Язык программирования си что это

Языки C и C++. Где их используют и зачем?

Сфера применения C и C++ на удивление широка. Даже в сегодняшнем мире, несмотря на всё многообразие современных надёжных инструментов, эти два языка программирования остаются незаменимыми. Давайте же выясним, какие популярные приложения написаны на этих языках и зачем нам использовать их сегодня.

Когда и зачем используются C и C++ ?

1. Операционные системы

Язык C первоначально создавался для системного программирования, поэтому не удивительно, что его так активно применяют при создании операционных систем и программного обеспечения.

Быстрый и энергоэффективный, он достаточно близок к аппаратному слою, что позволяет работать с кодом низкого уровня.

Вот почему он идеален для разработки операционных систем.

Любая операционная система в первую очередь должна быстро запускаться и эффективно управлять системными ресурсами. Например, Linux, Microsoft Windows, Mac OS полностью написаны на языке C, а Android и iOS — частично.

Разработчик на языке C может реализовывать все структуры данных самостоятельно, производя тонкую настройку мельчайших деталей операционной системы. Такая высокая гибкость — весомый аргумент в пользу языка.

В отличие от других языков программирования, язык C не имеет зависимостей времени исполнения. Это означает, что программа может выполняться силами аппаратных средств без участия менеджера памяти, входного или выходного слоя.

2. Программирование встроенных систем

Язык программирования C просто необходим при проектировании встроенных систем.

Главным образом из-за высокой производительности и простоты использования. Язык C очень экономичен в потреблении ресурсов системы, благодаря чему программа выполняется быстро. В результате встроенные системы работают в реальном времени без замедления.

Ещё важнее здесь — код на C, будучи платформенно-независимым, не связан с каким-либо конкретным микропроцессором или системой. Так что встроенную программу можно скомпилировать в разных устройствах и платформах с незначительными изменениями или вовсе без них.

Вот почему беспилотные автомобили, умные часы, сенсоры и устройства, использующие технологию Интернета вещей (например, кофемашины), имеют встроенное ПО, целиком написанное на C или C++. В связанных системах C позволяет работать непосредственно с ресурсами памяти и править любую часть кода.

3. Разработка игр и игрового движка

Производительность крайне важна для игры, поэтому выбор языка программирования здесь ограничен.

Являясь самым быстрым на сегодняшний день языком программирования, С++ оказывается одним из лучших для игр в 3D, многопользовательских и других.

Например, Counter-Strike, StarCraft: Brood War, Diablo I, World of Warcraft — все эти игры написаны на C++. Не говоря уже о консолях Xbox и PlayStation, в основе которых лежит программирование C++.

В ядре игрового движка Unity — самого популярного движка для создания видеоигр под несколько операционных систем одновременно — также использовался C++.

Средства разработки C++ могут совладать даже с самой сложной игровой графикой. Они позволяют оптимизировать и регулировать то, как именно будут использоваться ресурсы памяти и структуры данных в игре.

4. Разработка настольных и кроссплатформенных приложений

C++ также можно использовать для создания настольных приложений. Всё благодаря превосходным кроссплатформенным средствам разработки (иногда называемым фреймворками), таким как Qt. Оно позволяет нацелиться на Windows, Linux, macOS, Android и встроенные системы — все c единой кодовой базой. Так что разработка приложений с помощью Qt оказывается отличным решением для тех, кто хочет сэкономить на времени и стоимости программирования.

Стоит упомянуть и о библиотеке SDL, нашпигованной функциями, позволяющими создавать приложения одновременно для Windows, Linux, Android, MacOS и iOS.

Кстати, Photoshop, Illustrator и Adobe Premiere целиком написаны на C++.

Какие ещё есть приложения?

В Facebook перевели часть кода из PHP на язык C++, чтобы сократить затраты электроэнергии в расчёте на одного пользователя. Возможно, облачные системы хранения, базы данных, драйверы устройств и другие виды ПО тоже используют C++.

