Язык программирования с

Язык Си

Все, что нужно знать для изучения Си — одного из старейших языков программирования — и его тонкостей.

Для чего хорош Си?

Язык Си обычно используется в довольно сложных задачах. В каких? Отобрали для вас самые популярные области применения Си.

Должен ли «настоящий» программист знать язык Си — отвечают эксперты

Си — обязательный язык для каждого разработчика или пережиток прошлого? Узнаём у экспертов, нужно ли всем программистам учить этот язык.

Вакансии, где нужны знания по теме «Язык Си»

Видеокурс для изучения языка Си с нуля

Курс подробно объясняет основы языка Си, включая функции, структуры, массивы, циклы, арифметические, логические операции и операции сравнения.

Фичи Rust, которых не хватает в C

Федерико Мена-Кинтеро, один из основателей GNOME, рассказывает, какие у языка C есть недостатки, что плохого в языке C относительно Rust, и объясняет, почему считает C очень и очень примитивным языком для современного ПО.

События и курсы

Макросы в Си: как, когда и зачем?

Чем макросы в Си лучше функций и наоборот: лучшие практики использования макросов, подводные камни и скрытые возможности.

Интересные проекты: математическая C-библиотека для разработки видеоигр

Проект MATHC — коллекция объектов для разработки 2D- и 3D- игр.

Интересные проекты: рендеринг изображений ASCII-символами

Однофайловая библиотека C/C++, которая позволяет преобразовывать изображение или видеокадр в печатные символы ASCII в режиме реального времени.

Интересные проекты: облачная файловая система pingfs

Где мои данные? Не могу сказать. Но они существуют? Надеюсь. Обзор «по-настоящему облачной» файловой системы pingfs.

Статический анализ кода: обзор инструмента OCLint

OCLint — это инструмент для статического анализа кода, написанного на С, С++ и Objective-C.

Курс «Углубленное программирование на C/С++»

Русскоязычный курс проекта «Технопарк Mail.Ru Group», посвященный продвинутым аспектам программирования на языках C/C++. Курс записан в 2014 году, лектор — Алексей Петров.

Курс «Основы программирования встраиваемых систем»

Русскоязычный курс, открывающий своим слушателям удивительный мир микроконтроллеров. Среди окружающих нас приборов все сложнее встретить такие, в которых их нет. Часы и светофоры, системы освещения, электронные игрушки и роботы, телевизоры…

«Шелл» на С: пишем командную оболочку для Unix

Многие считают, что сделать программу, которой будут пользоваться миллионы, очень трудно. Однако за любым, даже самым сложным, продуктом всегда стоит простая идея. Одним из них является командная оболочка, или «шелл». В этой статье мы расскажем, как написать упрощенную командную оболочку Unix на C.

Проект не для начинающих: пишем свой текстовый редактор с поиском и подсветкой синтаксиса на C

Предлагаем вашему вниманию серию англоязычных статей, в которой подробно разбирается процесс разработки собственного текстового редактора на языке C.

Графический интерфейс для GDB: обзор инструмента gdbgui

Современный браузерный интерфейс GDB (отладчик GNU) для языков C, C++, Go и Rust. Можно добавлять контрольные точки, просматривать трассировку стека и многое другое. Для этого нужно просто запустить gdbgui из терминала, и в браузере откроется новая…

Компилятор Си в одну инструкцию: обзор инструмента M/o/Vfuscator

M/o/Vfuscator компилирует программы в инструкции mov, и только в них. Инструмент ориентирован на язык Си и архитектуру процессора x86, но адаптивен и легко настраивается под другие языки и архитектуры.

Книги по языку Си для начинающих и не только

Язык Си — это очень мощный язык программирования, и к тому же один из самых популярных. Мы собрали подборку бесплатных книг для его изучения.

Зачем и как эффективно учить язык программирования Си: исчерпывающая подборка ресурсов для освоения

Многим кажется, что язык Си уже устарел. Однако, хоть Си редко встретишь в промышленном программировании, его существованием пронизано в IT буквально все.

