переменная i получает новое значение, равное 1.
  • sizeof – вычисление размера в байтах переменной или типа.
  • Операция приведения типа записывается следующим образом: ( ) . Например, (long int)n приводит переменную n к типу long int . При преобразовании типов надо помнить, что при преобразовании между знаковыми/беззнаковыми значениями и при преобразовании от типа с большей размерностью к типу с меньшей размерностью могут возникнуть ошибки. Более безопасным способом преобразования типов является использование операций static_cast, dynamic_cast, reinterpret_cast и const_cast.
  • % – остаток от деления.
  • В языке C++ имеется одна тернарная операция – условная операция. Она имеет следующий синтаксис: ? : . Если имеет ненулевое значение, то вычисляется и результатом условной операции является его значение. Если же равен нулю, то вычисляется и результатом является его значение. В любом случае вычисляется только один из операндов, или , но не оба.
  • Простое присваивание. Операция простого присваивания обозначается знаком «=». Значение правого операнда присваивается левому операнду. Операция вырабатывает результат, который может быть далее использован в выражении. Результатом операции является присвоенное значение. Например, выражение a = b = c = 0 присваивает всем переменным значение 0, а в результате вычисления выражения a = ( b = 3) + ( c = 5) переменная c будет иметь значение 5, переменная b будет иметь значение 3, и переменная a будет иметь значение 8.
  • Составное присваивание. Операция составного присваивания состоит из простой операции присваивания, скомбинированной с какой-либо другой бинарной операцией. При составном присваивании вначале выполняется действие, специфицированное бинарной операцией, а затем результат присваивается левому операнду. Оператор n += 5 эквивалентен оператору n = n + 5, но при этом первый оператор легче для понимания и выполняется быстрее.
  • Операция последовательного вычисления «,» обычно используется для вычисления нескольких выражений в ситуациях, где по синтаксису допускается только одно выражение. Однако, запятая, разделяющая параметры функции, не является операцией последовательного вычисления.
  • Порядок вычислений подвыражений внутри выражений не определён. В частности, не стоит предполагать, что выражения вычисляются слева направо.

    int x = f(2) + g(3); // Неизвестно, какая функция вызовется первой – f() или g()

    При отсутствии ограничений на порядок вычислений можно сгенерировать более качественный код. Однако отсутствие ограничений на порядок вычислений может привести к неопределённым результатам.

    Логические операции «И» и «ИЛИ», условная операция и операция последовательного вычисления гарантируют определенный порядок вычисления своих операндов. Условная операция вычисляет сначала свой первый операнд, а затем, в зависимости от его значения, либо второй, либо третий операнд. Логические операции также обеспечивают вычисление своих операндов слева направо, причём логические операции вычисляют минимальное число операндов, необходимое для определения результата выражения. Таким образом, второй операнд выражения может вообще не вычисляться. Операция последовательного вычисления обеспечивает вычисление своих операндов по очереди, слева направо. Обратите внимание, что запятая в качестве указателя последовательности логически отличается от запятой, используемой в качестве разделителя параметров при вызове функций.

    f1(v[i], i++);
    f2((v[i], i++));
    // Два параметра
    // Один параметр

    Вызов функции f1 осуществляется с двумя параметрами v[i] и i++, и порядок вычисления параметров не определён. Расчет на определённый порядок вычисления параметров является исключительно плохим стилем и приводит к непредсказуемому поведению программы. Вызов функции f2 имеет один параметр – последовательность выражений, разделённых запятой. Порядок вычисления гарантирован, и вызов эквивалентен f2(i++). Содержание

    Илон Маск рекомендует:  Php руководство по рнр 3 0 функции регулярных выражений
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Кодинг, CSS и SQL