زبان برنامه نویسی ++C چیست؟

زبان برنامه نویسی ++C یکی از سازگارترین و منعطف ترین زبان های برنامه نویسی سطح بالا است که برای ایجاد انواع مختلف ابزارها و برنامه های کاربردی استفاده می شود. اگر شما یک مهندس نرم افزار یا یک توسعه دهنده یا یک تحلیلگر سیستم هستید، سی پلاس پلاس زبان فوق العاده مفیدی است که می توانید از آن استفاده کنید و اگر صاحب کسب‌وکاری هستید که هر یک از نقش‌های فوق‌الذکر را به کار می‌گیرید، استخدام کارکنانی که می‌توانند در C++ برنامه‌نویسی کنند، می‌تواند برای کارایی تیم شما و محصولات یا سیستم‌هایی که عرضه می‌کنید شگفت‌انگیز باشد.

معرفی زبان برنامه نویسی ++C

++C یک زبان برنامه نویسی سطح بالا است که بسیار مورد استفاده قرار می گیرد، به طوری که اغلب از آن به عنوان “چاقوی جیبی سوئیسی” زبان های برنامه نویسی یاد می شود. این زبان ابتدا به عنوان یک وابسته به زبان C طراحی شد، اما اکنون یک زبان مستقل است که یکی از محبوب ترین سبک های برنامه نویسی برای برنامه های گرافیکی است. همچنین یکی از پرطرفدارترین کاربردهای زبان برنامه نویسی ++C، طراحی اپلیکیشن موبایل است.

در حالی که زبان برنامه نویسی C++ در ابتدا برای کدنویسی سیستم عامل ها نیز توسعه داده شد، اکنون یک زبان همه منظوره و چند پلتفرمی است. این زبان که معمولاً برای برنامه‌نویسی برنامه‌هایی که در محیط‌های ویندوز یا مکینتاش اجرا می‌شوند، استفاده می‌شود، یکی از انعطاف‌پذیرترین گزینه‌های زبانی است که در سراسر جهان برای همه چیز از کدهای اولیه گرفته تا برنامه‌های پیچیده رایانه‌ای استفاده می‌شود.

کاربردهای زبان برنامه نویسی ++C

++C برای نوشتن کد در زمینه‌های مختلف و پشتیبانی از برنامه‌نویسی شی گرا، رویه‌ای و عمومی استفاده می‌شود. در سطح فنی، این زبان به کاربر این امکان را می‌دهد که داده‌ها و کد را در برنامه‌ای سازماندهی کند که بتواند آن را بفهمد و سپس پلتفرم کدنویسی یا کامپایلر آن را به دستورالعمل‌هایی ترجمه می‌کند که کامپیوتر می‌تواند دنبال کند.

این بدان معناست که زبان برنامه نویسی ++C را می توان برای نوشتن تقریباً هر چیزی که روی رایانه اجرا می شود استفاده کرد، تا زمانی که برنامه نویس بداند که برای چه چیزی کار می کند و یک پلتفرم یا دستگاهی داشته باشد که برنامه تمام شده بتواند روی آن اجرا شود.

یکی از دلایل اصلی استفاده از ++C به عنوان یک زبان برنامه نویسی این است که به کاربران اجازه می دهد از دستورالعمل های کدی که قبلاً نوشته اند استفاده مجدد کنند و در زمان زیادی برای نوشتن توابع یکسان صرفه جویی کنند. همچنین به کاربران اجازه می‌دهد داده‌ها و دستورالعمل‌ها را در «کلاس‌ها» ترکیب کنند که سپس می‌توانند از یکدیگر ساخته شوند تا عملکردهای بسیار پیچیده‌ای را انجام دهند که سایر زبان‌های کدنویسی نمی‌توانند آن‌ها را تسهیل کنند.

سیستم های عامل

زبان های سی پلاس پلاس و سی ستون فقرات تمام سیستم عامل های شناخته شده هستند، زیرا یک زبان برنامه نویسی قوی و سریع است که آن را به گزینه ای ایده آل برای توسعه یک سیستم عامل تبدیل می کند. علاوه بر این، C بسیار نزدیک به زبان اسمبلی است که بیشتر به نوشتن ماژول‌های سیستم عامل سطح پایین کمک می‌کند.

