C++ to ogólnoprogramowy język programowania, który jest szeroko stosowany w rozwoju oprogramowania systemowego i aplikacyjnego, w tworzeniu gier, sterowników oraz aplikacji klient-serwer. Został zaprojektowany z myślą o wydajności, efektywności i elastyczności, co czyni go preferowanym wyborem dla aplikacji o wysokiej wydajności. C++ jest rozszerzeniem języka C, oferującym cechy programowania obiektowego oraz możliwości programowania generycznego, przy jednoczesnym zachowaniu efektywności programowania na niższym poziomie.
C++ został stworzony przez Bjarne Stroustrupa w Bell Labs na początku lat 80. Stroustrup rozpoczął projekt jako rozszerzenie języka C, który już cieszył się popularnością ze względu na swoją efektywność i kontrolę nad zasobami systemowymi. Celem było dodanie funkcji wspierających programowanie obiektowe (OOP), co pozwoliłoby na lepszą strukturę oprogramowania, enkapsulację danych i ponowne wykorzystanie kodu.
Pierwsza wersja C++, pierwotnie nazywana „C z klasami”, została wdrożona w 1983 roku. Wprowadziła podstawowe koncepcje programowania obiektowego, takie jak klasy i podstawowe dziedziczenie. W miarę dojrzewania języka przeszedł on kilka rewizji, co doprowadziło do wydania standardu C++98, który sformalizował język i zawierał takie funkcje jak szablony i Standardowa Biblioteka Szablonów (STL).
W latach 2000. C++ został dalej ulepszony dzięki standardowi C03, który głównie naprawił niespójności znalezione w C98. C11, wydany w 2011 roku, wprowadził znaczące funkcje, takie jak słowo kluczowe auto, pętle oparte na zakresie, wyrażenia lambda i wskaźniki inteligentne. Kolejne standardy, w tym C14, C17 i C20, wprowadziły dalsze ulepszenia, takie jak strukturalne powiązania, wsparcie dla współbieżności i ulepszone metaprogramowanie szablonów.
Dziś C++ jest popularnym językiem używanym w różnych dziedzinach, w tym w tworzeniu gier, systemach wbudowanych, obliczeniach o wysokiej wydajności i aplikacjach na dużą skalę. Jego społeczność nadal się rozwija, z ciągłymi wkładami w standardową bibliotekę, narzędzia i frameworki. Nowoczesny C++ kładzie nacisk na bezpieczniejszą, bardziej ekspresyjną i łatwiejszą w użyciu składnię, zachowując jednocześnie swoje cechy wydajnościowe.
C++ wspiera paradygmaty programowania obiektowego, umożliwiając tworzenie obiektów, które enkapsulują dane i zachowanie. Na przykład:
class Animal {
public:
void speak() {
std::cout << "Zwierzę mówi" << std::endl;
}
};
Animal dog;
dog.speak(); // Wyjście: Zwierzę mówi
Szablony C++ umożliwiają programowanie generyczne, pozwalając funkcjom i klasom działać z dowolnym typem danych:
template <typename T>
T add(T a, T b) {
return a + b;
}
int result = add(5, 10); // Działa z liczbami całkowitymi
C++ pozwala programistom definiować, jak operatory działają z typami zdefiniowanymi przez użytkownika, co zwiększa czytelność kodu:
class Point {
public:
int x, y;
Point operator+(const Point& other) {
return Point{x + other.x, y + other.y};
}
};
Point p1{1, 2}, p2{3, 4};
Point p3 = p1 + p2; // Używa przeciążonego operatora +
C++ zapewnia wbudowane wsparcie dla obsługi wyjątków, umożliwiając programistom płynne zarządzanie błędami:
try {
throw std::runtime_error("Wystąpił błąd");
} catch (const std::exception& e) {
std::cout << e.what() << std::endl; // Wyjście: Wystąpił błąd
}
C++ zawiera STL, oferującą przydatne struktury danych i algorytmy:
#include <vector>
#include <algorithm>
std::vector<int> numbers = {1, 2, 3};
std::sort(numbers.begin(), numbers.end()); // Sortuje wektor
C++ stosuje RAII, automatycznie zarządzając alokacją i dealokacją zasobów:
class Resource {
public:
Resource() { /* alokacja zasobów */ }
~Resource() { /* zwolnienie zasobów */ }
};
void function() {
Resource res; // Zasoby są czyszczone, gdy res wychodzi z zakresu
}
Słowo kluczowe constexpr pozwala na ocenę wyrażeń w czasie kompilacji, poprawiając wydajność:
constexpr int square(int x) {
return x * x;
}
int result = square(5); // Oceniane w czasie kompilacji
C++11 wprowadził wskaźniki inteligentne do automatycznego zarządzania pamięcią, redukując wycieki pamięci:
#include <memory>
std::unique_ptr<int> ptr(new int(42)); // Automatycznie usuwany po wyjściu z zakresu
Funkcje anonimowe, znane jako wyrażenia lambda, zwiększają zwięzłość i czytelność kodu:
auto sum = [](int a, int b) { return a + b; };
int result = sum(3, 4); // result to 7
C++11 wprowadził udogodnienia dla wielowątkowości, umożliwiając programowanie współbieżne:
#include <thread>
void threadFunction() {
std::cout << "Wątek działa" << std::endl;
}
std::thread t(threadFunction);
t.join(); // Czeka na zakończenie wątku
C++ jest głównie kompilowany. Popularne kompilatory to:
C++ można rozwijać w różnych zintegrowanych środowiskach programistycznych (IDE):
Projekty w C++ są zazwyczaj budowane przy użyciu systemów budowania, takich jak Makefile, CMake lub zintegrowane narzędzia w IDE. Na przykład, prosty plik CMakeLists.txt wyglądałby tak:
cmake_minimum_required(VERSION 3.0)
project(MyProject)
add_executable(MyExecutable main.cpp)
C++ jest wykorzystywany w szerokim zakresie aplikacji:
C++ ma relacje i porównania z kilkoma językami programowania:
Tłumaczenie C++ na inne języki lub odwrotnie zazwyczaj wymaga starannego rozważenia cech takich jak zarządzanie pamięcią, obsługa wyjątków i szablony.
Pracując z tymi narzędziami, ważne jest, aby zweryfikować przetłumaczony kod pod kątem dokładności, wydajności i zachowania logiki oryginalnego kodu.