Сюда также можно отнести банковские и другие приложения, обладающие высокой степенью многопоточности и низким периодом ожидания. Словом — всё, что должно работать быстро и без проблем.

Выводы

Принимая во внимание всё вышесказанное, будем считать, что языки C/C++ вполне годятся для:

1. разработки операционных систем,
2. программирования встроенных систем,
3. разработки игр,
4. разработки баз данных,
5. разработки настольных и кроссплатформенных приложений (с помощью средств C++).

Также можно отметить, что в проектах, имеющих дело со сложными типами данных, разработка ПО с использованием C++ предотвращает перегрузку данными и похожие проблемы.

Так что, если вы спросите:

Почему мы до сих пор используем C/C++?

Есть короткий ответ: C и C++ гибкие, очень быстрые и эффективные. К тому же они ближе к машинному коду, чем любой другой язык программирования. Именно поэтому в некоторых случаях эти языки просто незаменимы.

Так что наш прогноз таков: в ближайшем будущем язык C не сойдёт с технологической арены. Особенно по причине роста количества устройств, поддерживающих технологию Интернета вещей, а эти устройства крепко завязаны на управлении машинным кодом и памятью.

А вы уже в предвкушении будущего?

Возможно Вам также будет интересно:

Почему языки C, C++, C# так называются?

На фоне таких названий языков программирования, как Prolog, Pascal, Python названия из одной буквы или буквы со знаками выглядят странно. Но в них есть свой смысл. В этой статье мы узнаем, как эти языки получили свои названия.

1. C это следующая буква после B

В 1969 в компании Bell Labs Кен Томпсон и Деннис Ритчи решили написать язык B, чтобы улучшать операционную систему UNIX.

Кен Томпсон

Изначально ОС UNIX была написана на ассемблере, что сильно замедляло ее доработку.

Деннис Ритчи

Дальше произошла история, которую некоторые считают легендой. Сотрудники Bell Labs Брайан Керниган и Деннис Ритчи любили одну компьютерную игру. Но она запускалась на сервере. Они решили перенести эту игру на компьютер, который стоял у них в офисе. Попытка перенести игру кончилась неудачей, так как операционная система была написана на ассемблере и машинные коды компьютеров не совпадали.

Брайан Керниган

Тогда им пришло в голову, что нужно написать операционную систему на языке более высокого уровня. За основу взяли язык B и назвали новый язык New B. Но это было неудобно и поэтому позже переименовали этот язык в язык C, взяв следующую букву алфавита.

В 1973 язык С уже стал достаточно развит и на нем переписали операционную систему UNIX. С того момента язык С становится основным языком системного программирования.

2. C плюс единичка

В конце 67-х годов появился язык Simula 67, в котором были впервые сформулированы принципы объектно-ориентированного программирования. В 1980 году сотрудник всё той же компании фирмы Bell Labs Бьёрн Страуструп писал на языке Simula программу моделирования телефонных вызовов. Но Simula очень медленно работал. В то время как язык С был намного быстрее.

Бьёрн Страуструп

Тогда Страуструп решил добавить принципы ООП в язык C. Получившийся язык сначала был назван «C with classes» («Си с классами»). Название «С++» придумал Рик Мэсчитти. В название использован оператор «++», что на языке С означает добавить единичку. То есть к множеству возможностей C добавлена еще одна.

При этом в самом начале этот язык не имел собственного компилятора. Сначала текст программы обрабатывался препроцессором, а потом передавался компилятору C.

Первый коммерческий выпуск язык C++ состоялся в октябре 1985 года.

3. C плюс половинка

В 2000 году компания Microsoft подготовила инструментарий для разработки приложений – платформу .NET. Одним из компонентов этой платформы стала технология активных серверных страниц ASP.NET (Active Server Page). Она была написана на языке C#. Читается С Sharp (от англ. sharp — диез). Или на программистском сленге — «Си диез».

Авторами языка программирования C# стали четыре человека. Руководил группой Андерс Хейльсберг, который до этого разработал Turbo Pascal и Delphi.

