++C چیست؟ و چه کاربردی دارد

زبان برنامه نویسی C++ در سال 1985 توسط Bjarne Stroustup در آزمایشگاه AT&T به عنوان توسعه ای بر زبان C به وجود آمد. افزونه هایی که بر این زبان اضافه شده بودند، از زبان Simula گرفته شده بود. از آن زمان تا کنون، C++، با سرعت زیادی در راستای نیازهای عملی برای یک زبان برنامه نویسی رو به رشد است، نیازهایی که یک زبان برنامه نویسی را قادر می سازد تا به طور موثری انواع مختلفی از داده ها را در کنار یکدیگر مدیریت نماید. محور اصلی در پیاده سازی این زبان برنامه نویسی، مفهوم برنامه نویسی شی گرا است (OOP). امروزه، C++ بازار تجاری را در اختیار خود گرفته است به طوریکه این زبان برنامه نویسی، هم برای برنامه نویسان سیستم های عامل و هم برای برنامه نویسان نرم افزارهای کاربردی، مورد پسند است.

برنامه نویسی شی گرا

برای آنکه مزیت های یک زبان برنامه نویسی شی گرا را با یک زبان برنامه نویسی ساختاری نظیر MATLAB، FORTRAN 77، یا C نشان دهیم، فرض می کنیم که یک رقیب ورزشی بین المللی، به جمع دوندگانی از سراسر دنیا ملحق شده است. رکورد هر یک از دوندگان، از چندین فیلد شامل نام، کشور، شهر زادگاه، زمان تولد، و بهترین رکورد زمانی، تشکیل شده است.

در یک زبان ساختاری، هر یک از این فیلدها در یک بردار داده ای جداگانه ذخیره خواهند شد. ولی در یک زبان برنامه شی گرا، هر دونده، تبدیل به یک شی ای خواهد شد که به عنوان عضوی از کلاس عمومی دونده ها تعریف می شود و هر عضو از دونده، حداقل با مجموعه ای از این فیلدها توصیف خواهد شد. این روش به ما این امکان را می دهد تا ذخیره سازی، فراخوانی و ویرایش را به هر روش دلخواهی بر روی داده های شخصی هر دونده با استفاده از اپراتورهای سمبولیک ساده انجام دهیم.

ارث بری در کلاس های ++C

کلاس های می توانند ارث برداری شوند و فیلدهای دیگری را به آن اضافه کنند. به عنوان مثال دوندگانی از یک کشور خاص می توانند به نحوی ارث برداری و تعریف شوند که بتوانند به سادگی جزییات بیشتری را از کلاس عمومی دوندگان ارائه دهند. کلاس والد، ویژگی های پایه ای را دارد که آن ویژگی ها را برای فرزند خود به ارث می گذارد و کلاس فرزند کلیه ویژگی های والد خود را دارد به علاوه آن که برخی ویژگی ها و امکانات را نیز به آن اضافه کرده است.

یک زبان شی گرای OPP به ما این امکان را می دهد تا انواع داده های مورد نیاز خود را به صورت یک شی در یک کلاس تعریف کنیم و سپس از آن کلاس به عنوان سنگ بنای توسعه بیشتر استفاده نماییم. این انعطاف پذیری اساسا به ما این امکان را می دهد تا زبانی را بسازیم بدون آنکه کامپایلر آن را نوشته باشیم. با این دید، یک زبان شی گرا یا OPP زبان فوق العاده پیشرفته ای می باشد.

C و ++C

C++ بسط یافته زبان برنامه نویسی C است ولی اهدافی والاتر از C را پوشش می دهد به طوریکه باید به عنوان یک زبان مجزا تدریس و آموزش داده شود. لازم به ذکر است که در این مجموعه آموزشی، نیازی به یادگیری زبان C به عنوان پیش نیاز یادگیری C++ نمی باشد اگرچه یاد گرفتن آن می تواند مفید و کمک کننده باشد.

کامپایل و تولید فایل اجرایی

برای نوشتن دستورات به یک زبان سطح متوسط، در ابتدا نیاز داریم تا یک یا چند فایل که توصیف کننده برنامه اصلی، سابروتین ها و داده های مورد نیاز است را تولید کنیم. فایل ها با استفاده از یک ویرایشگرهای متنی یا هر ویرایشگر دیگری می توانند تولید شوند. این فایل ها، تشکیل دهنده سورس کد برنامه می باشند.

سپس، برنامه و تمامی سابروتین های آن را با استفاده از کامپایلر همان زبان، کامپایل می کنیم تا کد هدف هر فایل تولید شود. کد هدف، ترجمه ای از سورس برنامه به زبان ماشین است که می تواند با پردازشگر صحبت نماید. کامپایلر اساسا آدرس های حافظه مورد نیاز را به متغیرها تخصیص می دهد و عملوندهای ریاضی و منطقی را به دستورات زبان ماشین ترجمه می کند. خود کامپایلر، فایل اجرایی می باشد که در پوشه ای نصب شده است و می بایست در مسیر دایرکتوری فایل اجرایی کاربر قرار داشته باشد. تفاوت اصلی میان یک کامپایلر و یک اسمبلر آن است که کامپایلر ساختارهای منطقی را درک می کند در حالی که اسمبلر تنها ترجمه ای کور کورانه را انجام می دهد.

در مرحله بعدی، کدهای هدف را با فایل های باینری مورد نیاز دیگری که برنامه به آنها نیاز دارد، پیوند می زنیم تا فایل اجرایی نهایی تولید شود. فایل های کتابخانه ها ممکن است شامل توابع ریاضی، ابزارهای گرافیکی و رابط های گرافیکی کاربر باشند که به برنامه اجازه می دهند تا به خودی خود روی کامپیوتر اجرا شود. برخی از کامپایلرها، لینکرهای خود را دارند و برخی دیگر از کامپایلرها از لینکرهایی استفاده می کنند که توسط سیستم عامل ارائه شده اند.

در پایان، فایل اجرایی را در حافظه بارگذاری می کنیم و آن را اجرا می کنیم. در این مرحله، وجود کامپایلر ضروری نیست. از آنجایی که پردازشگرهای مختلف، زبان های ماشین متفاوتی دارند، فایل اجرایی تولید شده روی یک پردازشگر، لزوما در پردازشگر دیگر کار نخواهد کرد. علاوه بر اینکه، فایل های هدف، لزوما قابل استفاده در نسخه های مختلف یک سیستم عامل یا سخت افزارهای مختلف نیستند.

کامپایلرهای برخی از زبان های برنامه نویسی، بایت کدهایی تولید می کنند که در سیستم های مختلف قابل استفاده است. بایت کدها مجددا به زبان ماشین ترجمه می شوند یا مستقیما توسط مفسرهایی اجرا می شوند.

در حالی که اینها قوانین عمومی هستند که ما آنها را خاطر نشان کردیم، ولی استثناهایی نیز وجود دارد. برنامه ای نوشته شده به نسخه ای استاندارد از زبان بیسیک یا MATLAB، کامپایل می شود یا دقیق تر بگوییم خط به خط تفسیر و اجرا می شوند. در نتیجه وجود کامپایلر یا مفسر، برای اجرای اجرا یا تولید یک فایل اجرایی ضروری است. یک برنامه باگ دار که توسط مفسر اجرا شده است ممکن است کار کند تا موقعی که به باگ بر خورد کند در حالی که یک برنامه باگ دار توسط کامپایلر، کامپایل نخواهد شد. کدهای اجرایی، بسیار سریعتر از برنامه هایی اجرا می شوند که توسط مفسر اجرا می شوند.

فایل های داده ها

پارامترهای عددی و دیگر داده ها می توانند در فایل های مجزایی قرار داده شوند که به آنها فایل های داده یا فایل های پیکربندی اطلاق می شود. همچنین این فایل ها می توانند توسط کاربر و از طریق صفحه کلید در هنگام اجرای برنامه داده شوند. فایل های داده معمولا با پسوند dat. مشخص می شوند و فایل های پیکربندی معمولا با پسوند conf.