سی‌پلاس‌پلاس مدرن معرفی زبان ++C و مزیت آن نسبت به دیگر زبان‌های برنامه‌نویسی

[کامبیز اسدزاده 618]

خلاصه تعریفی از زبان برنامه نویسی سی‌پلاس‌پلاس (++C)

 

 

با توجه به پیشرفت و توسعهٔ زبان‌های برنامه‌نویسی، به ویژه ظهور زبان‌های جدید که جهت حل مشکلات زبان‌های موجود و یا با هدف ایجاد انقلاب و یا سهولت برنامه‌نویسی، یکی از سوألاتی که مدام به ذهن می‌آید این است که چه زبانی را باید انتخاب کرد که از لحاظ بُعد علمی، اقتصادی و فنی بهترین انتخاب باشد تا با یک خیال راحت به یادگیری آن بپردازیم.

در این مقاله به مزایای این زبان نسبت به دیگر زبان‌ها و همچنین چشم‌اندازی از آیندهٔ زبان اشاره شده است؛ سی‌پلاس‌پلاس به عنوان قدرتمند‌ترین زبان برنامه‌نویسی تا به کنون است که به جرأت می‌توان گفت به عنوان یک زبان برنامه‌نویسیِ غالب بر دیگر زبان‌های برنامه‌نویسی لقب «هیولای زبان‌های برنامه‌نویسی» را به خود اختصاص می‌دهد. با توجه به ساختار و نقشهٔ راه توسعهٔ خود، هنوز هم به عنوان یکی از پر طرفدار‌ترین و پر کاربرد‌ترین زبان‌های برنامه‌نویسی ساخت دست بشر به شمار می‌رود.

آیا تا به حال فکر کرده‌اید که یک جهان پیشرفتهٔ متکی به فناوری امروز، وابستهٔ چه چیز‌هایی است و موتور نامرئی آن چیست؟

اخیراً دانشمند بزرگ، همچنین سازندهٔ زبان سی++ «بیارنه استراس تروپ» در یک سخنرانی ۱ دقیقه‌ای به معرفی موتور نامرئی جهان پرداخته است که در این لینک می‌توانید  از زبان او بشنوید.

سی‌پلاس‌پلاس با قابلیت‌های انواع داده ایستا، نوشتار آزاد، چندمدلی، معمولاً زبان ترجمه شده با پشتیبانی از برنامه‌نویسی ساخت‌‌یافته، برنامه‌نویسی شیءگرا، برنامه‌نویسی جنریک است. C++ به همراه جد خود C از پرطرفدارترین زبان‌های برنامه‌نویسی تجاری هستند بنا بر این در زیر فلسفه‌ای از این زبان را بیان می کنیم:

• زبان ++C طراحی شده‌است تا یک زبان عمومی با کنترل نوع ایستا و همانند C قابل حمل و پربازده باشد.
• زبان ++C  طراحی شده‌است تا مستقیماً و بصورت جامع از چندین شیوه برنامه‌نویسی (برنامه‌نویسی ساخت‌یافته، برنامه‌نویسی شی‌گرا، انتزاع داده، و برنامه‌نویسی جنریک)
• زبان ++C طراحی شده‌ است تا به برنامه‌نویس امکان انتخاب دهد حتی اگر این انتخاب اشتباه باشد.
• زبان ++C طراحی شده‌ است تا حداکثر تطابق با C وجود داشته باشد و یک انتقال راحت از C را ممکن سازد.
• زبان ++C از بکاربردن ویژگی‌های خاص که مانع از عمومی شدن است خودداری می‌نماید.
• زبان ++C از ویژگی‌هایی که بکار برده نمی‌شوند استفاده نمی‌کند.
• زبان ++C طراحی شده‌است تا بدون یک محیط پیچیده عمل نماید.

زبان ++C مورد انتخاب برای ساخت نرم‌افزارهایی با کارآیی بالا است که به طور «مستقیم» به منابع یا تجهیزات و ابزارهای سیستم‌عامل دسترسی دارند. بنابراین علاوه بر ویژگی سطحِ بالای این زبان شما را قادر می‌سازد تا به سطوح پایین‌تر از یک سیستم‌عامل دسترسی داشته باشید و این امر موجب می‌شود از قدرت بسیار بالایی در برنامه‌نویسی بهره‌ ببرید ، لذا در مقایسه با سایر زبان‌های برنامه‌نویسی شما باید از جزئیات بیشتری اطلاع داشته باشید تا بتوانید برنامهٔ فوق حرفه‌ای خود را تولید کنید.