Лучшие проекты, в которых стоит поучаствовать, чтобы примкнуть к Open Source движению и развить свои навыки. Часть третья. C, C++

Если вы интересуетесь жизнью Open Source сообщества и хотите к нему присоединиться, то эта серия подборок (которую мы продолжаем пополнять) придётся вам как нельзя кстати, ведь в ней собраны лучшие проекты…

Разбираемся в сложных объявлениях Си

Рассказывает Брайан Барто Выше вы можете увидеть список объявлений на языке Си. Совсем недавно я не мог сказать, что они означают. Теперь же я могу вполне уверенно объяснить их, изучив правила…

9 интересных трюков на Си, с которыми вы раньше не сталкивались

В этой статье мы рассмотрим несколько редких приёмов языка Си. О некоторых из них я раньше не слышал, и вы, скорее всего, тоже. Если ваш преподаватель или коллега хвастаются знанием…

Руководство по созданию ядра для x86-системы. Часть 2. Система ввода / вывода

Рассказывает Arjun Sreedharan В прошлой статье я писал о том, как создать простейшее x86-ядро, использующее GRUB, работающее в защищённом режиме и выводящее на экран строку. В этот раз мы подключим к ядру драйвер…

Два способа использования одноэлементных структур в Cи с пользой

В структурах языка Си очень много странностей, но, по большей части, они предсказуемы, полезны и понятны. Для тех, кто не знаком с Cи: структуры представляют собой наборы данных. Примером их…

Руководство по созданию ядра для x86-системы. Часть 1. Просто ядро

Рассказывает Arjun Sreedharan Давайте напишем простое ядро, которое можно загрузить при помощи бутлоадера GRUB x86-системы. Это ядро будет отображать сообщение на экране и ждать. …

Совершенно правдивая история о настоящем программисте, никогда не изучавшем Си

Рассказывает Уилл Шипли Мой юный друг Сэм – настоящий гений от программирования. Сэм знает Си! Впрочем, нужно сразу сделать пояснение: он еще не дипломированный специалист.

О пользе статического анализатора кода при написании программ

Многие программисты при написании кода совершают ошибки, и каким бы по размеру ни был проект, от незнания особенностей той или иной функции и невнимательности не застрахован никто. Для таких случаев…

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.

Общие сведения о языке программирования С++

Что такое язык программирования?

Язык программирования — формальный язык, предназначенный для записи компьютерных программ. Язык программирования определяет набор лексических, синтаксических и семантических правил, определяющих внешний вид программы и действия, которые выполнит исполнитель (обычно — ЭВМ) под её управлением.
Программой называют алгоритм составленный на языке исполнителя. Далее под исполнителем мы будем понимать ЭВМ* (электронно-вычислительную машину).

Язык программирования (формальный язык) отличается от естественных языков тем, что предназначен для управления ЭВМ, в то время как естественные языки используются, для общения людей между собой. Большинство языков программирования использует специальные конструкции для определения и манипулирования структурами данных и управления процессом вычислений.
Со времени создания первых программируемых машин человечество придумало более восьми тысяч языков программирования (включая эзотерические, визуальные и игрушечные). Каждый год их число увеличивается. Некоторыми языками умеет пользоваться только небольшое число их собственных разработчиков, другие становятся известны миллионам людей. Профессиональные программисты могут владеть десятком и более разных языков программирования. (Подробнее)

Язык программирования С++

C++ (читается си-плюс-плюс) — компилируемый, статически типизированный язык программирования общего назначения, на котором можно создавать программы любого уровня сложности.
Более 20 лет этот язык находится в тройке самых популярных и востребованных языков программирования. (В этом можно убедиться, посетив сайт TIOBE).
Язык возник в начале 1980-х годов, когда сотрудник фирмы Bell Labs Бьёрн Страуструп придумал ряд усовершенствований к языку C под собственные нужды.

