什么是 C++?C++ 编程语言的基础概念
什么是 C++?
C++ 是一种通用、面向对象的编程语言。它由 Bjarne Stroustrup 在 1980 年左右在贝尔实验室创建。C++ 与 C(由 Dennis Ritchie 在 1970 年代早期发明)非常相似。C++ 与 C 的兼容性如此之好,以至于它可能在不更改一行源代码的情况下编译 99% 以上的 C 程序。尽管 C++ 是一种比 C 结构更好、更安全的语言,因为它基于 OOP。
有些计算机语言是为特定目的而编写的。例如,Java 最初是为了控制烤面包机和其他一些电子设备而设计的。C 是为编程操作系统而开发的。Pascal 的概念是为了教授正确的编程技术。但 C++ 是一种通用语言。它当之无愧地获得了“语言的瑞士军刀”这一广为人知的绰号。
流行的编程语言有哪些?
目前流行的主要语言有 Java、C++、Python 和 C。
低级语言,如
- 汇编语言
- C
- C++
这些语言迫使程序员更多地考虑计算机编程术语及其实现,而不是业务逻辑。
正如你所见,尽管 C++ 年代久远,但至今仍相对流行,这本身就是一项成就。图表来自 stackoverflow.com。
C++ 是最好的编程语言吗?
答案取决于视角和需求。有些任务可以用 C++ 完成,虽然速度不快。例如,为应用程序设计 GUI 屏幕。
Java、Python 等其他语言内置了 GUI 设计元素。因此,它们更适合 GUI 类型任务。
一些脚本语言为应用程序提供了额外的可编程性。例如,MS Word 甚至 Photoshop 都倾向于 Basic 的变体,而不是 C++。
C++ 仍被广泛使用,许多著名的软件都以 C++ 为基础。
本教程将帮助您学习 C++ 的基础和高级概念。
谁使用 C++?
当今一些最显眼的系统,其关键部分是用 C++ 编写的。
例如:Amadeus(航空票务)
- 彭博(金融信息),
- 亚马逊(网络商务)、谷歌(网络搜索)
- Facebook(社交媒体)
许多编程语言的实现都依赖于 C++ 的性能和可靠性。例如:
- Java 虚拟机
- JavaScript 解释器(例如 Google 的 V8)
- 浏览器(例如 Internet Explorer、Mozilla Firefox、Apple Safari 和 Google Chrome)
- 应用程序和 Web 框架(例如 Microsoft 的 .NET Web 服务框架)。
涉及本地和广域网、用户交互、数字、图形和数据库访问的应用程序高度依赖 C++ 语言。
C++ 的五个基本概念
以下是五个基本的 C++ 概念
C++ 变量
- 变量是任何编程语言的支柱。
- 变量只是存储信息以供以后使用的一种方式。我们可以通过引用一个描述该信息的“单词”来检索该值或数据。
- 一旦声明和定义,它们就可以在声明它们的范围内被使用很多次。
C++ 控制结构
- 程序运行时,编译器逐行读取代码(从上到下,并且大多数情况下是从左到右)。这被称为“代码流程”。
- 当代码从上到下读取时,它可能会遇到一个需要做出决策的点。根据决策,程序可能会跳转到代码的不同部分。它甚至可能让编译器重新运行某个特定部分,或者跳过一堆代码。
- 您可以将此过程想象成您从 Guru99 的不同课程中进行选择。您决定、点击链接,然后跳过几页。同样,计算机程序也有一套严格的规则来决定程序执行的流程。
C++ 数据结构
让我们以“guru99”上的课程列表为例!您可能面前有一份课程列表。但您认为它们是如何存储的?可能有大量课程,并且不同的用户可能会注册不同的课程。他们为每个用户生成不同的变量吗?例如,假设我们需要跟踪 10 门课程。
首先,错误的方法:
如果我们想存储 10 门课程,我们可能会定义 10 个变量,对吧?
错误。
在编程世界中,这只是尝试存储 10 个不同变量的一种糟糕方式。这是因为有两个主要原因:
- 您需要在程序中编写大量文本。当然,现在我们只有 10 门课程,所以不太糟糕,但如果我们有 1000 门课程呢!想象一下打出一千次!别想了!
- 灵活性。添加另一门课程需要手动编辑代码。我们将创建变量 course11。这太疯狂了!
那么,正确的方法是什么?
将它们存储在数据结构中。
数据结构是避免创建数千个变量的绝佳方法。C++ 包含许多类型的内置数据结构。最常用的是数组,稍后将进行讲解。
C++ 语法
语法是单词、表达式和符号的布局。
嗯,这是因为电子邮件地址具有其定义明确的语法。您需要某种字母、数字的组合,可能中间带有下划线 (_) 或句点 (.),然后是 at 符号 (@),然后是某个网站域名(company.com)。
因此,编程语言中的语法也大致相同。它们是一些定义明确的规则,允许您创建一些功能良好的软件。
但是,如果您不遵守编程语言或语法的规则,您就会遇到错误。
C++ 工具
在现实世界中,工具是一些(通常是物理对象)可以帮助您及时完成特定工作的东西。
好吧,这在编程世界中也同样适用。编程中的工具是一些软件,当与代码一起使用时,可以让您更快地进行编程。
在所有编程语言中,可能存在成千上万,甚至数百万种不同的工具。
许多人认为最关键的工具是 IDE,即集成开发环境。IDE 是一种软件,它将使您的编码生活更加轻松。IDE 确保您的文件和文件夹井井有条,并为您提供清晰的视图。
C++ 编程语言的用途
以下是 C++ 编程语言的一些主要用途
操作系统
无论是 Microsoft Windows、Mac OSX 还是 Linux,所有操作系统都有部分是用 C++ 编程的。它是所有知名操作系统的支柱,因为 C++ 是一种强类型且快速的编程语言,这使其成为开发操作系统的理想选择。
游戏
由于它是最快的编程语言之一,C++ 被广泛用于游戏开发引擎的编程。C++ 可以轻松地操作硬件资源,它还可以为 CPU 密集型功能提供过程式编程。
浏览器
由于其速度,各种 Web 浏览器的渲染引擎都是用 C++ 编程的。
库
许多高级库都使用 C++ 作为核心编程语言。例如,一些机器学习库在后端使用 C++,因为它的速度很快。
图形
C++ 广泛用于几乎所有需要快速渲染、图像处理、实时物理和移动传感器的图形应用程序。
银行应用程序
最受欢迎的核心银行系统之一——Infosys Finacle,使用 C++ 作为后端编程语言。银行应用程序需要每天处理数百万笔交易,并需要高并发和低延迟支持。
云/分布式系统
云存储系统使用可扩展的文件系统,这些文件系统非常接近硬件。这就是为什么 C++ 成为云系统的首选。
嵌入式系统
各种嵌入式系统,如医疗设备、智能手表等,都使用 C++ 作为主要的编程语言。
编译器
各种编程语言的编译器都使用 C++ 作为后端编程语言。