Андерс Хейлсберг

Возможности C# копируют возможности языка Java, который был выпущен в 1995 году и стал очень популярным.

Основное отличие между C# и другими языками программирования, особенно Java, заключается в том, что мы постарались остаться как можно ближе к С++

Ключевым отличием от C++ (как и в языке Java) стало следующее изменение. Так как в C++ есть множественное наследование, которое приводит к проблеме «Алмаз смерти«, то в C# множественное наследование было убрано. Таким образом, к языку С добавлена уже не единичка, а половинка. В музыке знак # (диез) как раз и означает означает повышение звука на полтона.

Но есть и другая трактовка. Если присмотреться, то диез состоит из четырех маленьких плюсиков. Поэтому C# — это сокращенное название C++++.

После появления этих вариантов языка C каждый из языков стал развиваться самостоятельно. Но популярности С клоны так и не достигли. Это можно посмотреть в рейтингах языков программирования.

4. Существует ли язык C минус единичка?

Да, существует. Только сейчас он по-другому называется. С названием у этого языка вообще не задалось.

В 1992 году компания Nombas начала разработку встраиваемого скриптового языка Cmm (Си-минус-минус). Этот язык потом был переименован в ScriptEase. В апреле 1995 года Брендан Эйх доработал этот язык и назвал его Mocha.

Брендан Эйх

Затем этот язык переименовали в LiveScript, а в декабре 1995 этот язык получили свое окончательное название — JavaScript.

Для чего нужен язык C#

Вы навер­ня­ка слы­ша­ли о язы­ках про­грам­ми­ро­ва­ния, кото­рые начи­на­ют­ся на «Си»: про­сто «Си», «Си плюс плюс» и «Си шарп». Сей­час хоро­шее вре­мя, что­бы разо­брать­ся, что к чему.

Главное

• C# — язык про­грам­ми­ро­ва­ния, кото­рый ком­па­ния Мик­ро­софт изна­чаль­но дела­ла для сво­их про­ек­тов.
• Назва­ние чита­ет­ся как «си-шарп».
• Мно­гие дума­ют, что это отдель­ная вер­сия язы­ка С, но на самом деле нет. В C# дей­стви­тель­но есть мно­го кон­струк­ций, похо­жих на С и С++, но точ­но так же в нём мож­но най­ти эле­мен­ты Пас­ка­ля и Java. Это не раз­ви­тие линей­ки С, а новый язык, создан­ный с нуля.
• C# — объектно-ориентированный язык, а зна­чит, вся тео­рия про клас­сы, объ­ек­ты и насле­до­ва­ния рабо­та­ет и в нём, но с неко­то­ры­ми ого­вор­ка­ми.
• Спрос на про­грам­ми­стов C# не шкваль­ный, этот язык слож­но назвать мод­ным в 2020 году. Но на нём мож­но делать всё, что нуж­но в 2020-м: от игр и при­ло­же­ний до веб-сервисов.
• Осо­бен­но хоро­шо он соче­та­ет­ся с эко­си­сте­мой Microsoft.

Игры на DirectX

DirectX — набор ком­по­нен­тов, кото­рые исполь­зу­ют­ся для про­грам­ми­ро­ва­ния трёх­мер­ной гра­фи­ки и рабо­ты со зву­ком и видео. С помо­щью C# мож­но лег­ко под­клю­чить­ся к DirectX и напи­сать свой трёх­мер­ный шутер или любую дру­гую игру. Тех­ни­че­ски это выгля­дит так: C# отве­ча­ет за логи­ку и пове­де­ние игры, а DirectX — за гра­фи­ку и зву­ко­вое сопро­вож­де­ние.

Игры на Unity

Unity — это дви­жок для созда­ния дву­мер­ных и трёх­мер­ных игр. Он берёт на себя физи­ку, гра­фи­ку и мно­гие слу­жеб­ные шту­ки, что­бы вы мог­ли сосре­до­то­чить­ся на кон­тен­те и сце­на­рии игры. Всё бы хоро­шо, но без про­грам­ми­ро­ва­ния в Unity всё рав­но не полу­чит­ся, и быва­лые раз­ра­бот­чи­ки реко­мен­ду­ют для Unity выби­рать имен­но C#. Есть и дру­гие вари­ан­ты, напри­мер, соб­ствен­ный язык UnityScript или JavaScript.

Машинное обучение

Так как C# — это про­ект Мик­ро­соф­та, то у него всё в поряд­ке с под­держ­кой и с биб­лио­те­ка­ми. В мире C# биб­лио­те­ки есть прак­ти­че­ски для все­го, в том чис­ле и для рабо­ты с ней­ро­се­тя­ми и машин­ным обу­че­ни­ем — ML.NET.

Это зна­чит, что вы може­те исполь­зо­вать все воз­мож­но­сти ней­ро­нок в при­ло­же­ни­ях и объ­еди­нять их с помо­щью одно­го и того же язы­ка про­грам­ми­ро­ва­ния. А так как C# — муль­ти­плат­фор­мен­ный язык, то машин­ное обу­че­ние мож­но встро­ить прак­ти­че­ски во что угод­но, от мобиль­ных при­ло­же­ний до носи­мой элек­тро­ни­ки.

Игры и программы для разных мобильных платформ

Что­бы один и тот же C#-код рабо­тал на раз­ных плат­фор­мах, исполь­зу­ют Mono и Xamarin — про­дук­ты для кросс-платформенной раз­ра­бот­ки под раз­ные опе­ра­ци­он­ные плат­фор­мы.

1. Вы пише­те про­грам­му для одной плат­фор­мы, напри­мер Windows.
2. Берё­те Mono, загру­жа­е­те туда свой код и выби­ра­е­те новую плат­фор­му — напри­мер iOS.
3. Mono смот­рит и гово­рит — вот тут нуж­но под­клю­чить дру­гую биб­лио­те­ку, вот здесь немно­го пере­пи­сать код, а это место вооб­ще мож­но уда­лить и напи­сать зано­во, что­бы всё рабо­та­ло.
4. В ито­ге про­грам­мист не пишет софт с нуля для каж­дой опе­ра­ци­он­ной систе­мы, а пра­вит его так, что­бы он соот­вет­ство­вал её тре­бо­ва­ни­ям.
5. Это сокра­ща­ет вре­мя раз­ра­бот­ки в несколь­ко раз, пото­му что осно­ва кода одна и та же, а раз­ни­ца толь­ко в дета­лях.

Программы и сервисы для веба

C# мож­но исполь­зо­вать для созда­ния веб-приложений. Рабо­та­ет так:

1. У вас есть компьютер-сервер, на кото­ром рабо­та­ет сер­вер­ный софт Microsoft.
2. Сер­вер­ный софт уме­ет испол­нять код на несколь­ких язы­ках, сре­ди них — C#.
3. Где-то из интер­не­та в этот сер­вер при­ле­та­ет запрос, напри­мер «выдай мне глав­ную стра­ни­цу».
4. Сер­вер­ный софт ком­по­ну­ет веб-страницу и пуля­ет обрат­но поль­зо­ва­те­лю. Как и из чего ком­по­ну­ет­ся эта стра­ни­ца — это и есть то, что нуж­но раз­ра­бо­тать в веб-приложении.

Тео­ре­ти­че­ски вы може­те напи­сать при­ло­же­ние для п. 2 на любом язы­ке, кото­рый под­дер­жи­ва­ет сер­вер­ные реше­ния Microsoft, в неко­то­рых слу­ча­ях это может быть и PHP. Но экс­пер­ты гово­рят, что для соф­та Microsoft есть смысл писать на их язы­ке C#.