 

کتابخانه‌ها چه چیزی هستند و در این زبان چگونه است؟

به مجموعه‌های یکپارچه‌ای از کلاس‌های پیاده سازی شده (به صورت فایل‌های سرآیند با پیاده سازی‌های کد یا اشیای زبان ماشین) که برای برنامه‌نویسی به کار می‌روند، یک کتابخانه C++ گفته می‌شود و یکی از ویژگی‌های بارز آن تولید و دسترسی به کتابخانه‌های بی‌شمار است.

لیستی از این کتابخانه‌های همراه با توضیحات در لینک زیر آمده است : A list of open source C++ libraries - cppreference.com

لیست کامل انواع کامپایلر‌ها : List of compilers - Wikipedia

ویژگی‌های جدید در ویرایش ۱۱، ۱۴، ۱۷ و ۲۰ چیست؟

 زبان C++11 (معروف به C++0x) یک نسخه استاندارد از زبان ++C است که در ۱۲ آگوست ۲۰۱۱ منتشر و توسط ISO جایگزین C++03 شد این نسخه دارای نشان ISO/IEC 14882:2011 می باشد و در تاریخ ۱۸ آگوست ۲۰۱۴ نسخه جدید آن یعنی C++14 منتشر و جایگزین C++11 شد.

امکانات اضافه شده به هسته C++ : یکی از وظایف کمیته استاندارد سازی توسعه هسته زبان است.در توسعه فعلی چندین بخش از زبان بهبود یافته که شامل چندنخی (multithreading) ، پشتیبانی از برنامه‌نویسی عمومی، مقدار دهی اولیه یکنواخت و پیشرفت عملکرد میباشد.

ویژگی‌های هسته زبان و تغییرات آن به چهار بخش کلی دسته بندی شداند:

1. پیشرفت در عملکرد زمان اجرا (Run-Time)
2. پیشرفت در عملکرد زمان ساخت (Build-Time)
3. پیشرفت در ویژگی ها (قابلیت استفاده)
4. و قابلیت های جدید

ویرایش C++‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎ 14 بر روی اشکال‌زدائی و بهبودهای جزیی استاندارد قبلی یعنی C++‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎11 تمرکز کرده است؛ این زبان در تاریخ ۱۵ می ۲۰۱۳ منتشر و در ۱۵ آگوست ۲۰۱۴ بعد از رای گیری و انجام تغییراتی جزئی استاندارد این زبان منتشر شد. بدلیل این که عموماً تاریخ انتشار این زبان بطور قابل ملاحظه‌ای دیر هنگام بوده است به C++‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎14 گاهی C++‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎1y نیز گفته می‌شود. همانند استاندارد C++‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎11 که به آن C++‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎0x گفته می‌شده و قرار بر این بوده که قبل از ۲۰۱۰ منتشر شود (البته تا سال ۲۰۱۱ انتشار به تعویق افتاد).

گرچه تمامی کامپایلر‌ها درحال کاربروی C++‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎14 هستند اما هنوز تمامی آن ها از C++‎‎‎‎‎‎‎14 پشتیبانی نمی‌کنند.
در C++‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎11 و C++‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎14 توابع جدیدی به هسته اصلی زبان و کتابخانه استاندارد آن اضافه شده است که شامل بسیاری از کتابخانه‌های C++‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎TR1 به استثنای کتابخانهٔ توابع ریاضی ویژه می‌باشد.

