Программирование  •  23 декабря  2022  •  5 мин чтения

Зачем изучать C++: гид по языку программирования для начинающих

На C++ можно программировать всё: от микрокода для дефибриллятора до операционных систем. Рассказываем, с чего начать изучать C++ и сложно ли будет новичку.

Немного истории

Первые версии языка C++ появились в начале 1980-х годов благодаря датскому программисту Бьёрну Страуструпу. Он вдохновился возможностями Simula, одного из первых языков с объектно-ориентированными элементами, и решил добавить нечто подобное в C — низкоуровневый язык, в котором мало готовых инструментов. Так появился C с дополнениями, главным из которых стали классы. В 1983 году язык C++ получил окончательное название. «++» означает «добавить единицу»: к возможностям языка программирования C добавили ещё одну.

Материал по теме:
Всё о языке программирования Python: растущая популярность, плюсы и минусы, сферы применения

Использование языка C++ в программировании

В отличие от других языков, на C++ можно программировать всё что угодно. Это язык низкого уровня, то есть на нём можно сделать то, что требует каких-то специфических инструкций, например векторных, которые позволяют выполнять сразу несколько операций на одном ядре процессора.

C++ спроектирован так, чтобы код мог компилироваться для разных платформ. Например, браузер Chrome, написанный преимущественно на языке C++, работает на Windows, Linux и macOS. Для языков, поддерживающих низкий уровень, это редкость.

Другого языка с такими же функциями нет. Некоторые пытаются к этому стремиться, например язык программирования Rust. А многие даже и не пытаются — заведомо не получится.

Примеров использования C++ много, потому что его кодовая база огромна. На нём написано всё, начиная от микрокода дефибриллятора до операционных систем и компиляторов других языков программирования. Например, при записи голосовых сообщений звук кодируется с помощью кодека, который написан на C++. Далее передаётся через сетевую карту по сети через маршрутизаторы и декодируется на сервере. Всё ПО для этого написано на C++.

Лучшим признаком того, что C++ до сих пор незаменим, стала недавняя новость: Google в апреле 2022 анонсировал новый язык Carbon, который должен был стать очередным «убийцей C++». Carbon ещё в разработке, но то, что C++ ищут замену, означает одно — на данный момент её нет
Язык программирования C++ подходит для создания проектов 3D-визуализации, где нужно эффективное управление огромными объёмами данных. Благодаря своей производительности C++ используется для разработки игр, операционных систем, браузеров. На нём разработаны приложения и программы, которыми каждый пользовался хотя бы раз. Например, у Spotify код бэкенда написан на C++, и он же используется при обработке и воспроизведении видео на YouTube.

Язык программирования C++ отметили даже на церемонии «Оскар»: Марк Элендт, победитель в номинации «Лучшие спецэффекты», поблагодарил комитет стандартизации за Стандарт C++ 11.

Патрик Стюарт вручил награду Марку Элендту и компании Side Effects Software за создание и разработку системы визуальных эффектов и анимации Houdini, которые написаны на С++
Получить базовые знания о языке С++ можно самостоятельно, изучая материалы по сайтам с документацией и видеоурокам на YouTube. А можно на курсах, где наставники и ревьюеры помогают студентам разобраться с базовыми алгоритмами и структурами данных и писать чистый, работающий код.

Плюсы и минусы языка программирования C++

Преимущества

Отсутствие overhead.

Нет потребления ресурсов на вспомогательные операции.

Метапрограммирование — возможность поручать большу́ю часть работы компилятору.

C++ — строгий язык, в нём уже на этапе компиляции ясно, что будет делать программа. А значит, на этапе компиляции можно сделать ряд вычислений и оптимизаций, чтобы программа работала быстрее.

Это позволяет писать гибкие и быстро работающие программы. В других языках приходится платить скоростью за сложность, универсальность, красоту, понятность. В C++ сложные выразительные конструкции превращаются в простой и быстрый микрокод.

Недостатки

Довольно сложный язык для изучения.

Чтобы начать правильно на нём программировать, придётся много чего изучить. Есть миф, что программист, работая на C++, «выстреливает себе в ногу»: легко написать неправильную программу и не заметить этого.

Но ситуация меняется, крупные обновления C++ выходят каждые три года, и многое проверяется на этапе компиляции. «Выстрелить в ногу» стало гораздо сложнее.

В C++ сложно работать с зависимостями.

Есть некоторые системы контроля за пакетами — Conan например, но они менее удобны, чем аналоги для некоторых других языков.

А если что-то не работает или нужного пакета нет, то получение нужной зависимости часто превращается в головную боль. Необходимо вручную скачивать исходники нужной библиотеки со всеми зависимостями. При этом следить за параметрами компиляции. Разные зависимости могут собираться разными системами сборки. Если ошибиться в параметрах компилятора или версии компилятора, программа не соберётся или будет работать неправильно. Также может возникнуть конфликт версий — когда разные зависимости имеют несовместимые ревизии.

Сложно ли изучить C++

В C++ можно детально регулировать большинство операций. Например, указывать собственный аллокатор — контроллер операций с памятью. Чем больше возможностей, тем легче ошибиться и тем больше нужно знать, чтобы правильно пользоваться этими возможностями. Поэтому начать программировать на C++ может быть сложнее, чем на другом языке, который не позволяет производить такую тонкую настройку. Всё зависит от того, какую задачу необходимо решить. Например, для программирования высоконагруженных систем нужно понимать принципы работы процессора.

Чтобы начать изучать C++, нужны те же базовые знания и умения, что и для изучения любого языка программирования: понимать, что такое алгоритм и как он работает. Чтобы профессионально писать код на C++, нужно знать его Стандарт.

Каждая функция и класс стандартной библиотеки языка C++ сделаны так, чтобы максимально общим образом решать задачи и при этом иметь минимальный overhead. Из-за этого многое на этом языке выглядит сложнее, например, обычный текст, который в языке Python представлен типом str, в C++ представляется сложным типом, полный вид которого выглядит так: std::basic_string<char, std::char_traits<char>, std::allocator<char>>.

С чего начать изучать C++

1. Следить за сайтом cppreference.com.
Это онлайн-энциклопедия по по изучению C++ с точным описанием языка и стандартной библиотеки. Многие страницы переведены на русский. Этот сайт — один из основных инструментов C++-программистов.

2. Следить за сайтом комитета https://isocpp.org/std/status.
На нём опубликованы черновики Стандартов и вся нужная информация.

3. Читать руководства.
Благодаря большому сообществу C++ изучать этот язык будет проще. Многие программисты и эксперты на разных платформах создают ресурсы по C++ в помощь начинающим.

4. Смотреть обучающие видео.
Стоит изучить базу, а затем найти подходящую платформу для решения задач на C++ и применять знания на практике. Тем, кто начинает изучать C++, полезно посмотреть ознакомительный видеокурс на YouTube от опытного разработчика ПО и преподавателя Дэниела Гаквайя. Видео записано в 2022 году, поэтому часть информации будет меняться ввиду обновлений.

5. Подписаться на блоги и подкасты.
Например, подкаст CppCast. Это поможет понять C++, развеивать сомнения и искать ответы на вопросы.

6. Анализировать проекты с открытым исходным кодом.
Новичку будет полезно присоединиться к проектам с открытым исходным кодом на GitHub.

7. Писать на C++.
Единственный способ научиться программировать — применять полученные знания на практике, создавать собственные проекты. Делиться результатами можно на GitHub.

Международные компании ищут сотрудников с владением C++. В индексе TIOBE 2022 года язык находится на четвёртом месте в списке самых популярных в мире. Возможности карьерного роста и трудоустройства для программистов на C++ отличные.

Совет эксперта

Георгий Осипов
Программирование — творческая профессия, которая доставляет очень много радости, когда что-то получается. Если учиться, узнавать новое, пробовать — результаты работы не перестанут радовать, а трудности не смогут остановить.

Статью подготовили:

Георгий Осипов
ВМК МГУ
Программист лаборатории компьютерной графики и мультимедиа
Яндекс Практикум
Редактор

Дайджест блога: ежемесячная подборка лучших статей от редакции

Поделиться

Успейте начать учебу в Практикуме до конца ноября со скидкой 20%

Mon Sep 09 2024 15:14:31 GMT+0300 (Moscow Standard Time)