Си язык программирования Википедия

C++ оказал огромное влияние на другие языки программирования, в первую очередь на Java и C#. Стандартизируется установка errno многими функциями, позволяя обрабатывать ошибки, возникающие, например, в функциях работы с файлами, а также вводятся потокобезопасные аналоги некоторых c# ide функций стандартной библиотеки, безопасные варианты которых в стандарте языка присутствуют лишь в расширении K[114]. Язык программирования C++ был создан из Си и унаследовал его синтаксис, дополнив его новыми конструкциями в духе языков Simula-67, Smalltalk, Modula-2, Ada, Mesa и Clu[93]. Основными дополнениями стали поддержка ООП (описание классов, множественное наследование, полиморфизм, основанный на виртуальных функциях) и обобщённого программирования (механизм шаблонов).

Развитие и стандартизация языка

Минимальное и максимальное значения каждого типа указывается в файле limits.h в виде макроопределений. В одном эксперименте[22] скриптовые и функциональные языки, в частности, Haskell, показали 2-3 кратный выигрыш во времени программирования и объёме кода по сравнению с программами на C++. Авторы признают, что полученные ими данные не составляют репрезентативной выборки и воздерживаются от категоричных выводов.

Недостатки отдельных элементов языка

Например, в проекте systemd совместили идеи возвращения кода ошибки и числа -1 в качестве маркера — возвращается отрицательный код ошибки[61]. А в библиотеке GLib ввели в практику возвращение в качестве маркера ошибки значение булева типа, в то время как подробная информация об ошибке помещается в специальную структуру, указатель на которую возвращается через последний аргумент функции[62]. Схожее решение использует проект Enlightenment, в котором в качестве маркера тоже используется булев тип, но информация об ошибке возвращается по аналогии со стандартной библиотекой — через отдельную функцию[63], которую необходимо проверять, если был возвращён маркер.

C++ и функциональные и скриптовые языки

Проект под названием STLport[15], основанный на SGI STL, осуществляет постоянное обновление STL, IOstream и строковых классов. Некоторые другие проекты также занимаются разработкой частных применений стандартной библиотеки. Конструктор вызывается для инициализации объекта (соответствующего типа) при его создании, а деструктор — для уничтожения объекта. Конструкторы в C++ не могут быть объявлены виртуальными, а деструкторы — могут, и обычно объявляются для всех полиморфных типов, чтобы гарантировать правильное уничтожение доступного по ссылке или указателю объекта независимо от того, какого типа ссылка или указатель. При наличии хотя бы у одного из базовых классов виртуального деструктора, деструктор класса потомка автоматически становится виртуальным. Разрабатывая «Си с классами», Страуструп написал программу cfront — транслятор, перерабатывающий исходный код своего языка в исходный код простого Си.

Сравнение с альтернативными языками

Встраиваемые предметно-специфичные языки, реализуемые таким образом, всё равно требуют знания самого C++, что не обеспечивает полноценного разделения труда. Таким образом, возможности C++ по расширению возможностей самого C++ весьма ограничены[41][42]. В примере реализована функция чтения файла на языке Си, однако она требует соответствия функций fopen() и fread() стандарту POSIX, иначе они могут не выставлять переменную errno, что сильно усложняет как отладку, так и написание универсального и безопасного кода. На платформах, не соответствующих POSIX, поведение данной программы будет неопределённым в случае ошибки[⇨].

Стандарт C++11: дополнения в ядре языка

Так, например, стандартная библиотека Glibc полностью поддерживает кодировку UTF-8 и способна преобразовывать текст во множество других кодировок[28]. Принятые в C++ принципы перегрузки функций и операторов[⇨] приводят к значительному дублированию кода. Перегрузка операторов, исходно предназначенная для введения так называемого «синтаксического сахара», в C++ поощряет бесконтрольное изменение поведения элементарных операций для различных типов. Отдельные проблемы создаёт возможность лёгкой перегрузки операторов new/delete, способной породить крайне коварные и трудновыявляемые ошибки. При этом некоторые интуитивно ожидаемые операции (подчистка динамических объектов в случае генерации исключений) в C++ не выполняются, а значительная часть перегруженных функций и операторов вызывается неявно (приведение типов, создание временных экземпляров классов и др.).

• Непрерывная эволюция языка побуждает (а порой вынуждает) программистов раз за разом изменять уже отлаженный код — это не только удорожает разработку, но и несёт риск внедрения в отлаженный код новых ошибок.
• Так, язык Симула имеет такие возможности, которые были бы очень полезны для разработки большого программного обеспечения, но работает слишком медленно, а язык BCPL достаточно быстр, но слишком близок к языкам низкого уровня и не подходит для разработки большого программного обеспечения.
• Системные функции для работы с динамически выделяемой памятью не обеспечивают контроля за правильностью и своевременностью её выделения и освобождения, соблюдение правильного порядка работы с динамической памятью полностью возлагается на программиста.
• Также для Си существуют и другие инструменты, облегчающие и дополняющие разработку, включая статические анализаторы и утилиты для форматирования кода.
• Стандартная библиотека C++ включает в себя набор средств, которые должны быть доступны для любой реализации языка, чтобы обеспечить программистам удобное пользование языковыми средствами и создать базу для разработки как прикладных приложений самого широкого спектра, так и специализированных библиотек.

Операторы работы с указателями и членами класса

Целочисленные типы данных используются для хранения целых чисел (тип char также используется для хранения ASCII-символов). Все размеры диапазонов представленных ниже типов данных минимальны и на отдельно взятой платформе могут быть больше[12]. Это является существенным препятствием против применения C++ в индустрии data mining. Средства макроподстановки Си (#define) являются сколь мощным, столь же опасным средством. В унаследованных от Си стандартных библиотеках много потенциально опасных макросов[45].

Для исполняемой программы стандартной точкой входа является функция с именем main, которая не может быть статической и должна быть единственной в программе. Исполнение программы начинается с первого оператора функции main() и продолжается до выхода из неё, после чего программа завершается и возвращает операционной системе абстрактный целочисленный код результата своей работы. К 1983 году в язык были добавлены новые возможности, такие как виртуальные функции, перегрузка функций и операторов, ссылки, константы, пользовательский контроль над управлением свободной памятью, улучшенная проверка типов и новый стиль комментариев (//). Получившийся язык уже перестал быть просто дополненной версией классического C и был переименован из C с классами в «C++». Представление памяти программы зависит от аппаратной архитектуры, от операционной системы и от компилятора. Так, например, на большинстве архитектурный стек растёт вниз, но существуют архитектуры, где стек растёт вверх[50].

Возможность писать высокопроизводительный код обеспечивается за счёт полной свободы действий программиста и отсутствия строгого контроля со стороны компилятора. Так, например, на языке Си написаны первые реализации языков Java, Python, Perl и PHP. При этом во многих программах наиболее требовательные к ресурсам части принято писать на языке Си. Ядро программы Mathematica[86] написано на Си, а MATLAB, изначально написанный на Фортране, был переписан на Си в 1984 году[87].

Изначально эта библиотека была отдельным продуктом и её аббревиатура расшифровывалась иначе, но потом она вошла в стандартную библиотеку C++ в качестве неотъемлемого элемента. В названии отражено то, что для реализации средств общего вида (контейнеров, строк, алгоритмов) использованы механизмы обобщённого программирования (шаблоны C++ — template). В работах Страуструпа подробно описываются причины, по которым был сделан именно такой выбор. Вспомнив опыт своей диссертации, Страуструп решил дополнить язык C (преемник BCPL) возможностями, имевшимися в языке Симула. Язык Си, будучи базовым языком системы Unix, на которой работали компьютеры Bell, является быстрым, многофункциональным и переносимым. В результате практические задачи моделирования оказались доступными для решения как с точки зрения времени разработки (благодаря использованию cимулаподобных классов), так и с точки зрения времени вычислений (благодаря быстродействию C).

В языках с доказанной корректностью, даже с развитыми макросредствами, нанести урон подобным образом невозможно. Программисты — это зачастую яркие люди, которые гордятся … своей способностью справляться со сложностями и ловко обращаться с абстракциями. Часто они состязаются друг с другом, пытаясь выяснить, кто может создать «самые замысловатые и красивые сложности». … соперники полагают, что должны соревноваться с чужими «украшательствами» путём добавления собственных.

Язык позиционируется как альтернатива C++, то есть, в первую очередь, средство групповой разработки высокоэффективных вычислительных систем большой сложности, в том числе распределённых, допускающее, при необходимости, низкоуровневое программирование. 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 C, и «C++» — если компилятором C++. Так происходит из-за того, что символьные константы в C (например, ‘a’) имеют тип int, а в C++ — тип char, а размеры этих типов обычно различаются. Контейнеры, строки, алгоритмы, итераторы и основные утилиты, за исключением заимствований из библиотеки C, собирательно называются STL (Standard Template Library — стандартная шаблонная библиотека).

В языке Си активно используется специальная переменная errno из заголовочного файла errno.h, в которую функции заносят код ошибки, возвращая при этом значение, являющееся маркером ошибки. Для проверки результата на ошибки результат сравнивают с маркером ошибки, и, если они совпадают, то можно проанализировать код ошибки, сохранённый в errno, для корректировки работы программы или вывода отладочного сообщения. В стандартной библиотеке стандарт зачастую лишь определяет возвращаемые маркеры ошибок, а выставление errno зависит от конкретной реализации[56]. Текст файла исходного кода на языке Си состоит из набора глобальных определений данных, типов и функций. Глобальные переменные и функции, объявленные со спецификаторами static и inline, доступны только в пределах того файла, в котором они объявлены, либо при включении одного файла в другой через директиву #include. При этом функции и переменные, объявленные в заголовочном файле со словом static, будут создаваться заново при каждом подключении заголовочного файла к очередному файлу с исходным кодом.

На практике перечисления часто используются для обозначения состояний конечных автоматов, для задания вариантов режимов работы или значений параметров[31], для создания целочисленных констант, а также для перечисления каких-либо уникальных объектов или свойств[32]. В форматированном выводе используется спецификатор %ls, однако спецификатор размера, если задан, указывается в байтах, а не в символах[27]. В одной нише с Си и C++ находится разработанный в 2010 году и поддерживаемый корпорацией Mozilla язык Rust, ориентированный на безопасное управление памятью без использования сборщика мусора. В частности, о планах частичной замены Си и C++ на Rust объявила в 2019 компания Microsoft[57].

Единственным прямым потомком C++ является язык D, задуманный как переработка C++ для устранения наиболее очевидных его проблем. Авторы отказались от совместимости с Си, сохранив синтаксис и многие базовые принципы C++ и введя в язык возможности, характерные для новых языков. Порождающее метапрограммирование C++ основано на шаблонах и препроцессоре, оно трудоёмко и ограничено по возможностям. Система шаблонов C++ фактически является вариантом примитивного функционального языка программирования, исполняемого на этапе компиляции. Этот язык почти не пересекается с самим C++, из-за чего потенциал роста сложности абстракций оказывается ограниченным. Программы, использующие шаблоны C++, имеют крайне низкие показатели понимаемости и тестируемости, а само разворачивание шаблонов порождает неэффективный код, так как язык шаблонов не предоставляет никаких средств для оптимизации (см. также раздел #Вычислительная эффективность).

IT курсы онлайн от лучших специалистов в своей отросли https://deveducation.com/ here.