LINUXSOFT.cz Přeskoč levou lištu
Uživatel: Heslo:  
   CZUKPL

> C/C++ (31) - Jazyk C++, historie, charakteristika, vztah k C

Ve druhé části našeho seriálu se budeme věnovat C++. Dnes se stručně podíváme na vývoj jazyka, základní vlastrnosti a především jeho vztah k jazyku C. Napíšeme a přeložíme první program.

9.1.2006 06:00 | Jan Němec | Články autora | přečteno 24639×

Historie C++

C++ navrhl Bjarne Stroustrup. Příčinou byla jeho negativní zkušenost z disertační práce, jež obsahovala program v jazyce Simula. Tento (na svou dobu velmi moderní) objektově orientovaný jazyk mu umožnil efektivní analýzu problému a vývoj programu, ale pro použití na reálných datech byl příliš pomalý. Alternativu poskytovaly nižší jazyky, zejména BCPL - prapředek dnešního C. Ty byly dostatečně rychlé, ale neumožnily dostatečně přirozený návrh a tím i efektivní vývoj programu.

Později v Bellových laboratořích řešil Stroustrup podobný problém jako ve své disertační práci. Navrhl a implementoval proto jazyk, který měl být stejně efektivní a přenositelný jako C, umožnil vytváření knihoven, kombinování s jinými jazyky (C, Fortran, ...), ale zároveň měl obsahovat podporu pro objektově orientované programování. Tento jazyk se jmenoval C with Classes, umožnil do C přidat simulovské třídy a překládal se pomocí speciálního preprocesoru Cpre do čistého C. Důvodem byla především dostupnost a efektivita jazyka C, navíc nebylo nutné psát pro každou platformu zvlášť generátor kódu. V dalších verzích se nový jazyk přejmenoval na C++ a překladač na Cfront. Překladač byl postupně uvolněn pro školy, později vyšla i komerční verze. Zároveň s překladačem se podstatným způsobem vyvíjel i samotný jazyk, úpravami prošel návrh objektově orientovaného programování, přidaly se výjimky, šablony a prostory jmen. Neoficiální normou se stala kniha The C++ Annotated Reference Manual z roku 1990. Organizace ANSI a ISO začaly postupně vyvíjet standard. Jednotlivé verze návrhu standardu uvolňovaly, aby mohli výrobci překladačů implementovat změny. Standard byl schválen v roce 1998.

Dnes existuje celá řada překladačů, pro nás bude nejzajímavější podpora C++ v gcc, na Windows se nejčastěji setkáme s překladačem firmy Microsoft, případně Borland.

Co je v C++ nové

Kromě několika drobných omezení a poměrně málo významných rozšíření najdeme v C++ navíc především podporu objektově orientovaného programování (OOP), možnost psát šablony s nimiž můžeme nějakou funkci nebo třídu parametrizovat typem a zpracování chybových stavů pomocí výjimek. Za zmínku stojí také prostory jmen a přetěžování funkcí a operátorů. Nejdůležitější novou vlastností je určitě podpora OOP. Při správném návrhu vyvíjeného programu podle ideologie OOP je v C++ určitě menší riziko konfliktu identifikátorů, menší množství paměťových chyb typu n + 1 (vyvážené spoustou nových a stejně nebezpečných chyb spojených s OOP). Je-li vyvíjen program, který řeší problém, jež je už "od přírody" a nikoli násilným návrhem objektově orientovaný, pomůže v C++ OOP na úrovni syntaxe jazyka k čistšímu kódu méně náchylnému na chyby. Někteří lidí soudí, že používání výjimek v C++ zjednoduší (zlepší) oproti C zpracování chybových stavů.

Co je v C++ při starém

C++ se snaží být s C v maximální rozumné míře zpětně kompatibilní, takže většina dobrých vlastností a problémů C se přenáší i do C++. Záleží ovšem na stylu práce programátora. I C++ umožňuje víceméně přímý přístup do paměti bez omezení, ale správně použité OOP poskytuje oproti C vyšší formu abstrakce nad pamětí jako polem bytů, takže riziko paměťových chyb je přeci jen trochu menší.

C++ sice má i vlastní standardní knihovnu (a rovněž celá řada jiných, především GUI knihoven je určena výhradně pro C++), ale běžně se používá také standardní knihovna jazyka C a podobná sada ostatních knihoven. I zde tedy znalosti C využijeme.

Vztah mezi C a C++

Jazyk C++ vznikl především převzetím jazyka C, z o něco menší části přidáním nových možností, a úplně nejméně omezeními a změnami jiného druhu. V případě omezení se vždy jedná o nějakou vlastnost jazyka C, jejíž využívání je považované za špatný programátorský návyk.

Ohledně přenositelnosti na úrovni zdrojového kódu z toho vyplývá následující:

  • Rozumně napsaný program v C půjde přeložit i překladačem C++.
  • Je možné napsat program v C, který překladačem C++ přeložit nepůjde.
  • "Správně" napsaný program v C++ nepůjde přeložit překladačem C.
  • Je možné napsat program v C++, který překladačem C přeložit půjde.

Je také možné v jednom projektu oba jazyky na binární úrovni kombinovat a spojovat přeložený kód, kde na některé zdrojové soubory použijeme překladač C a na jiné C++. To je běžné především, pokud v projektu napsaném v C++ potřebujeme nějakou knihovnu v C. Máme-li celý kód pod kontrolou a pouze v části chceme použít možnosti C++, je obvykle (tj. zejména pokud nechceme C část použít i v nějakém jiném projektu) lepší použít překladač C++ i na zbytek projektu, i kdyby šel přeložit jako C. V jednom ze závěrečných dílů si ukážeme, jak se kód spojuje. Jednodušší je z C++ volat C, ale jde to i naopak.

Někteří lidé se vyjadřují dosti nepřesně, takže pokud uslyšíte, že je program napsaný v céčku a máte pochybnosti, je vždy lepší se zeptat, zda je míněno čisté C nebo C++. Setkáme se s tím zejména u lidí neznalých (podobně, jako se záměnou Javy a JavaScriptu), ale bohužel běžně i u zkušených C++ programátorů, které často ani nenapadne, že by někdo mohl psát v C.

Kdy použít C a kdy C++

C použijeme zpravidla, pokud

  • Vlastnosti C++ nepotřebujeme.
  • Jde nám o přenositelnost a na jedné z cílových platforem není C++.
  • Chceme mít program víc pod kontrolou.
  • Je pro nás kriticky důležitá rychlost a nenáročnost programu.
  • Píšeme ovladač, operační systém a podobně.
  • Píšeme knihovnu k použití z C i C++.

První bod je zřejmý. Pokud v obou jazycích napíšeme program se stejnou námahou, zpravidla sáhneme po čistém C, neboť má s přenositelností ještě menší problémy než C++ a ještě lepší dostupnost překladačů. S tím souvisí i druhý bod. Jazyk C má tu výhodu, že jeho kód je poměrně jasný, je zřejmé, co jaký příkaz nebo řídící struktura provádějí na úrovni asembleru (když nepočítám optimalizace překladače). Runtime podpora je jednoduchá, nehrozí například alokace paměti v místech, kde to programátor neočekává a podobně. Každého céčkaře pobaví historky z Javy, kdy "došla paměť kvůli garbage collectoru". Program napsaný v C je tak dobrý, jak dobrý je jeho programátor, zatímco C++ má přeci jenom o krok blíž vyšším jazykům. Díky tomu je C stále hlavní (a v některých případech i jediný možný) jazyk pro ovladače, operační systémy a podobně. C rozhraní je široce podporováno nejrůznějšími jazyky, operačními systémy, databázemi a podobně, navíc C se z C++ volá snadněji než naopak. Proto nejrůznější knihovny určené k co nejširšímu použití (s výjimkou GUI, kde je objektově orientovaní programování velmi přirozené) bývají obvykle napsané v C nebo alespoň mají C rozhraní.

C++ použijeme zpravidla, pokud

  • Potřebujeme (nebo chceme) objektově orientované programování, například GUI, simulace, datové struktury...
  • Chceme využívat další vlastnosti jazyka C++, hlavně šablony, výjimky, prostory jmen...
  • Chceme využívat C++ knihovnu, hlavně hotové datové struktury.
  • Jsme k C++ přinuceni knihovnou 3. strany, například Qt.

První program

Vytvořte soubor program.cpp a zapište do něj

#include <stdio.h>

int main(void) {  
  puts("Ahoj světe");
  return 0;
}

nebo, pokud je pro vás čistota návrhu v duchu C++ OOP důležitější než okamžité vysvětlení, raději

#include <iostream>

int main(void) {  
  std::cout << "Ahoj světe" << std::endl;
  return 0;
}

Zdrojový kód přeložte

$ g++ program.cpp -o program

a spusťte

$ ./program

Pokud vám to přijde moc jednoduché, můžete si zkusit přeložit libovolný z příkladů předchozích dílů jako C++, aspoň si ověříte, že slušně napsaný kód v C jde přeložit i pomocí překladače C++. Důležité je volat g++ místo gcc a také přípona souboru. Zde bohužel není jednotná konvence, běžně se používá cpp (hlavně ve světě KDE, Qt, DOSu a Windows), setkáme se však také s cc, cxx nebo C. Ta poslední je tak trochu na truc uživatelům nejmenovaných operačních systémů, které nerozlišují velikost písmen v názvech souboru.

Pokračování příště

Příště si ukážeme drobná omezení C++ oproti C a některá méně významná vylepšení.

Verze pro tisk

pridej.cz

 

DISKUZE

typová kontrola 9.1.2006 10:55 camlost
|- Re: typová kontrola 9.1.2006 11:12 Jan Němec
L Re: typová kontrola 18.1.2006 11:46 elviin
GUI a OOP 9.1.2006 12:19 Johann von Nepomuk
|- Re: GUI a OOP 9.1.2006 15:37 Jan Němec
L Re: GUI a OOP 18.1.2006 11:48 elviin
Vyhody a nevyhody 9.1.2006 13:10 Aleš Hakl
L Re: Vyhody a nevyhody 10.1.2006 07:49 MaReK Olšavský
  |- Re: Vyhody a nevyhody 10.1.2006 08:04 Jan Němec
  | L Re: Vyhody a nevyhody 10.1.2006 10:02 MaReK Olšavský
  L Re: Vyhody a nevyhody 10.1.2006 15:37 Aleš Hakl
Re: Píšeme knihovnu k použití z C i C++. 15.1.2006 20:06 Ondřej Surý
Pekny clanek! 18.1.2006 12:02 elviin
c versus c++ 28.1.2006 12:32 KinDo




Příspívat do diskuze mohou pouze registrovaní uživatelé.
> Vyhledávání software
> Vyhledávání článků

14.11.2017 16:56 /František Kučera

Máš rád svobodný software a hardware nebo se o nich chceš něco dozvědět? Zajímá tě DIY, CNC, SDR nebo morseovka? Přijď na sraz spolku OpenAlt – tradičně první čtvrtek před třetím pátkem v měsíci: 16. listopadu od 18:00 v Radegastovně Perón (Stroupežnického 20, Praha 5).


Přidat komentář

12.11.2017 11:06 /Redakce Linuxsoft.cz
PR: 4. ročník odborné IT konference na téma Datová centra pro business proběhne již ve čtvrtek 23. listopadu 2017 v konferenčním centru Vavruška, v paláci Charitas, Karlovo náměstí 5, Praha 2 (u metra Karlovo náměstí) od 9:00. Konference o návrhu, budování, správě a efektivním využívání datových center nabídne odpovědi na aktuální a často řešené otázky, např Jaké jsou aktuální trendy v oblasti datových center a jak je využít pro vlastní prospěch? Jak zajistit pro firmu či jinou organizaci odpovídající služby datových center? Podle jakých kritérií vybrat dodavatele služeb? Jak volit součásti infrastruktury při budování či rozšiřování vlastního datového centra? Jak efektivně spravovat datové centrum? Jak eliminovat možná rizika? apod.
Přidat komentář

13.9.2017 8:00 /František Kučera
Máš rád svobodný software a hardware nebo se o nich chceš něco dozvědět? Zajímá tě DIY, CNC, SDR nebo morseovka? Přijď na sraz spolku OpenAlt – tentokrát netradičně v pondělí: 18. září od 18:00 v Radegastovně Perón (Stroupežnického 20, Praha 5).
Přidat komentář

3.9.2017 20:45 /Redakce Linuxsoft.cz
PR: Dne 21. září 2017 proběhne v Praze konference "Mobilní řešení pro business". Hlavní tématy konference budou: nejnovější trendy v oblasti mobilních řešení pro firmy, efektivní využití mobilních zařízení, bezpečnostní rizika a řešení pro jejich omezení, správa mobilních zařízení ve firmách a další.
Přidat komentář

15.5.2017 23:50 /František Kučera
Máš rád svobodný software a hardware nebo se o nich chceš něco dozvědět? Zajímá tě DIY, CNC, SDR nebo morseovka? Přijď na sraz spolku OpenAlt, který se bude konat ve čtvrtek 18. května od 18:00 v Radegastovně Perón (Stroupežnického 20, Praha 5).
Přidat komentář

12.5.2017 16:42 /Honza Javorek
PyCon CZ, česká konference o programovacím jazyce Python, se po dvou úspěšných ročnících v Brně bude letos konat v Praze, a to 8. až 10. června. Na konferenci letos zavítá např. i Armin Ronacher, známý především jako autor frameworku Flask, šablon Jinja2/Twig, a dalších projektů. Těšit se můžete na přednášky o datové analytice, tvorbě webu, testování, tvorbě API, učení a mentorování programování, přednášky o rozvoji komunity, o použití Pythonu ve vědě nebo k ovládání nejrůznějších zařízení (MicroPython). Na vlastní prsty si můžete na workshopech vyzkoušet postavit Pythonem ovládaného robota, naučit se učit šestileté děti programovat, efektivně testovat nebo si v Pythonu pohrát s kartografickým materiálem. Kupujte lístky, dokud jsou.
Přidat komentář

2.5.2017 9:20 /Eva Rázgová
Putovní konference československé Drupal komunity "DrupalCamp Československo" se tentokrát koná 27. 5.2017 na VUT FIT v Brně. Můžete načerpat a vyměnit si zkušenosti z oblasti Drupalu 7 a 8, UX, SEO, managementu týmového vývoje, využití Dockeru pro Drupal a dalších. Vítáni jsou nováčci i experti. Akci pořádají Slovenská Drupal Asociácia a česká Asociace pro Drupal. Registrace na webu .
Přidat komentář

1.5.2017 20:31 /Pavel `Goldenfish' Kysilka
PR: 25.5.2017 proběhne v Praze konference na téma Firemní informační systémy. Hlavními tématy jsou: Informační systémy s vlastní inteligencí, efektivní práce s dokumenty, mobilní přístup k datům nebo využívání cloudu.
Přidat komentář

   Více ...   Přidat zprávičku

> Poslední diskuze

18.9.2017 14:37 / Rojas
high security vault

15.9.2017 7:33 / Wilson
new zealand childcare jobs

31.8.2017 12:11 / Jaromir Obr
Re: ukůládání dat ze souboru

30.7.2017 11:12 / Jaromir Obr
Národní znaky

27.7.2017 12:24 / Jaromir Obr
Cteni/zapis

Více ...

ISSN 1801-3805 | Provozovatel: Pavel Kysilka, IČ: 72868490 (2003-2017) | mail at linuxsoft dot cz | Design: www.megadesign.cz | Textová verze