ویژگی‌های اضافه شده کتابخانه در ویرایش ۱۱

• std::move
• std::forward
• std::to_string
• type traits
• smart pointers
• std::chrono
• tuples
• std::tie
• std::array
• unordered containers
• std::make_shared
• memory model

ویژگی‌های اضافه شده به زبان در ویرایش ۱۱

• move semantics
• variadic templates
• rvalue references
• initializer lists
• static assertions
• auto
• lambda expressions
• decltype
• template aliases
• nullptr
• strongly-typed enums
• attributes
• constexpr
• delegating constructors
• user-defined literals
• explicit virtual overrides
• final specifier
• default functions
• deleted functions
• range-based for loops
• special member functions for move semantics
• converting constructors
• explicit conversion functions
• inline-namespaces
• non-static data member initializers
• right angle brackets

ویژگی‌های اضافه شده به کتابخانه در ویرایش ۱۴

• user-defined literals for standard library types
• compile-time integer sequences
• std::make_unique

 

ویژگی‌های اضافه شده به زبان در ویرایش ۱۴

• binary literals
• generic lambda expressions
• lambda capture initializers
• return type deduction
• decltype(auto)
• relaxing constraints on constexpr functions
• variable templates

ویژکی‌های اضافه شده به کتابخانه در ویرایش ۱۷

• std::variant
• std::optional
• std::any
• std::string_view
• std::invoke
• std::apply
• splicing for maps and sets

ویژگی‌های اضافه شده به زبان در ویرایش ۱۷

• template argument deduction for class templates
• declaring non-type template parameters with auto
• folding expressions
• new rules for auto deduction from braced-init-list
• constexpr lambda
• lambda capture this by value
• inline variables
• nested namespaces
• structured bindings
• selection statements with initializer
• constexpr if
• utf-8 character literals
• direct-list-initialization of enums

 

 

ویژگی‌های اضافه شده به زبان در ویرایش ۲۰

• concepts
• designated initializers (based on the C99 feature)
• [=, this] as a lambda capture
• template parameter lists on lambdas
• three-way comparison using the "spaceship operator", operator <=>
• initialization of an additional variable within a range-based for statement
• lambdas in unevaluated contexts
• default constructible and assignable stateless lambdas
• allow pack expansions in lambda init-capture
• string literals as template parameters
• atomic smart pointers (such as std::atomic<shared_ptr<T>> and std::atomic<weak_ptr<T>>)
• removing the need for typename in certain circumstances
• new standard attributes [[no_unique_address]] [[likely]] and [[unlikely]]
• calendar and time-zone additions to <chrono>
• std::span, providing a view to a contiguous array (analogous to std::string_view but span can mutate the referenced sequence)
• <version> header
• feature test macros
• bit-casting of object representations, with less verbosity than memcpy() and more ability to exploit compiler internals
• conditional explicit, allowing the explicit modifier to be contingent on a boolean expression
• constexpr virtual functions
• ranges (The One Ranges Proposal)
• concept terse syntax
• constexpr union, try and catch dynamic_cast and typeid, std::pointer_traits
• various constexpr library bits
• immediate functions using the new consteval keyword
• signed integers are now defined to be represented using two's complement (signed integer overflow remains undefined behavior)
• a revised memory model
• coroutines – already experimentally supported in Clang 5
• modules – experimentally supported in Clang 5 and Visual Studio 2015 Update 1 as well as GCC
• various improvements to structured bindings (interaction with lambda captures, static and thread_local storage duration)
• contracts have been removed (see list of features deferred to a later standard)
• use of comma operator in subscript expressions has been deprecated
• constexpr additions (trivial default initialization, unevaluated inline-assembly)
• using scoped enums
• various changes to the spaceship-operator
• DR: minor changes to modules
• constinit keyword
• changes to concepts (removal of -> Type return-type-requirements)
• (most of) volatile has been deprecated
• DR: [[nodiscard]] effects on constructors
• The new standard library concepts will not use PascalCase (rather standard_case, as rest of standard library)
• text formatting (chrono integration, corner case fixes)
• bit operations
• constexpr INVOKE
• math constants
• consistency additions to atomics (std::atomic_ref<T>, std::atomic<std::shared_ptr<T>>)
• add the spaceship (<=>) operator to the standard library
• header units for the standard library
• synchronization facilities (merged from: Efficient atomic waiting and semaphores, latches and barriers, Improving atomic_flag, Don't Make C++ Unimplementable On Small CPUs)
• std::source_location
• constexpr containers (std::string, std::vector)
• std::stop_token and joining thread (std::jthread)
• Many new keywords added (and the new "spaceship operator", operator <=>), such as concept, constinit, consteval, co_await, co_return, co_yield, requires (plus changed meaning for export), and char8_t. And explicit can take an expression since C++20. (Most of) the use for the volatile keyword has been deprecated.
• C++ has added a number of attributes over the years, including new in C++20, [[likely]] and [[unlikely]]; and [[no_unique_address]].
• etc...