Сра­зу ска­жем: в боль­шин­стве быто­вых и люби­тель­ских про­ек­тов вам будет доста­точ­но даже не при­ло­же­ния на C# (или Python, Ruby или PHP), а уже гото­во­го реше­ния. Напри­мер, если нужен блог, луч­ше запу­стить его на хостин­ге WordPress и про­сто начать им поль­зо­вать­ся. Это не самый быст­рый софт и не самый гиб­кий, но его запуск зай­мёт у вас 15 минут, а не 15 недель.

А вот на слож­ных высо­ко­на­гру­жен­ных сай­тах WordPress уже не потя­нет — нуж­ны дру­гие тех­но­ло­гии. И тут уже тре­бу­ют­ся глу­бо­кие зна­ния: на одном желе­зе и с одним сте­ком тех­но­ло­гий луч­ше все­го будет рабо­тать C#, на дру­гом — PHP, на тре­тьем — Ruby и т. д.

Обзор и описание языка программирования Си

Си — язык программирования общего назначения, который очень известен своей эффективностью, экономичностью ресурсов и переносимостью на других программные платформы. Все эти преимущества обеспечивают качество разработки программного обеспечения, их быстроту и сравнительно небольшой размер. Программы написанные на Си по скорости работы можно даже сравнить с программами написанными на языке ассемблера.

Несмотря на то, что Си не включает в себя встроенные компоненты по работе с вводом-выводом, распределению памяти, управлению процессами, его системное окружение позволяет подключать объектные модули с такими функциями. Этого вполне достаточно, чтобы разрабатывать программное обеспечение абсолютно любого уровня, как небольшие программы, так и комплекс сложных программных систем.

Языковые особенности Си позволяют делать программы независимыми операционной системы или платформы.

Наиболее важными особенностями языка программирования Си являются:

• обеспечение полного набора операторов структурного программирования
• большой набор операций, в том числе операции прямой трансляции в машинный код
• поддержка указателей на переменные и функции

Указатели в Си позволяют создавать указатели и ссылаться на объекты таким же путем, как это делает компьютер. Арифметика указателей осуществляет доступ и манипуляции с адресами памяти. Си имеет препроцессор для обработки текстовых файлов перед компиляцией. Препроцессор может быть использован для любых текстовых файлов.

Таким образом, Си это гибкий язык программирования, позволяющий писать качественные программные продукты с высокой скоростью работы.

Синтаксис

В программах написанных на Си используются множество символов и множество представимых символов. Множество символов — это буквы, цифры, знаки пунктуации. Комбинирование этих символов создают конструкции языка. Множество представимых символов — это подмножество множества символов, состоящее из всех букв, цифр, символов которые можно представить как графически отдельные символы.

Программный код на Си может содержать только символы которые определены для множества символов. Лишь только комментарии, символьные константы и строковые литералы могут содержать любой символ. Другие, неверно используемые символы означают ошибку для компилятора Си, о чем он будет выводить сообщать.

Буквы и цифры

Множество символов Си включает в себя малые и большие буквы английского алфавита и 10 арабских цифр:

• большие английские буквы: A B C D E F G H I J K L M N O P Q R T U V W X Y Z
• малые английские буквы: a b c d e f g h i j k l m n o p q r t u v w x y z
• десятичные арабские цифры: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Цифры и буквы используются для наименования ключевых слов, констант, идентификаторов.

Символы пробела

Язык Си включает пробельные символы — пробелы, перевод строки, табуляцию, новую страницу, возврат каретки, вертикальную табуляцию, новую строку. Пробельные символы разделяют символы программного кода друг от друга.

Специальные символы и знаки пунктуации

Специальные символы и знаки пунктуации в Си используются для выполнения совершенно различных задач. Они могут использоваться в строковых литералах, комментариях, константах.

ESC-последовательности

ESC-последовательности — специальные символьные комбинации, представляющие собой пробельные символы и неграфические символы в строках. Они используются для таких действий, как возврат каретки и табуляции и т.п.

Операции

Операции в Си как и в любом другом языке программирования представляют комбинации символов для работы с разными величинами.

• Логическое НЕ: !
• Побитовое дополнение: