Кто придумал c: C++ — Википедия – C Sharp — Википедия

Содержание

История языка Си / Habr

Сейчас, наверно, невозможно найти в мире специалиста в IT-области, который бы не слышал о языке Си. Этот язык приобрёл огромную популярность во всём мире и оказал значительное влияние на многие другие языки программирования. Именно он является предшественником таких языков, как C++, C#, Java; менее известных (например J#). Компания Microsoft для разработки родного языка к своей платформе .Net выбрала именно Си-подобный синтаксис. Что ни говори, но язык Си серьезно изменил жизнь программистов прошлого века и стал де-факто в области низкоуровневого программирования, оставив ассемблеру только те места, где производительность имела критическое значение.

Многие помнят имена создателей языка — Кена Томпсона и Дениса Ритчи, но я решил копнуть глубже и вспомнить историю создания и развития языка. Всем кому интересна эта тема — добро пожаловать под кат.

Язык Си восходит корнями к языку ALGOL (расшифровывается как ALGorithmic Language), который был создан в 1958 году совместно с комитетом Европейских и Американских учёных в сфере компьютерных наук на встрече в 1958 в Швейцарской высшей технической школе Цюриха. Язык был ответом на некоторые недостатки языка FORTRAN и попыткой их исправить.

Вдохновлённые языком ALGOL-60, Математическая лаборатория Кембриджского Университета совместно с Компьютерным отделом Лондонского университета создали в 1963 году язык CPL (Combined Programming Language).

Язык CPL посчитали сложным, и в ответ на это Мартином Ричардсоном был создан в 1966 году язык BCPL, основное предназначение которого заключалось в написании компиляторов. Сейчас он практически не используется, но в своё время из-за хорошей портируемости он играл важную роль.

BCPL послужил предком для языка Би, разработанного в 1969 в уже знакомой всем AT&T Bell Telephone Laboratories, не менее знакомыми Кеном Томпсоном и Денсом Ритчи.

Язык Би был использован для написания самых ранних версий UNIX, созданной как ответ на проект Multics, разрабатываемый всё в той же Bell Laboratories. Именно этот язык послужил непосредственным предшественником языка Си.

По поводу возникновения языка Си Питер Мойлан в своей книге «The case against C» пишет: «Нужен был язык, способный обойти некоторые жесткие правила, встроенные в большинство языков высокого уровня и обеспечивающие их надежность. Нужен был такой язык, который позволил бы делать то, что до него можно было реализовать только на ассемблере или на уровне машинного кода.» Си стал именно таким языком. Это обусловило его дальнейшую популярность в таких отраслях программирования, как написание драйверов и прочих аспектах низкоуровневого программирования.

Язык программирования Си был разработан в стенах Bell Labs в период с 1969 по 1973 годы. Как признался сам Ритчи, самый активный период творчества приходился на 1972 год.

За всё время своего существования, язык Си оброс легендами по поводу мотивов своего создания.
Согласно одной из легенд, Керниган и Ритчи любили одну компьютерную игру, которую они запускали на главном сервере компании. Позже, они захотели перенести её на компьютер, стоящий в офисе. Но он, к сожалению не имел операционной системы, что сподвигло Кернигана и Ритчи её написать. Когда они захотели перенести систему на другой компьютер, это оказалось непростой задачей, так как система была написана полностью на ассемблере. Тогда у них возникла идея переписать её на язык высокого уровня. Сначала для этих целей планировали использовать язык Би, но в связи с тем, что он не давал на полную использовать новые возможности компьютера, на который они хотели перенести систему, было решено создать свой язык.

Согласно другой легенде, язык Си был первоапрельской шуткой, которая обрела нешуточную популярность.
Компилятор языка Си унаследовал традицию, заложенную ещё Никлаусом Виртом и был написан на самом Си. Согласно мнению большинства, название языка Си является третьей буквой алфавита. Оно появилось как указание на то, что язык Си является более усовершенствованным, чем язык Би. Однако, сам Ритчи по поводу названия языка говорил следующее:«Создав систему типов, соответствующий синтаксис и компилятор для нового языка, я почувствовал, что он заслуживает нового имени: NB показалось мне недостаточно четким. Я решил следовать однобуквенному стилю и назвал его C (Си), оставляя открытым вопрос, являлось ли после B это следующей буквой в алфавите или в названии BCPL».

Успех Си в основном связан с тем, что на нём была написана значительная часть операционной системы UNIX, которая в итоге приобрела очень большую популярность. Если считать по количеству используемых на данный момент операционных систем, разработанных на базе UNIX, то она является самой распространённой системой в мире. В связи с её распространённостю, а также с тем, что на данный момент объём операционной системы измеряется в миллионах строк кода (для примера, в последних версиях Linux содержится более 10 000 000 строк кода), задача о переписывании UNIX на другой язык становиться практически невыполнимой (также следует учитывать тот факт, что при ручном переписывании неизбежно возникнут ошибки, что существенно снизит стабильность работы, а при переводе с использованием программных средств пострадает производительность кода). Кроме того, язык Си, будучи приближённым к аппаратной реализации компьютера позволяет выжать из него намного больше, чем многие другие языки программирования. Это обстоятельство показывает бессмысленность перевода UNIX на другой язык. Таким образом, если другие языки программирования могут исчезнуть с течением времени, уступив дорогу новым технологиям, то язык Си будет жить, пока живёт UNIX. То есть пока существуют компьютеры в том виде, в котором мы их себе представляем.

Первая книга, посвящённая языку Си была написана Керниганом и Ритчи в 1978 году и вышла в свет под названием «Язык программирования Си». Эта книга, в среде программистов более известная как «K&R», стала неофициальным стандартом языка Си.

В конце 1970-х годов, язык си начал вытеснять BASIC, который в то время был ведущим в области программирования микрокомпьютеров. В 1980-х годах он был адаптирован под архитектуру IBM-PC, что привело к значительному скачку его популярности. В то же время Бьярн Страуструп начал разработку языка программирования, который бы сочетал в себе синтаксис популярного языка Си и концепцию объектно-ориентированного программирования, которая становилась всё более востребованной, так началась разработка языка С++.

В то время как Си набирал всё большую популярность, компиляторы для него выпускались различными фирмами, и зачастую программа, которая компилировалась на компиляторе одной фирме, не компилировалась на компиляторе другой. Всё это было связано с отсутствием чётко оговоренного стандарта языка Си. Все разработчики ориентировались на книгу Кернигана и Ритчи, но интерпретировали её по-своему.

Разработкой стандарта языка Си занялся Американский национальный институт стандартов (ANSI). При нём в 1983 году был сформирован комитет X3J11, который занялся разработкой стандарта. Первая версия стандарта была выпущена в 1989 году и получила название С89. В 1990, внеся небольшие изменения в стандарт, его приняла Международная Организация Стандартизации ISO. Тогда он стал известен под кодом ISO/IEC 9899:1990, но в среде программистов закрепилось название, связанное с годом принятия стандарта: С90. Последней на данный момент версией стандарта является стандарт ISO/IEC 9899:1999, также известный как С99, который был принят в 2000 году.

Среди новшеств стандарта С99 стоит обратить внимание на изменение правила, касающегося места объявления переменных. Теперь новые переменные можно было объявлять посреди кода, а не только в начале составного блока или в глобальной области видимости. Это уводит Си от концепции объявления переменных в начале функции, которая присутствует в Паскале. Меня, как и многих программистов, привыкших писать на С++ (где это ограничение отсутствует) такое поведение компилятора вызывало недовольство. Тем не менее, даже с принятием стандарта С99, в программе Borland Embarcadeo RAD Studio 2010, ограничение на объявление переменных в начале блока кода всё ещё действует. Также можно указать другие места, в которых стандарты Си не до конца соблюдаются. Есть мнение, что это связано с тем, что основное внимание больших компаний, таких как Microsoft и Borland сосредоточено на более новых языках программирования. Однако, согласно заверениям компании Sun Microsystems, её среда разработки Sun Studio полностью поддерживает С99.

Стандарт С99 сейчас в большей или меньшей степени поддерживается всеми современными компиляторами языка Си. В идеале, код написанный на Си с соблюдением стандартов и без использования аппаратно- и системно-зависимых вызовов, становился как аппаратно- так и платформенно-независимым кодом.

В 2007 году начались работы над следующим стандартом языка Си: С1x.

История Языка Си

Теги: История Си, ANSI C, ISO C, C99, C11, ISO/IEC C, стандартизация си.


Истоки

Си – это «сопутствующий продукт», полученный во время создания операционной системы UNIX, которая разрабатывалась в Bell Laboratories Кеном Томпсоном, Денисом Ритчи и ко. Томпсон в одиночку написал оригинальную версию UNIX, которая работала на DEC PDP-7, одном из первых миникомпьютеров всего с 8К слов в основной памяти (в конце концов, это был 1969).

Как и остальные операционные системы того времени, UNIX был написан на ассемблере. Отладка программ на ассемблере настоящая мука и их проблематично улучшать, и UNIX не был исключением. Томпсон решил, что для дальнейшей разработки ОС необходим язык высокого уровня и придумал небольшой язык B. За основу Томпсон взял язык BCPL, язык для системного программирования, разработанный в середине 60-х. BCPL, в свою очередь, берёт начало от Алгола 60, одного из самых первых (и оказавших наибольшее влияние) языков.

Ритчи вскоре присоединился к проекту UNIX и начал писать на B. В 1970 Bell Labs приобрела для проекта PDP-11. Так как B был готов к работе на PDP-11, Томпсон переписал часть UNIX на B. В 1971 стало ясно, что B не совсем подходит для PDP-11, поэтому Ритчи начал создавать расширенную версию B. Сначала он назвал её NB (New B), но когда язык стал сильно отличаться от B, название сменили на C. Язык к 1973 стал достаточно стабилен для того, чтобы на нём можно было переписать UNIX. Переход на C обеспечил важное преимущество: переносимость. Написав компилятор C для каждой из машин в Bell Labs, команда разработчиков могла портировать на них UNIX.

Стандартизация

C продолжил развиваться в 70-х, особенно в период с 1977 по 1979, когда вышла первая книга по C. Книга «Язык программирования Си», написанная Брайаном Керниганом и Денисом Ритчи и опубликованная в 1978 стала библией программистов на Си. При отсутсвии официального стандарта эта книга – известная также как K&R, или «Белая Книга», как любят называть поклонники си – фактически стала стандартом. В 70-х программистов на C было немного и большинство из низ были пользователями UNIX. Тем не менее, в 80-х C вышел за узкие рамки мира UNIX. Компиляторы C стали доступны на различных машинах, работающих под управлением разных операционных систем. В частности, Си стал распространяться на быстро развивающейся платформе IBM PC.

Брайан Керниган (Brian Kernighan), Деннис Ритчи (Dennis Ritchie) и Кен Томпсон (Ken Thompson) как бы говорят, что без бороды ты не программист.Брайан Керниган (Brian Kernighan), Деннис Ритчи (Dennis Ritchie) и Кен Томпсон (Ken Thompson) как бы говорят, что без бороды ты не программист.

Вместе с ростом популярности появились проблемы. Программисты, писавшие новые компиляторы брали за основу язык, описанный в K&R. К сожалению, в K&R некоторые особенности языка были описаны расплывчато, поэтому компиляторы часто трактовали их на своё усмотрение. Кроме того, в книге не было чёткого разделения между тем, что является особенностью языка, а что особенностью операционной системы UNIX. Ухудшало ситуацию и то, что после публикации K&R Си продолжал развиваться: в него добавлялись новые возможности и из него вырезались старые. Вскоре появилась очевидная необходимость в исчерпывающем, точном и соответствующем современным требованиям описании языка. Без такого стандарта стали появляться диалекты языка, которые мешали переносимости – сильнейшей стороне языка.

Разработка американского стандарта Си началась в 1983 под покровительством Американского Национального Института Стандартов (ANSI). После многих доработок стандарт был закончен в 1988 и формально принят в декабре 1989 как стандарт ANSI X3.159-1989. В 1990 году он был утверждён международной организацией по стандартизации (ISO) как интернациональный стандарт ISO/IEC 9899:1990. Эту версию языка обычно называют C89 или C90, для того, чтобы не путать её с оригинальной версией Си, которую обычно называют K&R C.

Язык подвергся небольшим изменениям в 1995 (изменения описаны в документе, который обычно называют Поправка 1). Более значительные изменения случились в 1999 году, когда был опубликован стандарт ISO/IEC 9899:1999. Язык, описанный в этом стандарте обычно называют C99. Термины «ANSI C», «ANSI/ISO C» и «ISO C», когда-то используемые для описания C99 из-за существования двух стандартов имеют двоякое толкование.

В 2011 году вместе с редакцией языка Си++ был выпущен стандарт C11. Несмотря на наличие стандарта 11 года, многие компиляторы до сих пор не поддерживают полностью даже версии C99, так что использование стандарта С11 будет указано явно.

ru-Cyrl 18- tutorial Sypachev S.S. 1989-04-14 [email protected] Stepan Sypachev students

Q&A


Всё ещё не понятно? – пиши вопросы на ящик email

C++ в современном мире / PVS-Studio corporate blog / Habr

Дискуссии о текущем положении C++ в мире программирования, как правило, делят участников на два фронта: одни этот язык недолюбливают, пророча ему скорую гибель; другие же наоборот утверждают, что на C++ писали, пишут и будут писать. Я бы сказал, что истина находится где-то посередине, но это означало бы, что C++ находится в неком «подвешенном» состоянии, в котором он был, например, между выходами стандартов C++03 и C++11. На самом деле всё обстоит немного иначе. Как? Давайте попробуем в этом разобраться.

Идём ко дну?


Ничего подобного. Может быть C++ не настолько популярен в плане изучения начинающими программистами, как C# или Java, может быть под него не затачиваются новые технологии, выпускаемые корпорациями-гигантами, может быть он не продвигается теми же Microsoft и Oracle, но сказать, что C++ пошёл на дно — значит нагло соврать. Программное обеспечение, написанное с использованием C++, никуда не делось и требует поддержки. Новое ПО, например, игровые движки, также вовсю использует C++, а стандарты C++11, C++14 и готовящийся C++17 только подтверждают, что дела у этого языка программирования идут неплохо. Но давайте обо всё по порядку.

C++11, C++14, C++17…


Как упоминалось ранее, между стандартами C++11 и C++03 язык находился в своеобразном «подвешенном» состоянии. Вроде бы развивались и дополнялась такие библиотеки, как boost, Qt и прочие, появился C++/CLI, а нового официального стандарта всё не было и не было.

Так продолжалось достаточно долго, да и стандарт C++11, планировавшийся к публикации в 2009 году, вышел только двумя годами позже. Но тем не менее вышел. И не просто вышел, а принёс собой множество дополнений, расширений и «синтаксического сахара». Писать с использованием нового стандарта стало проще и удобнее, в стандартную библиотеку было добавлено множество средств, облегчающих программистам жизнь. Была введена официальная поддержка параллельного программирования, что немаловажно, списки инициализации, призванные сделать код понятнее, лямбда-функции, наверняка нашедшие своих любителей… И это, конечно не всё, но статья немного об ином — перечислять все нововведения здесь смысла нет.

Отлично, стандарт C++11 вышел, а что дальше? Опять простой на 8 лет? А вот и нет. Ни для кого не новость, что уже вышел стандарт C++14. Нет, о таком расширении, какое привнёс C++11, и речи не идёт, но дополнения и улучшения имеют место быть.

Но что не менее важно — тенденция не потеряна и на горизонте уже виднеются заготовки для нового стандарта — C++17.

Несомненно, пройдёт некоторое время, прежде чем программисты познают все прелести новых стандартов и научатся грамотно применять нововведения. Тем не менее, эти нововведения должны положительно сказаться на качестве кода и программного обеспечения.

А что же со старым ПО?

Существующее программное обеспечение


С использованием C++ написано множество программного обеспечения. И, конечно, его необходимо поддерживать. Хотите взглянуть на реальные примеры? Пожалуйста, соответствующий список в помощь. Наверняка вы найдёте там немало знакомых продуктов. Не думаю, что кто-то кинется переписывать существующий работающий С++ код на C# или Java, только потому, что так будет удобнее в дальнейшем, потому, что «сборщики мусора» и т.д. и т.п. Выходит, что знания C++ снова необходимы. А с учётом того, что C++ стал намного удобнее в работе с выходом новых стандартов, идея писать модули/дополнения на современном C++ имеет место быть и не выглядит безумной. В дальнейшем такой код будет куда проще поддерживать. В то же время это всё тот же производительный C++, с обширнейшим набором возможностей. А дополненная стандартная библиотека позволит использовать уже готовые решения без необходимости изобретения велосипедов.

Популярность среди начинающих


На этом фронте дела идут не слишком гладко: С++ не слишком популярный язык среди начинающих программистов и существенно проигрывает таким языкам, как C# или Java. Почему? Тут можно выделить несколько причин:

Высокий порог вхождения


Наверное, нет такого программиста, который бы не слышал о сложности С++. Безусловно, язык обширен, нюансов — несчётное множество. Но что мы получаем взамен? Производительность + глубинный контроль происходящих процессов (особенно если несколько спуститься с C++ к чистому C). Тут опять же следует упомянуть про стандарт C++11, который более приветлив к новичкам, предлагая удобный синтаксис, различного рода контейнеры, алгоритмы и прочие удобные вещи, предназначенные облегчить жизнь и написание кода.

Тем не менее, хоть вероятность этого весьма снижена, прострелить себе ногу при желании всё же можно.

Слабое продвижение


Думаю, ни для кого не секрет, как продвигаются такие языки как C# или Java корпорациями-владельцами: Microsoft и Oracle. Не буду наверняка говорить про Java, так как с тенденциями на этом фронте не слишком знаком, но вот со стороны Microsoft продвижения весьма заметно. Большинство технологий Microsoft затачиваются именно под C#. Хакатоны, проводимые Microsoft, опять же проходят с использованием C#. Нет, это не плохо, просто констатация факта.

Для C++ такой поддержки нет. Да, для него выпускаются различные инструменты, позволяющие облегчить работу и процесс создания приложений. Тут стоит вспомнить тот же Qt, недавно вышедший ReSharper C++ от JetBrains. В Visual Studio 2015 ввели поддержку некоторых нововведений из последних стандартов, плюс некоторые дополнительные функции — работать стало удобнее.

Но с масштабом вышеупомянутых продвижений это всё же в сравнение не идёт.

Специализация


Несмотря на то, что C++ — язык, дающий разработчику, как говорится, все карты в руки, область его применения не всеобъемлюща и занимает определённую нишу. Конкуренты есть, это тоже оказывает свое влияние. Взять, например, мобильную разработку. Основные платформы заняты теми или иными языками: Windows Phone — C#, Android — Java, iOS — Objective-C. И это вовсе не означает, что под эти платформы нет возможности писать на C++, вопрос лишь в том, насколько это будет удобно и будет ли также эффективно. Для веба, разработка под который с каждым годом становится популярнее и популярнее, C++ тоже не очень подходит. Возможность работы с сокетами есть, библиотеки, наподобие Wt, есть. Но вы много слышали о веб-приложениях, работающих на С++? Вот и я нет. С учётом того, что мобильная и веб-разработка стали очень популярны и только набирают обороты, понятен выбор начинающих в пользу других языков.

TIOBE Index


Слова словами, но, как говорится, лучше 1 раз увидеть, чем 100 раз услышать.

Так что предлагаю взглянуть на текущее положение дел. Довольно популярным в этом плане является индекс TIOBE, отражающий рейтинги языка, его изменение в рейтинговой таблице и прочие показатели.

Как видно, по сравнению с прошлым годом C++ не только не сбавил позиций, но и смог войти в тройку лидеров. Более того — это один из двух языков в пятёрке лидеров, рейтинг которых пусть незначительно, но тем не менее поднялся.

Заключение


Думаю, что вы уже сформировали мнение о текущем положении C++ в современном мире. Позвольте и мне высказать своё.

Кричать о том, что C++ живее всех живых нельзя, так как это было бы ложью. Говорить про то, что C++ умирает также нельзя, так как это ещё большая ложь.
С++ жив и занимает свою определённую нишу. Выходящие стандарты добавляют новшеств в язык, делая его удобнее и проще в обращении. Программное обеспечение, написанное на этом языке, также никуда не делось и требует поддержки. В определённых областях C++ как нельзя лучше подходит для написания программного обеспечения, а это, в совокупности с вышеописанным, означает одно — C++ актуален, развивается и сдавать позиции не намерен.


Если хотите поделиться этой статьей с англоязычной аудиторией, то прошу использовать ссылку на перевод: Sergey Vasiliev. C++ in the modern world.

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 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++

Андерс Хейлсберг

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.

10 самых влиятельных языков программирования последних 50 лет и их создатели

В IT-вселенной существует множество языков программирования. С каждым годом их становится всё больше и больше. Например, сравнительно недавно появились языки Scala, Kotlin, Go и Closure. Но история говорит нам о том, что выживут лишь немногие из них.

Языки, о которых пойдёт здесь речь, внесли огромный вклад в мир разработки программного обеспечения. Именно поэтому они и попали в десятку самых влиятельных языков последних пятидесяти лет.

Языки — это важнейшая составляющая индустрии программирования. Их часто обсуждают, критикуют, их, с течением времени, улучшают. Они у всех на слуху, но их историю, хотя бы то, как зовут их создателей, знают далеко не все. Такое менее характерно для популярных языков. Например, все знают о том, что Джеймс Гослинг — это отец Java. Но далеко не каждый программист знает о том, кто создал Perl, Pascal, Lisp или Erlang.

Автор статьи, перевод которой мы сегодня публикуем, говорит, что к её написанию его подтолкнула вышеописанная ситуация. Здесь речь пойдёт о самых популярных и успешных языках программирования и об их создателях.

Топ-10 языков программирования и их создатели


Представляю вашему вниманию рассказ о десяти языках программирования и об их создателях. Языки здесь расположены в произвольном порядке за исключением первого в списке — языка Java. Я — Java-разработчик, поэтому решил поступить именно так.

Знаю о том, что многие C-программисты со мной не согласятся и посчитают, что первым в списке должен быть язык C. Их можно понять, ведь C — это самый старый из языков, которые всё ещё широко используются. Но эта статья не является неким рейтингом языков. Это — материал, который призван напомнить всем его читателям о мастерах компьютерного искусства, которые изменили мир языков программирования и разработки программного обеспечения.

1. Java — Джеймс Гослинг



Джеймс Гослинг

Java — это один из самых популярных и успешных языков программирования. Java создал доктор Джеймс Артур Гослинг. Он известен как «отец Java».

Изначально разработкой и поддержкой Java занималась компания Sun Microsystems. С января 2010 года, после того, как компанию Sun купила Oracle, этим занимается Oracle.

В основу Java положен принцип WORA («Write Once Run Anywhere», «Написано один раз, работает везде»). Платформонезависимость Java стала одной из фундаментальных причин успеха этого языка в корпоративной среде.

В настоящее время Java — это один из самых популярных языков. Если вы хотите изучить Java — взгляните на этот учебный курс.

2. C — Деннис Ритчи



Деннис Ритчи

Деннис Макалистэйр Ритчи, американский компьютерный специалист, занимался созданием языка программирования C в 1967 — 1973 годах в AT&T Bell Labs.

Язык C всё ещё весьма популярен. Он широко используется в системном программировании. Он старше Java, но не сдаёт своих позиций.

Деннис Ритчи, кстати, создал ещё и всемирно известную операционную систему Unix. Сделал он это вместе со своим давним коллегой Кеном Томпсоном.

Если сравнить популярность Денниса Ритчи с популярностью Билла Гейтса или Стива Джобса, то окажется, что сравнивать тут почти нечего. Но мало кто может сравниться с ним в том, какой вклад он сделал в мир информационных технологий. Об этом стоит знать каждому программисту. Если вы хотите изучить C — взгляните на эту специализацию на Coursera.

3. С++ — Бьёрн Страуструп



Бьёрн Страуструп

Бьёрн Страуструп родился 30 Декабря 1950 года в городе Орхус, в Дании. Он известен благодаря созданию и разработке широко используемого языка программирования C++. 

C++, как можно судить по названию языка, представляет собой язык нового поколения, следующего за языком C. C++ отличается поддержкой возможностей по объектно-ориентированному программированию. Это во времена появления C++ выглядело, в сравнении с C, невероятно интересно.

C++ всё ещё остаётся одним из самых популярных языков. Он, например, широко используется при разработке систем высокочастотного трейдинга из-за того, что код, написанный на C++, довольно-таки близок к системным возможностям компьютеров, и из-за того, что этот язык поддерживает популярные в наше время объектно-ориентированные возможности.

Если вы хотите изучить С++ с нуля — рекомендую взглянуть на этот учебный курс. В нём хорошо сочетаются теория и практика.

4. Python — Гвидо ван Россум



Гвидо ван Россум

Язык Python разработал Гвидо ван Россум из Центра математики и информатики (CWI). Python — это высокоуровневый язык общего назначения. При его проектировании особое внимание уделялось хорошей читабельности кода. Его синтаксис считается чистым и выразительным.

В США Python почти заменил Java в научной среде. В частности, это выражается в том, что современные студенты начинают осваивать программирование с изучения Python, а не C или Java, как это было раньше.

Python широко используется в разных сферах, в частности, в веб-разработке и в области информационной безопасности. Этот язык применяется в таких компаниях, как Google, Yahoo и Spotify. Вот хороший учебный курс по Python.

5. JavaScript — Брендан Эйх



Брендан Эйх

Если бы вы спросили меня о том, какой язык программирования можно назвать самым популярным в последние 5-10 лет, то я сказал бы, что это JavaScript. Он, совершенно определённо, господствует в мире клиентской веб-разработки, не в последнюю очередь — за счёт существующих JavaScript-библиотек. Кроме того, он пользуется серьёзной популярностью и в серверной среде — благодаря платформе Node.js.

JavaScript — это скриптовый язык, в котором используются механизмы прототипного наследования. Это — динамический язык со слабой типизацией, который поддерживает работу с функциями высшего порядка. JavaScript создал Брендан Эйх, работавший во время разработки этого языка в Netscape Communications Corporation.

JavaScript-код может выполняться в браузерах, на JavaScript пишут всё то, что приводит в движение современные веб-интерфейсы. JavaScript используется на практически каждом серьёзном сайте.

Если вы хотите изучить JavaScript — к вашим услугам огромное количество материалов.

6. PHP — Расмус Лердорф



Расмус Лердорф

Язык PHP (изначально он назывался Personal Home Page Tools, что переводится как «Инструменты для создания персональных веб-страниц») создал в 1995 году Расмус Лердорф. Вне зависимости от того, насколько сильно вы этот язык ненавидите, вам никуда не деться от того факта, что он довольно-таки популярен при разработке серверных частей современных веб-проектов.

В настоящее время эталонная реализация PHP разрабатывается силами The PHP Group. PHP соперничал с технологиями Microsoft Active Server Pages (ASP) и Java Server Pages (JSP) и в итоге стал гораздо более востребованным, чем они. Это — опенсорсный язык, который используется такими интернет-гигантами, как Facebook, Wikipedia, WordPress и Joomla.

Если вы хотите изучить PHP — загляните сюда.

7. Perl — Ларри Уолл



Ларри Уолл

Perl — это высокоуровневый, динамический, интерпретируемый язык программирования общего назначения. Его создал Ларри Уолл в середине 1980-х. Своей популярностью Perl обязан замечательными возможностями по обработке текстов.

Perl всё ещё является основным языком, используемым для разработки скриптов в UNIX-системах. Perl используется в сфере компьютерной графики, в приложениях для работы с базами данных, в сфере сетевого программирования. Среди компаний, которые используют этот язык, можно отметить IMDB, Amazon и Priceline. Вот хороший учебный курс по Perl.

8. Ruby — Юкихиро Мацумото



Юкихиро Мацумото

Язык Ruby был создан Юкихиро Мацумото в середине 1990-х в Японии. Программирование на Ruby — занятие увлекательное. Если вы пробовали веб-фреймворк Ruby on Rails, то вы меня поймёте.

Воздействие на Ruby оказали такие языки, как Perl, Ada, Lisp, Smalltalk. Этот язык создан в расчёте на то, чтобы писать программы на нём можно было бы быстро и приятно.

Ruby, в основном, используется при разработке веб-приложений. В частности, этот язык применяется в таких компаниях, как Twitter, Hulu и Groupon.

Вот учебный курс по Ruby.

9. Lisp — Джон Маккарти



Джон Маккарти

Язык Lisp (LISt Processing language, язык обработки списков) был разработан Джоном Маккарти. Это — один из старейших высокоуровневых языков, которые используются по сей день.

Я никогда не изучал Lisp, но говорят, что этот язык является прародителем таких языков функционального программирования, как Haskell, Erlang и Scala. Этот язык используется в самых разных сферах. В частности — в военной. По Lisp существует не так уж и много учебных курсов. Вот — один из них.

10. Pascal — Никлаус Вирт



Никлаус Вирт

Pascal — это императивный процедурный язык, разработанный в конце 1960-х Никлаусом Виртом. Этот язык оказал значительное влияние на IT-индустрию. Он создавался как компактный и эффективный язык, направленный на поддержание хорошего стиля программирования за счёт использования структурного подхода к разработке. Как и в случае с Lisp, по Pascal существует не так уж и много учебных курсов. Всё же язык это довольно старый. Но если вы хотите его изучить — загляните сюда.

Итоги


Я поделился с вами моим рассказом о 10 языках программирования и об их создателях. Все, о ком я рассказал, внесли серьёзный вклад в развитие IT-индустрии. Без них современный мир был бы совсем другим.

Уважаемые читатели! Если бы вы составляли список самых влиятельных языков программирования, подобный этому, какие языки вы включили бы в него?

История языков программирования — Википедия

Прогресс компьютерных технологий определил процесс появления новых разнообразных знаковых систем для записи алгоритмов языков программирования. Смысл появления такого языка — упрощение программного кода.

С каждым днём наш мир становится более мобильным и информационным. Всё больше и больше компьютеры вступают в нашу повседневную жизнь, и чтобы облегчить наше общение с ними создаётся новое ПО с помощью различных языков программирования.

Языки программирования принято делить на пять поколений. В первое поколение входят языки, созданные в начале 50-х годов, когда первые компьютеры только появились на свет. Это был первый язык ассемблера, созданный по принципу «одна инструкция — одна строка».

Машинные коды и Ассемблер[править | править код]

Физические принципы работы электронных устройств ЭВМ таковы, что компьютер может воспринимать команды, состоящие только из единиц и нулей — последовательность перепада напряжения, то есть машинный код. На начальной стадии развития ЭВМ человеку было необходимо составлять программы на языке, понятном компьютеру, в машинных кодах. Каждая команда состояла из кода операций и адресов операндов, выраженных в виде различных сочетаний единиц и нулей. Итак, любая программа для процессора выглядела на то время как последовательность единиц и нулей.

Как показала в дальнейшем практика общения с компьютером, такой язык громоздок и неудобен. При пользовании им легко допустить ошибку, записав не в той последовательности 1 или 0. Программу очень трудно контролировать. Кроме того, при программировании в машинных кодах надо хорошо знать внутреннюю структуру ЭВМ, принцип работы каждого блока. И самое плохое в таком языке, что программы на данном языке — очень длинные последовательности единиц и нулей являются машинно зависимыми, то есть для каждой ЭВМ необходимо было составлять свою программу, а так же программирование в машинных кодах требует от программиста много времени, труда, повышенного внимания.

Довольно скоро стало понятно, что процесс формирования машинного кода можно автоматизировать. Уже в 1950 году для записи программ начали применять мнемонический язык — язык assembly. Язык ассемблера позволил представить машинный код в более удобной для человека форме: для обозначения команд и объектов, над которыми эти команды выполняются, вместо двоичных кодов использовались буквы или сокращенные слова, которые отражали суть команды. Например, на языке ассемблера команда сложения двух чисел обозначается словом add, тогда как ее машинный код может быть таким: 000010.

Ассемблер — язык программирования низкого уровня. Язык программирования низкого уровня — язык программирования, который ориентирован на конкретный тип процессора и учитывает его особенности. В данном случае «низкий уровень» не значит «плохой». Имеется в виду, что операторы языка близки к машинному коду и ориентированы на конкретные команды процессора. Появление языка ассемблера значительно облегчило жизнь программистов, так как теперь вместо рябящих в глазах нулей и единиц, они могли писать программу командами, состоящими из символов приближенных к обычному языку. Для того времени этот язык был новшеством и пользовался популярностью так как позволял писать программы небольшого размера, что при тех машинах критерий значительный.

Но сложность разработки в нём больших программных комплексов привела к появлению языков третьего поколения — языков высокого уровня. Но на этом применение ассемблера не закончилась, он пользуется популярностью в узких кругах и по сей день. Сейчас его используют в написании отдельных фрагментов программ или иногда в написании самих программ. Примеров может быть много, но самые яркие это использование ассемблера в написании драйверов, игр и загрузчиков ОС. Не стоит забывать, что у хакеров этот язык так же пользуется популярностью, в связи с тем, что скорость работы полученной программы значительно выше скорости программы написанной на языке программирования высокого уровня. Это объясняется тем, что получившийся размер программы очень мал. Разработчики антивирусов так же используют ассемблер в некоторых модулях своих программ, что так же обеспечивает их быстродействие.[1]

Первые языки программирования высокого уровня[править | править код]

Середина 50-х гг. характеризуется стремительным прогрессом в области программирования. Роль программирования в машинных кодах стала уменьшаться, стали появляться языки программировании нового типа, выступающие в роли посредника между машинами и программистами. Наступило время второго и третьего поколений языков программирования.

С середины 50-х гг. XX в. начали создавать первые языки программирования высокого уровня (high-level programming languages). Эти языки не были привязаны к определенному типу ЭВМ (машинонезависимы). Для каждого из них были разработаны собственные компиляторы. Компиляция — трансляция программы, составленной на исходном языке высокого уровня, в эквивалентную программу на низкоуровневом языке, близком машинному коду (абсолютный код, объектный модуль, иногда язык ассемблера).

Язык программирования FORTRAN[править | править код]

Первый язык высокого уровня Фортран был создан в период с 1954 по 1957 год группой программистов под руководством Джона Бэкуса в корпорации IBM. Он предназначался для научных и технических расчетов. Название Fortran является сокращением от FORmula TRANslator (переводчик формул).

История языка[править | править код]

В конце 1953 Джон Бэкус предложил начать разработку эффективной альтернативы ассемблеру для программирования на ПК IBM 704. Уже к середине 1954 была закончена черновая спецификация языка Fortran. Первое руководство для Fortran появилось в октябре 1956 вместе с первым компилятором, поставленным в апреле 1957. Компилятор был оптимизирующим, потому что клиенты отказывались использовать язык программирования высокого уровня, который генерировал код с производительностью ниже, чем у ассемблера.

В то время сообщество относилось скептически к новому способу программирования и не верили в то, что Fortran позволит программировать быстрее и эффективнее. По словам самого Джона Бэкуса, большая часть его работы была направлена на то, чтобы «быть ленивым». Ему жутко не нравилось писать программы под IBM 701 на ассемблере.

Язык был широко принят учеными для написания программ с интенсивными вычислениями. Включение комплексного типа данных сделало его особенно подходящим для технических приложений.

К 1960 году существовали версии Fortran для компьютеров IBM 709, 650, 1620, 7090. Его большая популярность побуждала конкурирующих изготовителей компьютеров создавать компиляторы Fortran для своих компьютеров. Таким образом, уже к 1963 существовало более 40 компиляторов для разных платформ. Именно поэтому Fortran считают первым широко используемым языком программирования.[2]

Фортран в СССР[править | править код]

Фортран в СССР появился позже, чем на Западе, поскольку поначалу у нас более перспективным языком считался Алгол. Во внедрении Фортрана большую роль сыграло общение советских физиков со своими коллегами из CERN, где в 1960-х годах почти все расчёты велись с использованием программ на Фортране.

Первый советский компилятор с Фортрана был создан в 1967 г. для машины «Минск-2», однако он не получил большой известности. Широкое внедрение Фортрана началось после создания в 1968 г. компилятора ФОРТРАН-ДУБНА для машины БЭСМ-6. Машины ЕС ЭВМ, появившиеся в 1972 г., уже изначально имели транслятор Фортрана («позаимствованный» с IBM/360 вместе с другим программным обеспечением)

Современный Фортран. Достоинства языка[править | править код]

Фортран широко использовался в основном для научных и инженерных вычислений. Он прекрасно подходит для решения численных задач, так как за время его существования было написано множество библиотек. Он используется и по сей день, но не столько по причине удачного дизайна, сколько в силу большого количества написанных на нём программ, изменять и, тем более, переписывать которые нет смысла. Его структура способствует тому, что компилятор может очень хорошо оптимизировать вычисления.

Среди учёных ходит такая присказка, что любая математическая задача уже имеет решение на Фортране, и, действительно, можно найти среди тысяч фортрановских пакетов, и пакет для перемножения матриц, и пакет для решения сложных интегральных уравнений, и многие, многие другие.

Язык программирования ALGOL 69[править | править код]

Причина появления языка ALGOL[править | править код]

Поскольку Фортран оказался столь успешным языком, в Европе возникли опасения, что IBM будет доминировать в компьютерной отрасли[источник?]. Немецкое Общество прикладной математики и механики (GAMM) создало комитет по разработке универсального языка. В то же время Ассоциация вычислительной техники (ACM) организовала похожий комитет в США. Несмотря на то, что у европейцев было некоторое беспокойство по поводу господства американцев, оба этих комитета слились в один.

Алгол был разработан в 1958 году на недельной конференции в ETH (Цюрих, Швейцария) как универсальный язык программирования для широкого круга применений, а затем доработан комитетом, созданным Международной федерацией по обработке информации. В комитет вошёл ряд ведущих европейских и американских учёных и инженеров-разработчиков языков, среди которых были Джон Бэкус, Джон Маккарти, Петер Наур, Эдсгер Дейкстра и Джозеф Уэгстен, впоследствии возглавивший комитет по разработке языка Кобол.

В ходе работы возникали большие трудности непринципиального характера. Так, например, один из членов комитета вспоминал «десятичную бурю» — крайне резкую дискуссию между американскими и европейскими участниками по поводу того, какой именно символ должен быть использован в качестве разделителя целой и дробной частей числа. Американцы настаивали на точке, европейцы же требовали применять традиционную для Европы запятую. Чтобы избежать конфликтов по мелким вопросам, было решено, что описание Алгола будет трёхуровневым, включающим уровень описаний, публикаций и реализации. Мелкие вопросы, типа выбора между точкой и запятой или используемого алфавита, были вынесены на второй-третий уровень, что позволило относительно быстро решить принципиальные вопросы. На уровне публикаций, согласованном позже, допускалось использование национальных ключевых слов и стандартов представления данных (в том числе и десятичной точки), уровень реализации определял язык совершенно строго — согласно ему должны были строиться трансляторы.

Вначале предлагавшееся название ALGOL (ALGOrithmic Language) было отвергнуто. Но поскольку оно стало общеупотребительным, официальное имя IAL пришлось впоследствии изменить на ALGOL 58.

Новая версия появилась в 1960 г., и ALGOL 60 (с небольшими изменениями, сделанными в 1962 г.) с 60-х и до начала 70-х гг. прошлого века был стандартом академического языка программирования.

У нового языка нашлись как приверженцы, так и критики. В США Алгол приняли холодно, он был популярен только в академической среде, и то не повсеместно. Те, кто попытался реализовать Алгол, столкнулись с целым рядом сложностей.

Так, например, обнаружилось, что ни один из существовавших тогда компьютеров не поддерживал ввод-вывод всех 116 литер, из которых состоял алфавит Алгола.

А вот в Европе Алгол приняли с энтузиазмом. Он быстро завоевал популярность в академической среде, повсеместно шла разработка компиляторов, многие из которых, несмотря на сложности реализации, оказались весьма успешными. Алгол распространился от Великобритании до Дальнего востока СССР, став как универсальным языком описания алгоритмов в научных публикациях, так и средством реального программирования.

Свойства языка. Его достоинства и недостатки[править | править код]

В Алголе появилось представление о программе не как о свободной последовательности команд, а как о блочной структуре, состоящей из чётко описанных и отделённых друг от друга частей. Основной блок программы на Алголе — это сама главная программа. Она содержит свою исполняемую часть, заключённую в блок, ограниченный парой ключевых слов begin и end, а также описания подпрограмм. Каждая подпрограмма — это программа в миниатюре, имеющая собственные, описанные внутри неё данные, однозначно определённый интерфейс в виде имени и списка формальных параметров, и блок кода.

При этом в блоке могут выделяться подблоки.

Были выделены структурные управляющие конструкции: ветвления, циклы, последовательные участки, исполняющие условно или многократно вложенные наборы операторов, также ограниченные теми же ключевыми словами begin и end.

Современным программистам подобная структура программы кажется очевидной, кое в чём устаревшей и не всегда удобной, но на момент появления Алгола всё это было заметным шагом вперёд. Программы становились регулярными, это давало возможность наращивать их по объёму, сохраняя обозримыми, понятными, доступными анализу и исправлению. Именно на базе Алгола и его языков-потомков были выполнены успешные работы по аналитическому доказательству правильности программ.

В Алголе было предложено два способа передачи параметров в подпрограмму — по имени и по значению. Если второй способ возражений не вызывает (он широко используется в абсолютном большинстве языков по сей день), то первый (он предполагает, что в процедуру передаётся имя фактического параметра, и процедура работает так, как будто в точке обращения записан её код, где вместо формального параметра написано имя фактического) приводил к трудностям реализации компиляторов и появлению труднообнаруживаемых ошибок.

Язык программирования LISP[править | править код]

Язык Лисп был предложен Дж. Маккарти в работе в 1960 году и ориентирован на разработку программ для решения задач не численного характера. Английское название этого языка — LISP является аббревиатурой выражения LISt Processing (обработка списков) и хорошо подчеркивает основную область его применения. Понятие «список» оказалось очень емким.

В виде списков удобно представлять алгебраические выражения, графы, элементы конечных групп, множества, правила вывода и многие другие сложные объекты. Списки являются наиболее гибкой формой представления информации в памяти компьютеров. Неудивительно поэтому, что удобный язык, специально предназначенный для обработки списков, быстро завоевал популярность.

Развитие языка[править | править код]

На протяжении почти сорокалетней истории его существования появился ряд диалектов этого языка: Common LISP, Mac LISP, Inter LISP, Standard LISP и др.

Различия между ними не носят принципиального характера и в основном сводятся к несколько отличающемуся набору встроенных функций и некоторой разнице в форме записи программ. Поэтому программист, научившийся работать на одном из них, без труда сможет освоить и любой другой.

Основные достоинства языка[править | править код]

Большим достоинством Лиспа является его функциональная направленность, то есть программирование ведется с помощью функций. Причем функция понимается как правило, сопоставляющее элементам некоторого класса соответствующие элементы другого класса. Сам процесс сопоставления не оказывает никакого влияния на работу программы, важен только его результат — значение функции. Это позволяет относительно легко писать и отлаживать большие программные комплексы. Ясность программ, четкое разграничение их функций, отсутствие каверзных побочных эффектов при их выполнении является обязательными требованиями к программированию таких логически сложных задач, каковыми являются задачи искусственного интеллекта.

Дисциплина в программировании становится особенно важной, когда над программой работает не один человек, а целая группа программистов.

Язык программирования COBOL[править | править код]

Кобол был разработан в 1959 году и предназначался прежде всего для написания программ для разработки бизнес приложений, а так же для работы в экономической сфере.

Спецификация языка была создана в 1959 году. Создатели языка ставили своей целью сделать его машинонезависимым и максимально приближенным к естественному английскому языку. Обе цели были успешно достигнуты; программы на COBOL считаются понятными даже неспециалистам, поскольку тексты на этом языке программирования не нуждаются в каких-либо специальных комментариях (самодокументирующиеся программы).

Достоинства и недостатки[править | править код]

COBOL — язык очень старый и в свое время использовался крайне активно, поэтому существует множество реализаций и диалектов. Для языка был утвержден ряд стандартов: в 1968, 1974, 1985 и 2002 годах. Последний стандарт добавил в язык поддержку объектно-ориентированной парадигмы.

Язык позволяет эффективно работать с большим количеством данных, он насыщен разнообразными возможностями поиска, сортировки и распределения. К числу других плюсов COBOL обычно относят его структурированность. Довольно мощные компиляторы с этого языка разработаны для персональных компьютеров. Некоторые из них столь эффективны, что программу, отлаженную на персональном компьютере, нетрудно перенести на большие ЭВМ.

Перечисляя минусы, нельзя не вспомнить о том, что на Коболе можно запрограммировать лишь простейшие алгебраические вычисления. Для сложных инженерных расчетов этот язык не годится.

Выводы по данному периоду развития языков программирования[править | править код]

На заре компьютеризации (в начале 1950-х г.г.), машинный язык был единственным языком, большего человек к тому времени не придумал. Языки низкого уровня мало похожи на нормальный, привычный человеку язык. Большие, громоздкие программы на таких языках пишутся редко. Зато если программа будет написана на таком языке, то она будет работать быстро, занимая маленький объем и допуская минимальное количество ошибок. Чем ниже и ближе к машинному уровень языка, тем меньше и конкретнее задачи, которые ставятся перед каждой командой.

Для спасения программистов от сурового машинного языка программирования, были созданы языки высокого уровня (то есть немашинные языки), которые стали своеобразным связующим мостом между человеком и машинным языком компьютера. Языки высокого уровня работают через трансляционные программы, которые вводят «исходный код» (гибрид английских слов и математических выражений, который считывает машина), и в конечном итоге заставляет компьютер выполнять соответствующие команды, которые даются на машинном языке.

С появлением языков высокого уровня программисты получили возможность больше времени уделять решению конкретной проблемы, не отвлекаясь особенно на весьма тонкие вопросы организации самого процесса выполнения задания на машине. Кроме того, появление этих языков ознаменовало первый шаг на пути создания программ, которые вышли за пределы научно-исследовательских лабораторий и финансовых отделов.

Подводя итог данному периоду развития языков программирования, можно сделать вывод, что языки программирования высокого уровня (FORTRAN, ALGOL, LISP, COBOL и т. д.) не похожи на язык ассемблера. Языки высокого уровня разработаны специально для того, чтобы можно было иметь дело непосредственно с задачей, решаемой программой. В этом качестве они иногда называются процедурными языками, поскольку описывают процедуру, используемую для решения задачи. Языки высокого уровня машинонезависимы. Программы же на языке ассемблера непосредственно относятся к той машине, на которой они должны выполняться.

Достоинства языков программирования высокого уровня:

  1. Алфавит языка значительно шире машинного, что делает его гораздо более выразительным и существенно повышает наглядность и понятность текста;
  2. Набор операций, допустимых для использования, не зависит от набора машинных операций, а выбирается из соображений удобства формулирования алгоритмов решения задач определенного класса;
  3. Конструкции операторов задаются в удобном для человека виде;
  4. Поддерживается широкий набор типов данных.

Недостатком языков высокого уровня является больший размер программ по сравнению с программами на языке низкого уровня. Поэтому в основном языки высокого уровня используются для разработок программного обеспечения компьютеров и устройств, которые имеют большой объем памяти. А разные подвиды ассемблера применяются для программирования других устройств, где критичным является размер программы.

Неизвестно, насколько бы ускорилось развитие программирования, если бы наработки Цузе стали доступны другим учёным в конце 40-х годов, но на практике с развитием компьютерной техники сначала получил распространение машинный язык. С его помощью программист мог задавать команды, оперируя с ячейками памяти, полностью используя возможности машины. Суть этого языка — набор кодов, обязательно понятных процессору, к которому обращаются. Части («слова») этого языка называются инструкциями, каждая из которых представляет собой одно элементарное действие для центрального процессора, как, например, считывание информации из ячейки памяти. Лишь при понимании устройства компьютерного оборудования и знания этих целочисленных кодов можно было непосредственно управлять процессором. Тогда ещё компьютеры были простыми вычислительными машинами, применяемыми для различных математических расчётов. Но они развивались, а использование большинства компьютеров на уровне машинного языка затруднительно, особенно сложным было чтение и модификация подобных программ, что усугублялось использованием абсолютной адресации памяти[3]. Поэтому со временем от использования машинных кодов пришлось отказаться.

Например, для организации чтения блока данных с гибкого диска программист может использовать 16 различных команд, каждая из которых требует 13 параметров, таких как номер блока на диске, номер сектора на дорожке и т. п. Когда выполнение операции с диском завершается, контроллер возвращает 23 значения, отражающие наличие и типы ошибок, которые необходимо анализировать. Уже одно обращение к процессору громоздко, а анализ ошибок и вовсе представляется невообразимым, особенно, если не именно с этим процессором приходиться работать. Таким образом, набор команд машинного языка сильно зависит от типа процессора.

На протяжении 1950-х годов запросы на разработку программного обеспечения возросли и программы стали очень большими. Приходилось писать очень много кода, хотя обеспечение и было весьма простым: по тем временам дизайн рабочего стола был проще нынешнего, программы работали с элементарными вещами, а компьютер только ещё начинал победно шествовать. Однако программы запутывались всё больше, их структура усложнилась, потому что всё время развивалась компьютерная техника. Тогда стали пользоваться специальными программами-сборщиками программ из маленьких кусочков кодов — ассемблерами. Начался новый этап развития.

Теперь, когда была нужна эффективная программа, вместо машинных языков использовались близкие к ним машиноориентированные языки ассемблера. К таковым относились, например, Autocode, с 1954-го г. — IPL (предшественник языка LISP), с 1955-го г. — FLOW-MATIC . Теперь люди стали использовать мнемонические команды взамен машинных команд.

Но даже работа с ассемблером достаточно сложна и требует специальной подготовки. Например, для процессора Zilog Z80 машинная команда 00000101 предписывает процессору уменьшить на единицу свой регистр B. На языке ассемблера это же будет записано как DEC B.

Следующий шаг был сделан в 1954 году, когда была начата разработка языка высокого уровня — Фортран (англ. FORTRAN — FORmula TRANslator), компилятор для которого впервые появился в апреле 1957 года[4]. К разработке такого языка подтолкнули новые возможности внедрённого в 1954 году компьютера IBM 704, в котором на аппаратном уровне были реализованы индексная адресация и операции с плавающей точкой[5]. Вслед за ним появились и некоторые другие языки, например: LISP, ALGOL 58, FACT. Языки высокого уровня имитируют естественные языки, используя некоторые слова разговорного языка и общепринятые математические символы. Эти языки более удобны для человека, с помощью них можно писать программы до нескольких тысяч строк длиной. Условными словами можно было, как привычно человеку, гораздо более просто выразить сложную программную операцию из битов. Однако ранние варианты Фортрана значительно уступают поздним концепциям и языкам, использовался он для создания относительно простых по современным меркам программ[6].

Во второй половине 50-х интернациональная команда разработчиков попыталась создать универсальный язык программирования. В результате появился ALGOL 58 (англ. ALGOrithmic Language), по многим параметрам являвшийся наследником Фортрана. В него были добавлены новые концепции и обобщения, формализована концепция типов данных, разрешено использование идентификаторов любой длины, когда в Фортране было ограничение в 6 символов[7]. Этот вариант языка был скорее черновым, поэтому в январе 1960 года в Париже состоялось второе собрание комитета по его разработке, где было решено внести значительные изменения. Новый вариант получил название ALGOL 60, основными новшествами в нём были: концепция блочной структуры, возможность создания рекурсивных процедур, автоматические массивы[8]. Несмотря на свои многочисленные достоинства, ALGOL так и не получил большого распространения, в первую очередь из-за сложности в его реализации и отсутствии поддержки от корпорации IBM[9].

В дальнейшем появились COBOL (1959), Паскаль (1970), Си (1972).

Появление структурного программирования[править | править код]

К концу 1960-х годов в связи с ростом сложности программ и дальнейшим развитием программных средств возникла необходимость увеличить производительность труда программистов, что привело к разработке структурного программирования. Основоположником данной методологии считается Эдсгер Дейкстра, который в 1968 году опубликовал своё знаменитое письмо «Оператор Goto считается вредным»[10], а также описал основные принципы структурного программирования[11]. С развитием структурного программирования следующим достижением были процедуры и функции. То есть, если есть задача, которая выполняется несколько раз, то её можно объявить как функцию или как процедуру и в выполнении программы просто вызывать её. Общий код программы в данном случае становится меньше. Это способствовало созданию модульных программ.

Следующим достижением было объединение разнородных данных, которые используются в программе в связке, в структуры.

Структуры — это составные типы данных, построенные с использованием других типов данных. Например, структура времени разбивается на: часы, минуты, секунды. В свою очередь и часы, и минуты, и секунды описаны при помощи более простых и элементарных типов данных. И вместо работы с отдельными переменными, в которых легко запутаться, можно перейти к структуре «время», включающее в себя уже часы, минуты и секунды, и работать с ней, как с единым типом одного формата.

Структурное программирование предполагает точно обозначенные управляющие структуры, программные блоки, отсутствие инструкций безусловного перехода (GOTO), автономные подпрограммы, поддержку рекурсии и локальных переменных. Суть такого подхода заключается в возможности разбиения программы на составляющие элементы с увеличением читабельности программного кода[12].

Также создавались функциональные (аппликативные) языки (Пример: Lisp — англ. LISt Processing, 1958) и логические языки (пример: Prolog — англ. PROgramming in LOGic, 1972).

Хотя внедрение структурного программирования дало положительный результат, даже оно оказывалось несостоятельным тогда, когда программа достигала определённой длины. Для того чтобы написать более сложную и длинную программу, нужен был новый подход к программированию.

При использовании структур данных в программе вырабатываются и соответствующие им функции для работы с ними. Это привело к мысли их объединить и использовать совместно, так появились классы.

Класс — это структура данных, содержащая в себе не только переменные, но и функции, которые работают с этими переменными.

Коротко, это достижение в области программирования было очень велико. Теперь программирование можно было разбить на классы и тестировать не всю программу, состоящую из 10 000 строк кода, а разбить программу на 100 классов, и тестировать каждый класс. Это существенно облегчило написание программного продукта.

В итоге в конце 1970-х и начале 1980-х были разработаны принципы объектно-ориентированного программирования. ООП сочетает лучшие принципы структурного программирования с новыми концепциями инкапсуляции, полиморфизма подтипов и наследования.

Первым объектно-ориентированным языком программирования является Симула-67, в котором впервые появились классы[13]. Концепции ООП получили дальнейшее развитие в языке Smalltalk, в котором также были заложены основы систем с оконным управлением[14]. Более поздними примерами объектно-ориентированных языков являются Object Pascal, C++, Java, C# и др.

ООП позволяет оптимально организовывать программы, разбивая проблему на составные части, и работая с каждой по отдельности. Программа на объектно-ориентированном языке, решая некоторую задачу, по сути, описывает часть мира, относящуюся к этой задаче.

  1. Р.Богатырев. Природа и эволюция сценарных языков. — Мир ПК, 2001.
  2. Е.К. Хеннера. Информатика под редакцией Е.К. Хеннера. — Академия, 2004.
  3. ↑ Себеста, 2001, с. 61.
  4. ↑ Себеста, 2001, с. 65.
  5. ↑ Себеста, 2001, с. 63-64.
  6. ↑ Себеста, 2001, с. 68.
  7. ↑ Себеста, 2001, с. 76.
  8. ↑ Себеста, 2001, с. 78.
  9. ↑ Себеста, 2001, с. 79.
  10. David R. Tribble. Go To Statement Considered Harmful: A Retrospective (англ.) (37.11.2005). Дата обращения 13 февраля 2015.
  11. Edsger W. Dijkstra. Notes on Structured Programming (англ.). Техасский университет (04.1970). Дата обращения 13 февраля 2015.
  12. ↑ Йодан Э. Структурное проектирование и конструирование программ. — Пер. с англ. — М.: Мир, 1979. — 415с. — С. 174.
  13. ↑ Себеста, 2001, с. 92-93.
  14. ↑ Себеста, 2001, с. 111.
  • Роберт У. Себеста. Основные концепции языков программирования. — 5-е изд.. — М.: Вильямс, 2001. — 672 с. — ISBN 5-8459-0192-8.

С++ — это… Что такое С++?

Проект под названием STLport[2], основанный на SGI STL, осуществляет постоянное обновление STL, IOstream и строковых классов. Некоторые другие проекты также занимаются разработкой частных применений стандартной библиотеки для различных конструкторских задач. Каждый производитель компиляторов Си++ обязательно поставляет какую-либо реализацию этой библиотеки, так как она является очень важной частью стандарта и широко используется.

Объектно-ориентированные особенности языка

Си++ добавляет к Си объектно-ориентированные возможности. Он вводит классы, которые обеспечивают три самых важных свойства ООП: инкапсуляцию, наследование и полиморфизм.

Существует два значения слова класс. В широком смысле класс — это пользовательский тип, объявленный с использованием одного из ключевых слов class, struct или union. В узком смысле класс — это пользовательский тип, объявленный с использованием ключевого слова class.

Инкапсуляция

Основным способом организации информации в Си++ являются классы. В отличие от типа структура (struct) языка Си, которая может состоять только из полей и вложенных типов, класс (class) Си++ может состоять из полей, вложенных типов и функций-членов (member functions). Члены класса бывают публичными (открытыми, public), защищёнными (protected) и собственными (закрытыми, приватными, private). В Си++ тип структура аналогичен типу класс, отличие в том, что по умолчанию члены и базовые классы у структуры публичные, а у класса — собственные.

С открытыми (публичными) членами класса можно делать снаружи класса всё, что угодно. К закрытым (приватным) членам нельзя обращаться извне класса, чтобы не нарушить целостность данных класса. Попытка такого обращения вызовет ошибку компиляции. К таким членам могут обращаться только функции-члены класса (а также так называемые функции-друзья и функции-члены классов-друзей; о понятии друзей в C++ см. ниже). Помимо открытых и закрытых членов класса, могут быть ещё и защищённые — это члены, доступные содержащему их классу, его друзьям, а также производным от него классам. Такая защита членов называется инкапсуляцией.

Используя инкапсуляцию, автор класса может защитить свои данные от некорректного использования. Кроме того, она задумывалась для облегчения совместной разработки классов. Имелось в виду, что при изменении способа хранения данных, если они объявлены как защищённые или собственные, не требуется соответствующих изменений в классах, которые используют изменённый класс. Например, если в старой версии класса данные хранились в виде линейного списка, а в новой версии — в виде дерева, те классы, которые были написаны до изменения формата хранения данных, переписывать не потребуется, если данные были приватными или защищёнными (в последнем случае — если использующие классы не были классами-наследниками), так как ни один из них этих классов не мог бы напрямую обращаться к данным, а только через стандартные функции, которые в новой версии должны уже корректно работать с новым форматом данных. Даже оператор доступа operator [] может быть определён как такая стандартная функция.

Используя инкапсуляцию, структуру Array из предыдущего раздела можно переписать следующим образом:

class Array {
public:
    void Alloc(int new_len);
    void Free();
    inline double Elem(int i);
    inline void ChangeElem(int i, double x);
protected:
    int len;
    double* val;
};
 
void Array::Alloc(int new_len) 
    {if (len>0) Free(); len=new_len; val=new double[new_len];}
void Array::Free() {delete [] val; len=0;}
inline double Array::Elem(int i) 
    {assert(i>=0 && i<len ); return val[i];}
inline void Array::ChangeElem(int i, double x) 
    {assert(i>=0 && i<len); val[i]=x;}

И далее

Array a;
a.Alloc(10);
a.ChangeElem(3, 2.78);
double b = a.Elem(3);
a.Free();

Здесь массив a имеет 4 публичных функции-члена и 2 защищённых поля. Описатель inline означает подсказку компилятору, что вместо вызова функции её код следует подставить в точку вызова, чем иногда можно достичь большей эффективности.

Описание функций в теле класса

В теле класса можно указать только заголовок функции, а можно описать всю функцию. Во втором случае она считается встраиваемой (inline), например:

class Array {
public:
    void Alloc(int _len) 
        {if (len==0) Free(); len=_len; val=new double[len];}

и так далее.

Конструкторы и деструкторы

Однако в приведённом примере не решена важная проблема: функции Alloc и Free по-прежнему надо вызывать вручную. Другая проблема данного примера — опасность оператора присваивания.

Для решения этих проблем в язык были введены конструкторы и деструкторы. Конструктор вызывается каждый раз, когда создаётся объект данного типа; деструктор — при уничтожении. При преобразованиях типов с участием экземпляров классов тоже вызываются конструкторы и деструкторы.

С конструкторами и деструктором класс выглядит так:

class Array {
public:
    Array() : len(0), val(NULL) {}
    Array(int _len) : len(_len) {val = new double[_len];}
    Array(const Array& a);
    ~Array() { Free(); }
    inline double Elem(int i);
    inline void ChangeElem(int i, double x);
protected:
    void Alloc(int _len);
    void Free();
    int len;
    double* val;
};
 
Array::Array(const Array& a) : len(a.len)
{
    val = new double[len];
    for (int i=0; i<len; i++)
        val[i] = a.val[i];
}

Здесь Array::Array — конструктор, а Array::~Array — деструктор. Конструктор копирования (copy constructor) Array::Array(const Array&) вызывается при создании нового объекта, являющегося копией уже существующего объекта. Теперь объект класса Array нельзя испортить: как бы мы его ни создавали, что бы мы ни делали, его значение будет хорошим, потому что конструктор вызывается автоматически. Все опасные операции с указателями спрятаны в закрытые функции.

Array a(5); // вызывается Array::Array(int)
Array b;    // вызывается Array::Array()
Array c(a); // вызывается Array::Array(const Array&)
Array d=a;  // то же самое
b=c;        // происходит вызов оператора =
            // если он не определён (как в данном случае), то вызывается оператор присваивания по умолчанию, который
            // осуществляет копирование базовых подобъектов и почленное копирование нестатических членов-данных.
            // как правило конструктор копий и оператор присваивания переопределяются попарно

Оператор new тоже вызывает конструкторы, а delete — деструкторы.

По умолчанию, каждый класс имеет неявно объявленные конструктор без параметров, копирующий конструктор, копирующий оператор присваивания и деструктор.

Класс может иметь сколько угодно конструкторов (с разными наборами параметров), но только один деструктор (без параметров).

Другие возможности функций-членов

Функции-члены могут быть и операциями:

class Array {
...
    inline double &operator[] (int n)
    {
         return val[n];
    }

И далее

Array a(10);
...
double b = a[5];

Функции-члены (и только они) могут иметь описатель const

class Array {
...
    inline double operator[] (int n) const;

Такие функции не имеют права изменять поля класса (кроме полей, определённых как mutable). Если они пытаются это сделать, компилятор должен выдать сообщение об ошибке.

Наследование

Для создания классов с добавленной функциональностью вводят наследование. Класс-наследник имеет поля и функции-члены базового класса, но не имеет права обращаться к собственным (private) полям и функциям базового класса. В этом и заключается разница между собственными и защищёнными членами.

Класс-наследник может добавлять свои поля и функции или переопределять функции базового класса.

По умолчанию, конструктор наследника без параметров вызывает конструктор базового класса, а затем конструкторы нестатических членов-данных, являющихся экземплярами классов. Деструктор работает в обратном порядке. Другие конструкторы приходится определять каждый раз заново. К счастью, это можно сделать вызовом конструктора базового класса.

class ArrayWithAdd : public Array {
    ArrayWithAdd(int n) : Array(n) {}
    ArrayWithAdd() : Array() {}
    ArrayWithAdd(const Array& a) : Array(a) {}
    void Add(const Array& a);
};

Наследник — это больше чем базовый класс, поэтому, если наследование открытое, то он может использоваться везде, где используется базовый класс, но не наоборот.

Наследование бывает публичным, защищённым и собственным. При публичном наследовании, публичные и защищённые члены базового класса сохраняют свой статус, а к собственным не могут обращаться даже функции-члены наследника. Защищённое наследование отличается тем, что при нём публичные члены базового класса являются защищёнными членами наследника. При собственном наследовании все члены базового класса становятся собственными членами класса-наследника. Таким образом, пользователь производного класса не может обращаться к членам базового класса, даже если они объявлены как публичные. Класс-наследник делает их собственными с помощью собственного наследования. Как правило, публичное наследование встречается значительно чаще других.

Класс может быть наследником нескольких классов. Это называется множественным наследованием. Такой класс обладает полями и функциями-членами всех его предков. Например, класс FlyingCat (ЛетающийКот) может быть наследником классов Cat (Кот) и FlyingAnimal (ЛетающееЖивотное)

class Cat {
    ...
    void Purr();
    ...
};
class FlyingAnimal {
    ...
    void Fly();
    ...
};
class FlyingCat : public Cat, public FlyingAnimal {
    ...
    PurrAndFly() {Purr(); Fly();}
    ...
};

Полиморфизм

Полиморфизмом в программировании называется переопределение наследником функций-членов базового класса, например

class Figure {
    ...
    void Draw() const;
    ...
};
 
class Square : public Figure {
    ...
    void Draw() const;
    ...
};
 
class Circle : public Figure {
    ...
    void Draw() const;
    ...
};

В этом примере, какая из функций будет вызвана — Circle::Draw(), Square::Draw() или Figure::Draw(), определяется во время компиляции. К примеру, если написать

Figure* x = new Circle(0,0,5);
x->Draw();

то будет вызвана Figure::Draw(), поскольку x — объект класса Figure. Такой полиморфизм называется статическим.

Но в C++ есть и динамический полиморфизм, когда вызываемая функция определяется во время выполнения. Для этого функции-члены должны быть виртуальными.

class Figure {
    ...
    virtual void Draw() const;
    ...
};
 
class Square : public Figure {
    ...
    virtual void Draw() const;
    ...
};
 
class Circle : public Figure {
    ...
    virtual void Draw() const;
    ...
};
 
Figure* figures[10];
figures[0] = new Square(1, 2, 10);
figures[1] = new Circle(3, 5, 8);
...
for (int i = 0; i < 10; i++)
    figures[i]->Draw();

В этом случае для каждого элемента будет вызвана Square::Draw() или Circle::Draw() в зависимости от вида фигуры.

Чисто виртуальной функцией называется функция-член, которая объявлена со спецификатором = 0:

class Figure {
    ...
    virtual void Draw() const = 0;
);

Чисто виртуальная функция может быть оставлена без определения, кроме случая, когда требуется произвести её вызов. Абстрактным классом называется такой, у которого есть хотя бы одна чисто виртуальная функция-член. Объекты таких классов создавать запрещено. Абстрактные классы часто используются как интерфейсы.

Друзья

Функции-друзья — это функции, не являющиеся функциями-членами и тем не менее имеющие доступ к защищённым и собственным полям и функциям-членам класса. Они должны быть описаны в теле класса как friend. Например:

class Matrix {
    ...
    friend Matrix Multiply(Matrix m1, Matrix m2);
    ...
};
 
Matrix Multiply(Matrix m1, Matrix m2) {
    ...
}

Здесь функция Multiply может обращаться к любым полям и функциям-членам класса Matrix.

Существуют также классы-друзья. Если класс A — друг класса B, то все его функции-члены могут обращаться к любым полям и функциям членам класса B. Например:

class Matrix {
    ...
    friend class Vector;
    ...
};

Однако в С++ не действует правило «друг моего друга — мой друг».

По стандарту C++03 вложенный класс не имеет прав доступа к закрытым членам объемлющего класса и не может быть объявлен его другом (последнее следует из определения термина друг как нечлена класса). Тем не менее, многие широко распространённые компиляторы нарушают оба эти правила (по всей видимости, ввиду совокупной странности этих правил).

Будущее развитие

Текущий стандарт языка был принят в 2003 году. Следующая версия стандарта носит неофициальное название C++0x.

Си++ продолжает развиваться, чтобы отвечать современным требованиям. Одна из групп, занимающихся языком Си++ в его современном виде и направляющих комитету по стандартизации Си++ советы по его улучшению — это Boost. Например, одно из направлений деятельности этой группы — совершенствование возможностей языка путём добавления в него особенностей метапрограммирования.

Стандарт Си++ не описывает способы именования объектов, некоторые детали обработки исключений и другие возможности, связанные с деталями реализации, что делает несовместимым объектный код, созданный различными компиляторами. Однако для этого третьими лицами создано множество стандартов для конкретных архитектур и операционных систем.

Тем не менее (по состоянию на время написания этой статьи) среди компиляторов Си++ всё ещё продолжается битва за полную реализацию стандарта Си++, особенно в области шаблонов — части языка, совсем недавно полностью разработанной комитетом стандартизации.

Ключевое слово export

Одной из точек преткновения в этом вопросе является ключевое слово export, используемое также и для разделения объявления и определения шаблонов.

Первым компилятором, поддерживающим export в шаблонах, стал Comeau C++ в начале 2003 года (спустя пять лет после выхода стандарта). В 2004 году бета-версия компилятора Borland C++ Builder X также начала его поддержку.

Оба этих компилятора основаны на внешнем интерфейсе EDG. Другие компиляторы, такие как Microsoft Visual C++ или GCC (GCC 3.4.4), вообще этого не поддерживают. Герб Саттер (англ.), секретарь комитета по стандартизации Си++, рекомендовал убрать export из будущих версий стандарта по причине серьёзных сложностей в полноценной реализации, однако впоследствии окончательным решением было решено его оставить.

Из списка других проблем, связанных с шаблонами, можно привести вопросы конструкций частичной специализации шаблонов, которые плохо поддерживались в течение многих лет после выхода стандарта Си++.

Си++ не включает в себя Си

Несмотря на то что большая часть кода Си будет справедлива и для Си++, Си++ не является надмножеством Си и не включает его в себя. Существует и такой верный для Си код, который неверен для Си++. Это отличает его от Объектного Си, ещё одного усовершенствования Си для ООП, как раз являющегося надмножеством Си.

Например, следующий фрагмент кода корректен с точки зрения Си, но некорректен с точки зрения Си++:

typedef struct mystr {
    int a;
    int b;
} mystr;

Дело в том, что в Си идентификаторы структур (теги структур), то есть идентификаторы, используемые при описании структуры в качестве имени структуры, являются сущностями отдельного вида, имеющими обособленное пространство имён, тогда как в Си++ идентификатор структуры представляет собой попросту её тип. Таким образом, в языке Си вышеприведённый фрагмент вводит структуру mystr и новый тип mystr, тогда как в Си++ этот же фрагмент будет воспринят как попытка дважды описать тип с именем mystr.

Другим источником несовместимости являются добавленные ключевые слова. Так, описание переменной

является вполне корректным для Си, но заведомо ошибочным для Си++, поскольку слово try является в Си++ ключевым.

Существуют и другие различия. Например, Си++ не разрешает вызывать функцию main() внутри программы, в то время как в Си это действие правомерно. Кроме того, Си++ более строг в некоторых вопросах; например, он не допускает неявное приведение типов между несвязанными типами указателей и не разрешает использовать функции, которые ещё не объявлены.

Более того, код, верный для обоих языков, может давать разные результаты в зависимости от того, компилятором какого языка он оттранслирован. Например, на большинстве платформ следующая программа печатает «С», если компилируется компилятором Си, и «С++» — если компилятором Си++. Так происходит из-за того, что символьные константы в Си (например ‘a’) имеют тип int, а в Си++ — тип char, а размеры этих типов обычно различаются.

#include <stdio.h>
 
int main()
{
    printf("%s\n", (sizeof('a') == sizeof(char)) ? "C++" : "C");
    return 0;
}

Примеры программ на Си++

Пример № 1

Это пример программы, которая не делает ничего. Она начинает выполняться и немедленно завершается. Она состоит из основного потока: функции main(), которая обозначает точку начала выполнения программы на Си++.

Стандарт Си++ требует, чтобы функция main() возвращала тип int. Программа, которая имеет другой тип возвращаемого значения функции main(), не соответствует стандарту Си++.

Стандарт не говорит о том, что на самом деле означает возвращаемое значение функции main(). Традиционно оно интерпретируется как код возврата программы. Стандарт гарантирует, что возвращение 0 из функции main() показывает, что программа была завершена успешно.

Завершение программы на Си++ с ошибкой традиционно обозначается путём возврата ненулевого значения.

Пример № 2

Эта программа также ничего не делает, но более лаконична.

В Си++, если выполнение программы доходит до конца функции main(), то это эквивалентно return 0;. Это неверно для любой другой функции кроме main().

Пример № 3

Это пример программы Hello World, которая выводит это знаменитое сообщение, используя стандартную библиотеку, и завершается.

#include <iostream> // это необходимо для std::cout и std::endl
 
int main()
{
    std::cout << "Hello, world!" << std::endl;
}

Пример № 4

Современный Си++ позволяет решать простым способом и более сложные задачи. Этот пример демонстрирует кроме всего прочего использование контейнеров стандартной библиотеки шаблонов (STL).

#include <iostream>   // для использования std::cout
#include <vector>     // для std::vector<>
#include <map>        // для std::map<> и std::pair<>
#include <algorithm>  // для std::for_each()
#include <string>     // для std::string
 
using namespace std;  // используем пространство имён "std"
 
void display_item_count(pair< string const, vector<string> > const& person) {
   // person - это пара двух объектов: person.first - это его имя,
   // person.second - это список его предметов (вектор строк)
   cout << person.first << " is carrying " << person.second.size() << " items" << endl;
}
 
int main()
{
   // объявляем карту со строковыми ключами и данными в виде векторов строк
   map< string, vector<string> > items;
 
   // Добавим в эту карту пару человек и дадим им несколько предметов
   items["Anya"].push_back("scarf");
   items["Dimitri"].push_back("tickets");
   items["Anya"].push_back("puppy");
 
   // Переберём все объекты в контейнере
   for_each(items.begin(), items.end(), display_item_count);
}

В этом примере для простоты используется директива использования пространства имён, в настоящей же программе обычно рекомендуется использовать объявления, которые аккуратнее директив:

#include <vector>
 
int main()
{
    using std::vector;
 
    vector<int> my_vector;
}

Здесь директива помещена в область функции, что уменьшает шансы столкновений имён (это и стало причиной введения в язык пространств имён). Использование объявлений, сливающих разные пространства имён в одно, разрушает саму концепцию пространства имён.

Сравнение C++ с языками Java и C#

Целью создания C++ было расширение возможностей Си, наиболее распространённого языка системного программирования. Ориентированный на ту же самую область применения, C++ унаследовал множество не самых лучших, с теоретической точки зрения, особенностей Си. Перечисленные выше принципы, которых придерживался автор языка, предопределили многие недостатки C++.

В области прикладного программирования альтернативой C++ стал его язык-потомок, Майкрософт предложила язык C#, представляющий собой ещё одну переработку C++ в том же направлении, что и Java. В дальнейшем появился язык функционального программирования. Ещё позже появилась попытка объединения эффективности C++ с безопасностью и скоростью разработки C# — был предложен язык D, который пока не получил широкого признания.

Java и C++ можно рассматривать как два языка-потомка Си, разработанных из различных соображений и пошедших, вследствие этого, по разным путям. В этой связи представляет интерес сравнение данных языков (всё, сказанное ниже про Java, можно с равным успехом отнести к языкам C# и Nemerle, поскольку в рассматриваемых деталях эти языки отличаются лишь внешне).

Синтаксис 
C++ сохраняет совместимость с C, насколько это возможно. Java сохраняет внешнее подобие C и C++, но, в действительности, сильно отличается от них — из языка удалено большое число синтаксических средств, признанных необязательными. В результате Java гораздо проще C++, что облегчает как изучение языка, так и создание трансляторов для него.
Исполнение программы 
Java-код компилируются в промежуточный код, который в дальнейшем интерпретируется или компилируется, тогда как C++ изначально ориентирован на компиляцию в машинный код заданной платформы (хотя, теоретически, ничто не мешает создавать для C++ трансляторы в промежуточный код). Это уже определяет разницу в сферах применения языков: Java вряд ли может быть использована при написании таких специфических программ, как драйвера устройств или низкоуровневые системные утилиты. Механизм исполнения Java делает программы, даже откомпилированные (в байт-код) полностью переносимыми. Стандартное окружение и среда исполнения позволяют выполнять программы на Java на любой аппаратной платформе и в любой ОС, без каких-либо изменений, усилия по портированию программ минимальны (при соблюдении рекомендаций по созданию переносимых программ — и вовсе нулевые). Ценой переносимости становится потеря эффективности — работа среды исполнения приводит к дополнительным накладным расходам.
Управление памятью 
C++ следует классической технике управления памятью, когда программист, выделяя динамически память под объекты, обязан позаботиться о своевременном её освобождении. Java работает в среде со сборкой мусора, которая автоматически отслеживает прекращение использования объектов и освобождает занимаемую ими память. Первый вариант предпочтительнее в системном программировании, где требуется полный контроль программиста над используемыми программой ресурсами, второй удобнее в прикладном программировании, поскольку в значительной степени освобождает программиста от необходимости отслеживать момент прекращения использования ранее выделенной памяти. Сборщик мусора Java требует системных ресурсов, что также снижает эффективность выполнения программ.
Стандартизация окружения 
В Java есть чётко определённые стандарты на ввод-вывод, графику, геометрию, диалог, доступ к базам данных и прочим типовым приложениям. C++ в этом отношении гораздо более свободен. Стандарты на графику, доступ к базам данных и т. д. являются недостатком, если программист хочет определить свой собственный стандарт.
Указатели 
C++ сохраняет возможность работы с низкоуровневыми указателями. В Java указателей нет. Использование указателей часто является причиной труднообнаруживаемых ошибок, но необходимо для низкоуровневого программирования. В принципе, C++ обладает набором средств (конструкторы и деструкторы, стандартные шаблоны, ссылки), позволяющих почти полностью исключить выделение и освобождение памяти вручную и опасные операции с указателями. Однако такое исключение требует определённой культуры программирования, в то время как в языке Java оно реализуется автоматически.
Парадигма программирования 
Язык Java является чисто объектно-ориентированным, тогда как C++ сохраняет возможности чисто процедурного программирования (свободные функции и переменные).
Динамическая информация о типах 
В C++ отсутствует полноценная информации о типах во время исполнения RTTI. Эту возможность можно было бы реализовать в C++, имея полную информацию о типах во время компиляции CTTI.
Препроцессор 
C++ сохранил препроцессор Си, в том числе возможность введения пользовательского синтаксиса с помощью #define. Этот механизм небезопасен, он может привести к тому, что модули в крупных пакетах программ становятся сильно связаны друг с другом, что резко понижает надёжность пакетов и возможность организации разделённых модулей. С++ предоставляет достаточно средств (константы, шаблоны, встроенные функции) для того, чтобы практически полностью исключить использование #define. Java просто исключила препроцессор полностью, избавившись разом от всех проблем с его использованием, хотя и потеряв при этом некоторые возможности.

Отличия языков приводят к ожесточённым спорам между сторонниками двух языков о том, какой язык лучше. Споры эти во многом беспредметны, поскольку сторонники Java считают различия говорящими в пользу Java, а сторонники C++ полагают обратное. Некоторая аргументация устаревает со временем, например, упрёки в неэффективности Java из-за наличия среды исполнения, бывшие справедливыми в первой половине 1990-х годов, в результате лавинообразного роста производительности компьютеров и появления более эффективной техники исполнения (

Далеко не все программисты являются сторонниками одного из языков. По мнению большинства программистов, Java и C++ не являются конкурентами, потому что обладают различными областями применимости. Другие считают, что выбор языка для многих задач является вопросом личного вкуса.

Достоинства и недостатки языка

Прежде всего, необходимо подчеркнуть, что оценивать достоинства и, в особенности, недостатки С++ необходимо в контексте тех принципов, на которых строился язык, и требований, которые к нему изначально предъявлялись.

Достоинства

C++ — чрезвычайно мощный язык, содержащий средства создания эффективных программ практически любого назначения, от низкоуровневых утилит и драйверов до сложных программных комплексов самого различного назначения. В частности:

  • Высокая совместимость с языком С, позволяющая использовать весь существующий С-код (код С может быть с минимальными переделками скомпилирован компилятором С++; библиотеки, написанные на С, обычно могут быть вызваны из С++ непосредственно без каких-либо дополнительных затрат, в том числе и на уровне функций обратного вызова, позволяя библиотекам, написанным на С, вызывать код, написанный на С++).
  • Поддерживаются различные стили и технологии программирования, включая традиционное директивное программирование, ООП, обобщенное программирование, метапрограммирование (шаблоны, макросы).
  • Имеется возможность работы на низком уровне с памятью, адресами, портами.
  • Возможность создания обобщённых контейнеров и алгоритмов для разных типов данных, их специализация и вычисления на этапе компиляции, используя шаблоны.
  • Кроссплатформенность. Доступны компиляторы для большого количества платформ, на языке C++ разрабатывают программы для самых различных платформ и систем.
  • Эффективность. Язык спроектирован так, чтобы дать программисту максимальный контроль над всеми аспектами структуры и порядка исполнения программы. Ни одна из языковых возможностей, приводящая к дополнительным накладным расходам, не является обязательной для использования — при необходимости язык позволяет обеспечить максимальную эффективность программы.

Недостатки

Отчасти недостатки C++ унаследованы от языка-предка — Си, — и вызваны изначально заданным требованием возможно большей совместимости с Си. Это такие недостатки, как:

  • Синтаксис, провоцирующий ошибки:
    • Операция присваивания обозначается как = , а операция сравнения как ==. Их легко спутать, при этом операция присваивания возвращает значение, поэтому присваивание на месте выражения является синтаксически корректным, а в конструкциях цикла и ветвления появление числа на месте логического значения также допустимо, так что ошибочная конструкция оказывается синтаксически правильной. Типичный пример подобной ошибки:
      if (x=0) { операторы }
      
      Здесь в условном операторе по ошибке написано присваивание вместо сравнения. В результате, вместо того, чтобы сравнить текущее значение x с нулём, программа присвоит x нулевое значение, а потом интерпретирует его как значение условия в операторе if. Так как нуль соответствует логическому значению «ложь» (false), блок операторов в условной конструкции не выполнится никогда. Ошибки такого рода трудно выявлять, но во многих современных компиляторах предлагается диагностика некоторых подобных конструкций.
    • Операции присваивания (=), инкрементации (++), декрементации () и другие возвращают значение. В сочетании с обилием операций это позволяет, хотя и не обязывает, создавать трудночитаемые выражения. Наличие этих операций в Си было вызвано желанием получить инструмент ручной оптимизации кода, но в настоящее время оптимизирующие компиляторы обычно генерируют оптимальный код и на традиционных выражениях. С другой стороны, один из основных принципов языков C и C++ — позволять программисту писать в любом стиле, а не навязывать «хороший» стиль.
    • Макросы (#define) являются мощным, но опасным средством. Они сохранены в C++ несмотря на то, что необходимость в них, благодаря шаблонам и встроенным функциям, не так уж велика. В унаследованных стандартных С-библиотеках много потенциально опасных макросов.
    • Некоторые преобразования типов неинтуитивны. В частности, операция над беззнаковым и знаковым числами выдаёт беззнаковый результат.
    • Необходимость записывать break в каждой ветви оператора switch и возможность последовательного выполнения нескольких ветвей при его отсутствии провоцирует ошибки из-за пропуска break. Эта же особенность позволяет делать сомнительные «трюки», базирующиеся на избирательном неприменении break и затрудняющие понимание кода.
  • Препроцессор, унаследованный от С, очень примитивен. Это приводит с одной стороны к тому, что с его помощью нельзя (или тяжело) осуществлять некоторые задачи метапрограммирования, а с другой, вследствие своей примитивности, он часто приводит к ошибкам и требует много действий по обходу потенциальных проблем. Некоторые языки программирования (например, Nemerle) имеют намного более мощные и более безопасные системы метапрограммирования (также называемые макросами, но мало напоминающие макросы С/С++).
  • Плохая поддержка модульности (по сути, в классическом Си модульность на уровне языка отсутствует, её обеспечение переложено на компоновщик). Подключение интерфейса внешнего модуля через препроцессорную вставку заголовочного файла (#include) серьёзно замедляет компиляцию при подключении большого количества модулей (потому что результирующий файл, который обрабатывается компилятором, оказывается очень велик). Эта схема без изменений скопирована в C++. Для устранения этого недостатка, многие компиляторы реализуют механизм прекомпиляции заголовочных файлов Precompiled Headers.

К собственным недостаткам C++ можно отнести:

  • Сложность и избыточность, из-за которых C++ трудно изучать, а построение компилятора сопряжено с большим количеством проблем. В частности:
    • В языке практически полностью сохранён набор конструкций Си, к которому добавлены новые средства. Во многих случаях новые средства и механизмы позволяют делать то же самое, что и старые, но в языке сохраняются оба варианта.
    • Поддержка множественного наследования реализации в ООП-подсистеме языка вызывает целый ряд логических проблем, а также создаёт дополнительные трудности в реализации компилятора.
    • Шаблоны в своём исходном виде приводят к порождению кода очень большого объёма, а введённая позже в язык возможность частичной спецификации шаблонов трудно реализуема и не поддерживается многими существующими компиляторами.
  • Недостаток информации о типах данных во время компиляции (CTTI).
  • Метапрограммирование на основе шаблонов C++ сложно и при этом ограничено в возможностях. Оно состоит в реализации средствами шаблонов C++ интерпретатора примитивного функционального языка программирования выполняющегося во время компиляции. Сама по себе данная возможность весьма привлекательна, но такой код весьма трудно воспринимать и отлаживать. Языки Lisp/Nemerle и некоторые другие имеют более мощные и одновременно более простые для восприятия подсистемы метапрограммирования. Кроме того, в языке D реализована сравнимая по мощности, но значительно более простая в применении подсистема шаблонного метапрограммирования.
  • Хотя декларируется, что С++ мультипарадигменный язык, реально в языке отсутствует поддержка функционального программирования. Отчасти, данный пробел устраняется различными библиотеками (Boost) использующими средства метапрограммирования для расширения языка функциональными конструкциями (например, поддержкой лямбд/анонимных методов), но качество подобных решений значительно уступает качеству встроенных в функциональные языки решений. Такие возможности функциональных языков, как сопоставление с образцом, вообще крайне сложно эмулировать средствами метапрограммирования.
  • Некоторые считают недостатком языка C++ отсутствие встроенной системы сборки мусора. С другой стороны, в C++ имеется достаточно средств, позволяющих почти исключить использование опасных указателей, нет принципиальных проблем и в реализации и использовании сборки мусора (на уровне библиотек, а не языка). Отсутствие встроенной сборки мусора позволяет пользователю самому выбрать стратегию управления ресурсами.

Примечания

См. также

Ссылки

Статьи и книги, библиотеки материалов по C++
Форумы
  • codeby.net C, С++ и С Builder. Белорусский форум по C++
  • www.rsdn.ru/forum/?group=cpp — форум по C++ на
    • Bloodshed Dev-C++ (сайт) — бесплатная и свободная среда разработки в C++ под Windows.
    • (сайт) — бесплатная и свободная кроссплатформенная среда разработки.
    • Blitz++ — библиотека научных программ на C++, с упором на линейную алгебру
    • The Matrix Template Library — линейная алгебра на C++
    • Boost C++ Libraries — свободные кроссплатформенные библиотеки на C++
    • GNU Scientific Library — свободная математическая библиотека для C/C++, распространяемая на условиях лицензии GNU General Public License.
    • The C++ Standards Committee
    • VivaCore — свободная библиотека для создания систем статического анализа Си/Си++ кода [1].
    • сайт) — бесплатная открытая библиотека для создания своего пользовательского интерфейса.
    • сайт) — ещё одна библиотека создания кроссплатформенных приложений, бесплатная для некоммерческого использования.

    Литература

    • Страуструп Б. Язык программирования C++. Специальное издание = The C++ programming language. Special edition. — М.: Бином-Пресс, 2007. — 1104 с. — ISBN 5-7989-0223-4
    • Герберт Шилдт. Полный справочник по C++ = C++: The Complete Reference. — 4-е изд. — М.: Вильямс, 2006. — 800 с. — ISBN 0-07-222680-3
    • Джесс Либерти, Дэвид Хорват. Освой самостоятельно C++ за 24 часа = Sams Teach Yourself C++ in 24 Hours, Complete Starter Kit. — 4-е изд. — М.: Вильямс, 2007. — 448 с. — ISBN 0-672-32681-7
    • Стефенс Д. Р. C++. Сборник рецептов. — КУДИЦ-ПРЕСС, 2007. — 624 с. — ISBN 5-91136-030-6

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о