Bjarne Stroustrup – создатель языка C++

Страуструп решил дополнить язык C возможностями, имеющимися в языке Симула. Язык C, будучи базовым языком системы UNIX, на которой работали компьютеры Bell, является быстрым, многофункциональным и переносимым. Страуструп добавил к нему возможность работы с классами и объектами. В результате практические задачи моделирования оказались доступными для решения как с точки зрения времени разработки (благодаря использованию Симула-подобных классов), так и с точки зрения времени вычислений (благодаря быстродействию C).
Вот как об этом говорит сам разработчик языка:

В 1998 году был опубликован первый стандарт языка, известный как C++98, разработанный комитетом по стандартизации. C++ продолжает развиваться, чтобы отвечать современным требованиям. Одна из групп, разрабатывающих язык C++ и направляющих комитету по стандартизации C++ предложения по его улучшению — это Boost, которая занимается, в том числе, совершенствованием возможностей языка путём добавления в него особенностей метапрограммирования. Последний стандарт вышел в 2017 году и носит наименование С++17. Следующий стандарт не заставит себя долго ждать и появится, как ожидают, в 2020 году.
Никто не обладает правами на язык C++, он является свободным. В марте 2016 года в России была создана рабочая группа РГ21 С++. Группа была организована для сбора предложений к стандарту C++, отправки их в комитет и защиты на общих собраниях Международной организации по стандартизации.
С++ – это мультипарадигмальный язык (от слова парадигма – стиль написания компьютерных программ), включающий широкий спектр различных стилей и технологий программирования. Часто его причисляют к объектно-ориентированным языкам, но, строго говоря, это не так. В процессе работы разработчик получает абсолютную свободу в выборе инструментов для того, чтобы задача, решаемая с помощью того или иного подхода, была решена максимально эффективно. Иными словами, С++ не понуждает программиста придерживаться только одного стиля разработки программы (например, объектно-ориентированного).
Синтаксис C++ унаследован от языка C. Одним из принципов разработки было сохранение совместимости с C. Тем не менее, C++ не является в строгом смысле надмножеством C. Со временем, практическая совместимость между языками C и C++ постепенно будет утрачиваться, так как языки разрабатывают разные группы по стандартизации, не взаимодействующие друг с другом.
C++ повлиял на многие языки программирования, в их числе: Java, C#, D.
C++ имеет богатую стандартную библиотеку, которая включает в себя распространённые контейнеры и алгоритмы, ввод-вывод, регулярные выражения, поддержку многопоточности и другие возможности. (Подробнее)
За время своего существования за языком С++ закрепились устойчивые мифы, которые легко опровергаются (см. здесь: Часть1 и Часть2)

Алфавит языка (п. 3.1.1)

Алфавит языка C++ составляют символы включенные в 7-битную кодировку ISO 646/ECMA-6:
space, ! , » , % , & , ( , ) , * , + , — , . , / , 0..9 , : , ; , , = , > , ? , A..Z , _ , a..z .
Тем не менее, часть символов, используемых в алфавите C++, не входит в кодовую базу этой кодировки: < , >, [ , ] , # , , ^ , | ,

Лексема

Символы алфавита образуют лексемы. Лексема (token) – это минимальная единица языка, имеющая самостоятельный смысл. Лексемы – формируют базовый словарь языка, понятный компилятору. Всего существует пять видов лексем:

• Ключевые слова (keywords)
• Идентификаторы (identifiers)
• Литералы (literals)
• Операции (operators)
• Знаки пунктуации (разделители, punctuators)

Ключевые слова

Ключевые слова (уч. – служебные слова) – это лексемы специального назначения. Они зарезервированы, использовать их в качестве идентификаторов (имен объектов программы) запрещено. Список ключевых слов см. в методичке (Таблица 3).

Идентификаторы

Идентификатор – это имя программного объекта: переменной, константы, массива, функции, класса и т. п. В идентификаторах могут использоваться латинские буквы, цифры и знак нижнего подчеркивания ( _ ). В C++ различаются строчные и прописные буквы (т. е. имена регистро-зависимы), так: Name, name и NAME – это разные идентификаторы. Правила использования идентификаторов:

1. можно использовать латинские символы: A..Z, a..z;
2. можно использовать арабские цифры: 0..9 и символ нижнего подчеркивания, но не в начале;
3. пробелы в имени не допускаются;
4. не рекомендуется начинать с нижнего подчеркивания или с двух нижних подчеркиваний и заглавной буквы, например: _S (такие идентификаторы имеют специальное назначение);
5. двойное подчеркивание используется только для служебных целей to__boo
6. не допускается использования ключевых слов;
7. необходимо воздерживаться от использования ключевых слов, как части имени, например: for_and_if (за исключением наименования типов)

При составлении имен желательно придерживаться какого-либо стиля, например, стиля CamelCase : имена пишутся слитно, каждое слово, описывающее назначение идентификатора, пишется с заглавной буквы. Этот стиль используется в двух вариантах: UpperCamelCase и lowerCamelCase . Первый используется для именования классов, второй для прочего: переменных, методов и т.п.

Литералы

Литералы, иначе константы – это неизменяемые величины. Примеры различных констант:

Целые

0 , -1 , 10000
По умолчанию целочисленные лексемы имеют тип int .
Представление целых литералов в различных системах счисления:
Двоичной: 0b1010 , 0B111100111
Восьмеричной: 01 , 020 , 07155
Шестнадцатеричной: 0xA , 0x1B8 , 0X00FF

Действительные

С фиксированной точкой: 5.7 , .001 , -35. , 0.0
С плавающей точкой (экспоненциальный): -0.2E6 , .11e-3 , 5E10 , 2.e-10
По умолчанию они имеют тип double .

Символьные

Один или два символа заключенные в апострофы: ‘S’ , ‘щ’ , ‘t’ , ‘12’ , ‘x07x07’ , ‘db’

Escape-последовательности

Escape-последовательности (или управляющие последовательности) используются для описания определённых специальных символов внутри строковых литералов, то есть внутри ограничителей «» . Полный список приведен в методичке (Таб. 12). Вот некоторые из них:
n – новая строка
t – горизонтальная табуляция
v – вертикальная табуляция
– нулевой символ
Например: «Ветер на море гуляетnИ кораблик подгоняет;nОн бежит себе в волнахnНа раздутых парусах.»

Строковые

Последовательность символов, заключенные в кавычки:
«Hello world!» , «Здесь был Вася :-))»
В стандарте C++17 символьные литералы представлены в единой кодировке UTF-8.

Прочие

Булевские (логические): false , true
и другие, с которыми мы познакомимся позднее.
В заключение добавим, что целые, действительные и строковые литералы используют специальные суффиксы, приказывающие компилятору изменить представление типов данных (используемых по умолчанию), примеры использования суффиксов мы покажем во время более близкого знакомства с типами данных.

Комментарии

Комментарии служат для описания и документирования исходного кода. В C++ применяются два вида комментариев: многострочный и однострочный. Например:

В комментариях можно использовать любые, доступные в среде, символы – компилятор игнорирует содержимое закомментированного блока или строки.

Типы данных (п. 3.1.2)

Описание фундаментальных (уч. – простых) типов см. в методичке (Таблицы 6, 7 и 8).

Структура программы на языке C++

Для составления программы необходимо создать текстовый файл с именем main.cpp (он создается автоматически, если вы создаете проект в интегрированной среде программирования Code::Blocks). Минимальное содержимое этого файла должно быть следующим:
Программа 8.1.1

В С++ main() называется главной функцией программы. В ней осуществляется реализация основного алгоритма программы: вызовы функций, обращения к объектам библиотечных и пользовательских классов, инициализация, ввод и вывод данных, взаимодействие с операционной системой.
После компиляции и запуска этой программы появится консольное окно содержащее только служебную информацию от среды разработки. Поскольку в теле главной функции не реализован какой-либо алгоритм, то и программа не выводит никаких полезных данных. Чтобы в консольном окне появился, например, текст приветствия, программу необходимо дополнить следующими инструкциями и директивами:
Программа 8.1.2

Для вывода строки нам потребуется включить (с помощью директивы #include ) библиотечный класс iostream , содержащий функции ввода/вывода. Исторически так сложилось, что библиотечный класс ввода/вывода автоматически не включается в программу. Для вывода символьной строки необходимо использовать объект потока cout и операцию вставки “ ” (два символа “меньше”, следующих друг за другом, без пробела). Символьная строка должна быть заключена в двойные кавычки. Завершает вывод данных манипулятор endl (end line – конец строки). Заканчивается программа инструкцией return (возврат значения). Инструкция return является необязательной (поскольку программа, в случае её отсутствия, будет возвращать значения операционной системе не явно). Но мы возьмем за хороший навык всегда использовать эту инструкцию в конце программы. Возвращаемое значение – 0 (признак успешного завершения). Обратите внимание, что любая инструкция (предложение языка) в C++ должно заканчиваться точкой с запятой.
Объявление

говорит о том, что мы будем использовать пространство имен стандартной библиотеки (STD). Это позволит сделать код более лаконичным. В противном случае, строка 5 выглядела бы следующим образом:

Операция присваивания (п. 3.4.1)

Для операции присваивания в C++ используется символ ‘=’

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 .

Модель языка Си

Чтобы эффективно использовать язык программирования нужно хорошо представлять его модель, то есть основной принцип построения программы. Теоретически можно на любом языке использовать любую модель, но в этом случае программировать будет сложно, так как язык не будет помогать в этом.

Поэтому разберемся с моделью языка Си:

• Для чего язык Си был разработан?
• Как выглядит программа с точки зрения языка Си?
• Какие практические советы из этого следуют?

1. Цель создания языка C

Деннис Ритчи разработал язык C для решения двух задач:

1. Язык должен как можно более эффективно транслироваться в машинные коды, для обеспечения максимальной производительности.
2. Язык должен быть максимально переносимым на любые платформы.

Обе поставленные задачи были полностью решены. В 1972 году появился первый вариант языка C.

В настоящее время язык С является языком, который обеспечивает максимальную производительность программы. При необходимости программист может использовать в теле программы язык ассемблера, что позволяет добиться максимально возможной производительности в критических местах программы.

Также язык С в настоящее время реализован практических на всех компьютерных платформах и операционных системах.

Какую же модель языка выбрал Деннис Ритчи?

2. Модель С

С точки зрения языка С программа — это суперфункция. Она может содержать неограниченное число вложенных функций.

В этом язык С отличается, например, от языка C++, в котором программа представляет собой суперкласс, от которого наследуются остальные классы.

3. Модель функции в языке С

Как же устроена функция? Для программиста функция — это черный ящик, который на входе берет аргументы функции, а на выходе возвращает результат.

Для программиста совершенно неважно, что происходит внутри функции. Так как аргументы передаются функции по значению, то они во время работы функции поменяться не могут.

Поэтому все, что должен знать программист — это интерфейс функции, то есть описания типов передаваемых и возвращаемого значения.

Отсюда следует важный принцип языка С — принцип изоляции кода.

4. Изоляция кода в языке C

Изоляция кода — это такой принцип построения программы, который предполагает, что между фрагментами программы нет скрытых связей.

Например, предположим, что программист Иванов вызывал функцию, которую написал программист Петров. При этом и у Иванова, и у Петрова есть переменная с именем X. Она же используется в качестве аргумента функции.

Если бы данные передавались по ссылке, то после вызова функции переменная X у Иванова непредсказуемо изменила бы свое значение. В результате ошибку было бы очень трудно найти.

Для исключения подобных ситуаций в языке С предусмотрено несколько видов защиты:

• Передача по значению.
• Области видимости переменных.
• Директивы условной компиляции и т.д.

Поэтому при разработке больших программных комплексов, где участвуют множество разработчиков обязательно должны быть соглашения, которые полностью поддерживают принципы изоляции кода.

5. Избыточность языка С

Популярность языка С привела к тому, что все больше разработчиков стали использовать этот язык. В язык стали добавляться все новые конструкции. Язык распухал и становился все более и более громоздким.

В конце концов в язык было добавлено также программирование с классами, но к счастью, это уже было выделено в самостоятельный диалект языка C, который получил название C++.

В языке C++ другая модель языка и другой подход к программированию, который получил название объектно-ориентированное программирование (ООП).

Но все равно в язык С добавили столько возможностей, что это привело к тому, что в настоящее время язык С — это один из наиболее больших и громоздких языков. Это сильно повышает порог вхождения для начинающих.

К счастью, 90% возможностей языка Си избыточны и вам никогда не понадобятся.

Например, есть громадная таблица приоритетов операторов C.

Но нет никакого смысла ни знать про эту таблицу, ни в разбираться в ней. Я специально сделал ее очень маленькой, потому что вся информация в этой таблице абсолютно лишняя.

Для правильного использования приоритетов нужно всего лишь расставить скобки. И все!

Компилятор будет следовать вашим скобкам, а не этой таблице.

Хотя во многих учебниках рекомендуется выучить эту таблицу наизусть, чтобы сократить число скобок.

А теперь представьте ситуацию: вы вызубрили эту таблицу, написали выражение без единой скобки, а потом смотрите на это выражение через пару лет и пытаетесь в нем разобраться.

Вам захочется сказать: «Зачем я вообще этим занимался?!»

Большинство возможностей языка С похожи на эту таблицу: большие, страшные и бесполезные.

6. Командная разработка с помощью C

Язык С изначально создавался для разработки больших программных комплексов, поэтому в язык уже встроены средства организации командной работы. Это функционал заголовочных файлов (.h).

Для чего они нужны?

Если к разработке приступает команда разработчиков, то необходимо с самого начала дать каждому программисту фронт работ. Но возникает серьезная проблема: если функция, которую пишет Иванов, требуется Петрову, то Петров будет сидеть и ждать, пока Иванов ее напишет.

Тут на помощь приходит изоляция кода. Для начала работы Иванову нужно только записать интерфейс будущей функции в заголовочном файле. А реализацию функции сделать пока пустой. Это называется «поставить заглушку».

Так как в С имеет значение только вход и выход, то Петров может тут же приступать к работе и вызывать функцию Иванова. Таким образом вся команда может приступать к работе незамедлительно.

Каркас будущей программы можно создать очень быстро, а потом постепенно реализовать весь функционал.

7. Иерархия структур данных в С

Иерархия структур данных — это одна из самых мощных возможностей языка C. В языке С можно с легкостью создавать любые, сколько угодно сложные структуры данных.

К сожалению, произошла путаница в терминологии. Раньше программными объектами назывались любые конструкции в языке программирования. Но с появлением языка C++ стали называть объектами экземпляры классов.

Хотя в языке С объектами изначально назывались структуры данных.

Поэтому для избежания путаницы будем называть эти структуры объектами данных.

Рассмотрим фрагмент иерархии объектов данных библиотеки GTK+

Как вы видите весь оконный интерфейс представлен в виде иерархии объектов данных, что позволяет легко и быстро работать как с любым конечным объектом, так и с любым вышестоящим объектом.

Подобная иерархия реализована в библиотеке Win32API для программирования под Windows, и во многих других программных системах.

8. Сильное абстрагирование в С

Функциональный принцип в сочетании с иерархией структур данных позволяет очень быстро создавать любые абстракции. Именно поэтому на языке С написаны множество других языков программирования.

В качестве основного инструмента абстрагирования в языке С применяются библиотеки. Например, в самом языке нет команд работы с графикой. Но программист может подключить любую графическую библиотеку (например, Cairo) и обращаться к ее функциям и объектам данных, так же легко, как и к любым функциям и структурам данных, написанных на языке C.

Уровень абстракции ничем не ограничен. Так, если программисту нужно написать оконный интерфейс для Windows, то достаточно добавить строчку: