С++ для новичков — что это за язык программирования, как писать программы: 1-я часть гайда

Что такое язык программирования

Компьютер — это бесполезный кусок железа, который ни с чем не может справиться самостоятельно. И чтобы получить какой-то результат, нужно написать для него программу — подробный набор инструкций.

Компьютер понимает только машинный код — специальный язык, который очень сложно изучить. Вот как выглядит вывод на экран надписи «Hello, World!» на машинном коде (в шестнадцатеричном представлении):

BB 11 01 B9 0D 00 B4 0E 8A 07 43 CD 10 E2 F9 CD 20 48 65 6C 6C 6F 2C 20 57 6F 72 6C 64 21

Чтобы упростить разработку, были созданы языки программирования — с их помощью пишут инструкции для компьютера, которые понятны и человеку. Одним из первых был язык ассемблера. Вот как на нём выглядит вывод надписи «Hello, World!»:

Всё равно достаточно сложно, да? В результате человечество создало более понятные языки программирования, на которых гораздо быстрее писать программы. А чтобы они потом запускались, код переводится в машинный или какой-нибудь промежуточный язык — этот процесс называется компиляцией.

Если язык похож на машинный код, то его называют низкоуровневым. Если же он больше понятен человеку, то — высокоуровневым. C++ сочетает в себе свойства и того, и другого.

Как работают программы

Любая программа работает с данными: она их получает, обрабатывает, а потом возвращает результат обработки. Данные могут быть переданы пользователем, считаны из файла или записаны в самом коде.

Например, браузер получает текст из адресной строки, который ввёл пользователь, отправляет адрес на сервер, а потом выводит ответ в виде страницы.

Также программа может состоять из других подпрограмм — наборов инструкций. Обработка запроса пользователя, отправка данных на сервер, получение ответа, вывод страницы — всё это подпрограммы.

Вот пример логики такой подпрограммы:

Можно вернуть данные пользователю, записать их в файл или передать другой подпрограмме. Вот ещё один пример использования программы:

convert img.jpg img.png

Эта команда запускает программу в ОС Linux, которая конвертирует изображение img.jpg в другой формат, а потом сохраняет в файл img.png.

Сейчас слово «подпрограмма» встречается редко — вместо него используют слова «функция», «процедура» или «метод».

Пишем первую программу на C++

По традиции программистов первая программа, написанная на изучаемом языке, должна выводить на экран надпись «Hello, World!».

В C++ такой код будет выглядеть так:

#include <iostream>

int main()
{
    std::cout << "Hello, World! \n";
}

Попробуем его запустить, а потом разберём, как он работает.

Запускаем код в интернете

Самый простой вариант — зайти на сайт repl.it. На главной странице нажмите Start Coding, выберите C++ и нажмите Create Repl.

У вас откроется следующая страница:

Слева — менеджер файлов, в центре — текстовый редактор, где уже введён нужный нам код, а справа — консоль, в которой выводится результат. Чтобы запустить программу, нажмите Run.

Запускаем код на компьютере

Если же вы хотите компилировать код на своём компьютере, то установите компилятор. Я пользуюсь G++, его и вам рекомендую.

• Установщик для Windows.
• Название пакета для Linux: gcc.

После установки компилятора создайте отдельную папку для кода, а в ней — файл hello.cpp (это расширение для файлов с командами на C++). Желательно, чтобы путь к папке состоял из латинских символов и был написан без пробелов.

Откройте hello.cpp с помощью любого блокнота или редактора кода (например, Sublime text или VS Code) и вставьте в него код, указанный выше. Теперь откройте терминал с помощью инструкции ниже.

Затем введите следующую команду:

g++ hello.cpp -o hello

Эта команда скажет компьютеру, что нужно скомпилировать код из файла hello.cpp и сохранить результат в файл hello (или hello.exe в Windows).

После этого запустите скомпилированную программу, и вы увидите, что всё работает:

Теперь, когда мы смогли запустить программу, разберёмся в ней.

Из чего состоит программа на C++

Начнём с самой первой строчки:

С помощью языка программирования можно:

• писать условия;
• работать с памятью;
• создавать подпрограммы;
• работать с классами, структурами и объектами;
• выполнять базовые математические операции и так далее.

Но чтобы получить больше возможностей, программе нужно как-то взаимодействовать с операционной системой. Писать код, который будет отправлять команды ОС, достаточно сложно, но нам и не придётся — всё уже написано другими разработчиками и помещено в специальную библиотеку.

Одна из таких библиотек, iostream, позволяет запрашивать пользовательский ввод или выводить что-то в консоли.

Вернёмся к коду:

main () — это подпрограмма (функция), с которой начинается выполнение любой программы на C++. Её также называют точкой входа.

Подробнее подпрограммы мы разберём в следующих статьях. Сейчас нужно знать только то, что все команды записывают в тело функции.

Настало время понять, как работают команды:

Команда cout говорит компьютеру о том, что нужно вывести определённый текст в консоли. В нашем случае — Hello, World!. Любой текст должен быть в кавычках, иначе компилятор воспримет его как идентификатор, то есть имя команды, функции, переменной и так далее. Поэкспериментируйте с текстом, запустите программу и посмотрите, что изменится.

После каждой команды должна стоять точка с запятой — она говорит компилятору, что это конец инструкции и нужно переходить к следующей.

Пространства имён (например, std) относятся к библиотекам, и их мы рассмотрим в следующих статьях.

Заключение

Изучая C++, подготовьтесь к большому объёму информации. В следующий раз мы также подробно разберём ввод и хранение информации.