مرورگرها

موتورهای رندر مرورگرهای وب مختلف به دلیل سرعتی که ارائه می دهد در ++C برنامه ریزی شده اند. موتورهای رندر به اجرای سریع تری نیاز دارند تا مطمئن شوند که کاربران مجبور نیستند منتظر نمایش محتوا روی صفحه باشند. در نتیجه چنین سیستم‌هایی با تأخیر کم از ++C به عنوان زبان برنامه‌نویسی استفاده می‌کنند.

کتابخانه ها

بسیاری از کتابخانه های سطح بالا از ++C به عنوان زبان برنامه نویسی اصلی استفاده می کنند. به عنوان مثال چندین کتابخانه یادگیری ماشینی از سی پلاس پلاس در backend به دلیل سرعت آن استفاده می کنند.

Tensorflow، یکی از پرکاربردترین کتابخانه های یادگیری ماشینی، از ++C به عنوان زبان برنامه نویسی Backend استفاده می کند. چنین کتابخانه‌هایی به محاسبات با کارایی بالا نیاز دارند زیرا شامل ضرب ماتریس‌های بزرگ به منظور آموزش مدل‌های یادگیری ماشین هستند. در نتیجه، عملکرد حیاتی می شود. ++C در چنین کتابخانه هایی به کمک می آید.

گرافیک

همه برنامه های گرافیکی نیاز به رندر سریع دارند و درست مانند مورد مرورگرهای وب، زبان برنامه نویسی ++C در اینجا نیز به کاهش تاخیر کمک می کند. نرم افزارهایی که از بینایی کامپیوتر، پردازش تصویر دیجیتال، پردازش گرافیکی پیشرفته استفاده می کنند و همه آنها از سی پلاس پلاس به عنوان زبان برنامه نویسی باطن استفاده می کنند. حتی بازی های محبوبی که از نظر گرافیکی سنگین هستند از ++C به عنوان زبان برنامه نویسی اولیه استفاده می کنند.

سرعتی که ++C در چنین شرایطی ارائه می‌دهد به توسعه‌دهندگان در گسترش مخاطبان هدف کمک می‌کند، زیرا یک برنامه بهینه‌سازی شده می‌تواند حتی بر روی دستگاه‌های رده پایینی که قدرت محاسباتی بالایی در دسترس ندارند اجرا شود.

برنامه های کاربردی بانکی

برنامه های بانکی روزانه میلیون ها تراکنش را پردازش می کنند و نیاز به پشتیبانی همزمان بالا و تاخیر کم دارند. ++C به‌دلیل سرعت و پشتیبانی چند رشته‌ای که از طریق کتابخانه‌های قالب استاندارد مختلف که به عنوان بخشی از کیت برنامه‌نویسی سی پلاس پلاس ارائه می‌شوند، به‌طور خودکار به انتخاب ترجیحی در چنین برنامه‌هایی تبدیل می‌شود.

سیستم های ابری

سازمان‌های بزرگی که سیستم‌های ذخیره‌سازی ابری و سایر سیستم‌های توزیع‌شده را توسعه می‌دهند، از زبان برنامه نویسی ++C نیز استفاده می‌کنند، زیرا به خوبی با سخت‌افزار ارتباط برقرار می‌کند و با بسیاری از ماشین‌ها سازگار است. سیستم های ذخیره سازی ابری از فایل-سیستم های مقیاس پذیر استفاده می کنند که نزدیک به سخت افزار کار می کنند.

++C در چنین شرایطی به یک انتخاب ارجح تبدیل می شود، زیرا به سخت افزار نزدیک است و همچنین کتابخانه های چند رشته ای در سی پلاس پلاس همزمانی و تحمل بار بالایی را ارائه می دهند که در چنین سناریوهایی بسیار مورد نیاز است.

پایگاه های داده

Postgres و MySQL دو تا از پرکاربردترین پایگاه های داده با ++C و C نوشته شده اند که پیشروی سی پلاس پلاس است. این پایگاه‌های اطلاعاتی تقریباً در همه برنامه‌های معروفی مانند یوتیوب که همه ما در زندگی روزمره از آنها استفاده می‌کنیم استفاده می‌شوند.

سیستم های جاسازی شده

سیستم‌های تعبیه‌شده مختلف مانند ماشین‌های پزشکی، ساعت‌های هوشمند و غیره از ++C به عنوان زبان برنامه‌نویسی اولیه استفاده می‌کنند، زیرا زبان برنامه نویسی ++C در مقایسه با سایر زبان‌های برنامه‌نویسی سطح بالا به سطح سخت‌افزار نزدیک‌تر است.

کامپایلرها

کامپایلرهای زبان های برنامه نویسی مختلف از C و ++C به عنوان زبان برنامه نویسی Backend استفاده می کنند. این به دلیل این واقعیت است که هر دو زبان C و ++C سطح نسبتاً پایین‌تری هستند و به سخت‌افزار نزدیک‌تر هستند و بنابراین گزینه ایده‌آلی برای چنین سیستم‌های کامپایل هستند. اینها چند مورد از کاربردها و کاربردهای زبان برنامه نویسی سی پلاس پلاس هستند. اکنون بیایید در مورد مزایای ++C نسبت به سایر زبان های برنامه نویسی بیشتر بدانیم.

تاریخچه زبان برنامه نویسی ++C

منشا ++C در زبان برنامه نویسی معروف به C نهفته است که توسط برایان کرنیگان و دنیس ریچی در سال 1970 توسعه یافت. C برای نوشتن کد سیستم عامل با استفاده از زبان ساده رویه گرا ایجاد شد و یک زبان برنامه نویسی فوق العاده محبوب در آن زمان بود.

تنها مشکلی که در مورد C وجود داشت این واقعیت بود که چون رویه‌گرا بود، برنامه‌نویسان باید ابتدا داده‌ها را هنگام کدنویسی توصیف می‌کردند و سپس رویه‌هایی را برای دستکاری آن می‌نوشتند که کاملاً زمان‌بر و گیج‌کننده بود. برای حل این مشکل، روش جدیدی از کدنویسی شی گرا پدید آمد که داده ها را با عملیاتی که روی آنها کار می کرد گروه بندی می کرد.

در دهه 1980، مردی به نام بیارن استروستروپ که در آزمایشگاه های بل در ایالات متحده کار می کرد، شروع به توسعه یک نسخه بهبودیافته از زبان برنامه نویسی C کرد که آن را “C با کلاس ها” نامید. این به این دلیل بود که این یک زبان شی گرا بود، که در آن گروه های داده به عنوان “اشیاء” یا “کلاس” نیز نامیده می شوند.

استروستروپ نوع جدیدی از کد را می‌خواست که سریع و کارآمد باشد، اما بتواند ویژگی‌های پیچیده و سطح بالایی را تولید کند که می‌توان از آن در پروژه‌های توسعه نرم‌افزار بزرگ استفاده کرد. زبان برنامه نویسی ++C از کار او متولد شد و به داده ها اجازه داد تا بسیار بهتر از اکثر زبان های دیگر سازماندهی و پردازش شوند.

از زمان توسعه اولیه، زبان برنامه نویسی ++C به‌روزرسانی و اصلاح شده است تا شامل ویژگی‌های جدیدی باشد که کد و کارهایی که می‌توانید با آن انجام دهید را بهبود می‌بخشد.

نحوه استفاده از زبان برنامه نویسی ++C

برای استفاده از ++C، باید نحوه نوشتن و استفاده از کد را یاد بگیرید. اگر موضوعی را در سطح آموزش عالی مطالعه می کنید که شامل برنامه نویسی یا کد نویسی است، احتمالاً در اوایل دوره تحصیلی خود، همراه با سایر زبان های رایج، نحوه برنامه نویسی به زبان ++C را به شما آموزش می دهند.

همچنین آموزش کدنویسی در ++C با دنبال کردن آموزش ها یا شرکت در کارگاه ها و دوره های آموزشی آنلاین بسیار آسان است. ممکن است کمی طول بکشد تا به آن دست پیدا کنید، به خصوص اگر در زمینه کدنویسی تازه کار هستید، اما یک زبان فوق العاده همه کاره است که پس از تسلط بر آن می توانید کارهای زیادی با آن انجام دهید.

قبل از شروع یادگیری و استفاده از ++C، به یک ویرایشگر متن برای نوشتن کد و یک کامپایلر برای ترجمه کد شما به زبانی که رایانه شما قابل درک باشد نیاز دارید. انواع مختلفی از کامپایلرهای کد موجود است، اما می توانید از چیزی به سادگی برنامه Notes در رایانه خود برای شروع نوشتن کد استفاده کنید.

گزینه دیگر برای شروع برنامه نویسی در ++C استفاده از یک محیط توسعه یکپارچه (IDE) است که در آن می توانید کد را ویرایش و کامپایل کنید. Microsoft Visual Studio یک انتخاب بسیار محبوب است، اما گزینه های خوبی نیز در سیستم عامل ها و دستگاه های لینوکس و اپل وجود دارد.

++C یک زبان برنامه نویسی دشوار برای یادگیری است، اما منحنی یادگیری برای بسیاری از افراد نیز شیب دار است. پس از تسلط بر اصول اولیه، شروع به نوشتن توابع پیچیده تر آسان است، و هزاران آموزش برای کمک به گسترش دانش شما وجود دارد.

ویژگی های زبان برنامه نویسی ++C

شی گرا: سی پلاس پلاس یک زبان برنامه نویسی شی گرا است و این بدان معنی است که تمرکز بر روی “اشیاء” و دستکاری های اطراف این اشیا است. اطلاعات در مورد نحوه عملکرد این دستکاری ها از مصرف کننده شی انتزاع می شود.

پشتیبانی از کتابخانه غنی: از طریق کتابخانه الگوی استاندارد C++ (STL) بسیاری از توابع در دسترس هستند که به نوشتن سریع کد کمک می کنند. به عنوان مثال، کتابخانه های استاندارد برای کانتینرهای مختلف مانند مجموعه ها، نقشه ها، جداول هش و غیره وجود دارد.

سرعت: زمانی که تأخیر یک معیار مهم است، ++C انتخاب ارجح است. کامپایل و همچنین زمان اجرای برنامه ++C بسیار سریعتر از سایر زبانهای برنامه نویسی عمومی است.

کامپایل شده: یک کد ++C ابتدا باید در کدهای سطح پایین کامپایل شود و سپس اجرا شود، برخلاف زبان های برنامه نویسی تفسیر شده که در آن ها نیازی به کامپایل نیست.

پشتیبانی از اشاره گر: زبان برنامه نویسی ++C همچنین از اشاره گرهایی پشتیبانی می کند که به طور گسترده در برنامه نویسی استفاده می شوند و اغلب در چندین زبان برنامه نویسی موجود نیستند.

این یکی از مهم ترین زبان های برنامه نویسی است زیرا تقریباً همه برنامه ها و سیستم هایی که استفاده می کنید بخشی یا بخشی از پایگاه کد را دارند که به زبان C/C++ نوشته شده است. چه ویندوز باشد، چه نرم افزار ویرایش عکس، چه بازی مورد علاقه شما، چه مرورگر وب شما، ++C تقریباً در تمام برنامه هایی که ما استفاده می کنیم نقش مهمی ایفا می کند.

مزایای زبان برنامه نویسی ++C

سرعت

C++ سریعتر از سایر زبان های برنامه نویسی است و پشتیبانی همزمان عالی را ارائه می دهد. این باعث می شود در مناطقی که عملکرد بسیار مهم است و تأخیر مورد نیاز بسیار کم است مفید باشد. چنین الزاماتی همیشه در سرورهای پر بار مانند وب سرورها، سرورهای برنامه، سرورهای پایگاه داده و غیره رخ می دهد. ++C نقش کلیدی در چنین سرورهایی دارد.

تطبیق پذیری با سخت‌افزار

++C نسبت به بسیاری از زبان‌های برنامه‌نویسی دیگر مانند پایتون و غیره به سخت‌افزار نزدیک‌تر است. این باعث می‌شود در مناطقی که نرم‌افزار با سخت‌افزار همراه است و پشتیبانی سطح پایین در سطح نرم‌افزار مورد نیاز است، مفید باشد.