کتابخانه‌های استاندارد چیست و در نسخه‌های جدید چگونه در دسترس هستند؟

در زبان برنامه‌نویسی ++C کتابخانهٔ استاندارد سی++ مجموعه‌ای از کلاس‌ها و رویه‌ها است که در هسته زبان نوشته شده‌اند و قسمتی از استاندارد ISO سی++ می‌باشند.
در سال ۱۹۹۸ استاندارد ++C شامل دو بخش هسته زبان و کتابخانه استاندارد ++C است. این کتابخانه شامل بیشتر بخش‌های STL و کتابخانه استاندارد C است. بیشتر کتابخانه‌های ++C در استاندارد وجود ندارند و یا استفاده از تعریف قابلیت پیوند کتابخانه‌ها را می‌توان در زبان‌هایی مانند فرترن، C، پاسکال، بیسیک نوشته شوند. البته با توجه به ویژگی‌های کامپایلر مشخص خواهد شد که کدام زبان را می‌توان استفاده نمود.

کتابخانهٔ استاندارد ++C شامل کتابخانه استاندارد C با یک سری تغییرات برای بهبود عملکرد است. بخش بزرگ بعدی این کتابخانه STL است. STL شامل ابزار بسیار قدرتمندی مانند نگه‌دارنده‌ها (مانند vector و list)، تکرارکننده‌ها (اشاره‌گرهای عمومی شده) برای شبیه‌سازی دسترسی مانند آرایه الگوریتم‌هایی برای جستجو و مرتب‌سازی در آنها وجود دارند. نقشه‌ها (نقشه‌های چندگانه) (آرایه شرکت‌پذیر) و مجموعه‌ها (مجموعه‌های چندگانه) واسط‌های عمومی فراهم می‌سازند. در نتیجه با استفاده از قالب تابع، الگوریتم‌های جنریک با هر نگه‌دارنده و دارای تکرارکننده عمل نماید. همانند C ویژگی‌های کتابخانه را می‌توان با استفاده از شبه دستور include# شامل یک سرآیند استاندارد اضافه نمود. C دارای ۶۹ کتابخانه استاندارد است که ۱۹ تا از آنها نامناسب تشخیص داده شده‌اند.

استفاده از کتابخانهٔ استاندارد - مانندstd::vector یا std::string به جای آرایه‌های C موجب ایجاد برنامه‌های مطمئن‌ تر شده‌ است.
STL در آغاز محصولی جداگانه از HP و سپس SGL پیش از ادغام در کتابخانه استاندارد ++C بوده‌است. استاندارد عبارت STL را بکار نمی‌برد بلکه آن را بخشی از کتابخانه می‌داند اما مردم هنوز هم آن را برای جداسازی بخش‌های مختلف کتابخانه با این نام بکار می‌برند. (جریان‌های ورودی/خروجی، جهانی‌سازی، تشخیص، زیرمجموعه کتابخانه C)

بیشتر کامپایلرها کتابخانه استاندارد و STL را پیاده‌سازی می‌نماید. پیاده‌سازی‌های مستقلی نیز همانند STLport نیر وجود دارند. پروژه‌های دیگر نیز پیاده‌سازی‌های خود را از STL با توجه به اهداف خود بوجود می‌آورند.
روش جدیدی جناب بیجارن در نظر گرفته که کتابخانه های استاندارد ++C علاوه بر اینکه توسط خود کامپایلرها در دسترس و قابل استفاده هستش بلکه توسط کتابخانه STL و Boost نیز می توان دسترسی به مجموع عظیمی از کتابخانه ها استاندارد ISO داشت.

ساختار فایل‌ها در این زبان چگونه است؟

در رابطه با ساختار برنامه های نوشته شده توسط ++C بدانید که منظور از ساختار در اینجا انواع فایل های موجود در زبان سی‌‌پلاس‌پلاس است، در این رابطه باید اینگونه اشاره کنیم که در این زبان ما می توانیم از فایل های زیر برای برنامه نویسی استفاده کنیم.

• فایل با پسوند .c این فایل منبعی برای کد هایی از نوع زبان C هستند.
• فایل با پسوند .c++ منبعی برای کد هایی از نوع زبان C و ++C هستند ضعف این نوع فایل در قابل حمل نبودن و عدم شناسایی توسط فایل سیستم ها می باشد.
• فایل با پسوند .cxx منبعی برای کد هایی از نوع زبان C و ++C هستند با تفاوت اینکه نسبت به فایل .c++ قابل حمل تر است.
• فایل با پسوند .cpp منبعی برای کد هایی از نوع زبان C و ++C هستند یعنی در هر دو نیز قابل استفاده می باشند. این پسوند با تمامی سیستم ها سازگاری دارد و بسیار رایج است.
• فایل با پسوند .hxx معمولا فایل با عنوان (هدر/سرصفحه) یاد می شوند و معمولا فقط حاوی اعلان ها می‌باشند.
• فایل با پسوند .hpp معمولا فایل با عنوان (هدر/سرصفحه) یاد می شوند و معمولا فقط حاوی اعلان ها می‌باشند. این فرمت توسط مارس دیجیتال استفاده می شود. همچنین بورلند و دیگر کامپایلر های سی++ از آن پشتیبانی می‌کنند. ممکن است در این فایل متغیر ها، ثوابت و توایعی که در فایل منبع اصلی به آن ها اشاره شده است اعلام شود.
• فایل با پسوند .h معمولا فایل با عنوان (هدر/سر صفحه) یاد می‌شوند و معمولا فقط حاوی اعلان ها می‌باشند این نوع بسیار رایج است و تقریبا با تمامی سیستم ها سازگاری دارد.
• فایل با پسوند .hh در این زبان: فایل با عنوان (هدر/سر صفحه) یاد می شوند و معمولا فقط حاوی اعلان ها می‌باشند.
• فایل با پسوند .h++ در این زبان: این نوع فایل ها معمولا فایل با عنوان (هدر/سرصفحه) یاد می‌شوند و معمولاً فقط حاوی اعلان ها می‌باشند. ضعف این نوع فایل در قابل حمل نبودن و عدم شناسایی توسط فایل سیستم ها می‌باشد.
• فایل با پسوند .ixx در استاندارد‌های جدید جهت تعریف سند ماژول (اختصاصاً برای کامپایلر‌های MSVC) معرفی شده است.
• همچنین فایل با پسوند‌های cppm، ccm، mxx، cxxm و c++m به عنوان پسوند‌های جدیدی در رابطه با خاصیت ماژول از استاندارد‌های جدید برای کامپایلر‌های مدرن هستند.

یک فایل سرآیند با پسوند (.h, .hpp و ...) می‌تواند شامل محتوای زیر باشد:

• تعریف کلاس
• تعریف توابع درون خطی (Inline)
• اعلام تابع
• اعلام شیء

مثال:

#ifndef CPPFILES_H
#define CPPFILES_H
  
extern int status;
   
class CPPFiles
   
{
   
  public:
      CPPFiles();
      void myFunction();
      inline int safe(int i);
  };
   
#endif // CPPFILES_H   

یک فایل منبع - سورس با پسوند (.c, .hpp، .cxx و ...) می‌تواند شامل محتوای زیر باشد:

• تعریف کلاس
• تعریف توابع 
• اعلام شیء

مثال : 

#include "cppfiles.h"
   
int status = 1;
   
CPPFiles::CPPFiles()
{   
}
   
void CPPFiles::myFunction() {  
//Do somthing...
}
   
int CPPFiles::safe(/*@Param*/)
{
return /*Somthing...*/;  
}

انواع فایل هایی که به آنها اشاره شد بسیار است ولی متناسب با محبویت و پشتیبانی کامپایلر ها از این فایل ها در این زبان برای انتخاب آنها مهم است بنا بر این در طی آموزش و تمامی مراحل ما فقط از فایل های .h برای هدر و فایل های .cpp برای منابع استفاده خواهیم کرد.

چرا و چه زمانی باید از فایل های hpp. و چه زمانی از فایل های cpp. استفاده کنیم؟

توجه داشته باشید که سی‌پلاس‌پلاس از تمامی پسوند فایل‌های مذکور پشتیبانی می‌کند، معمولاً استفاده از فایل‌های hpp و h جهت اعلان و تعریف‌های اولیهٔ کد‌ها مناسب است و در زمان تعریف کامل عملکرد کد مورد نظر فایل با پسوند cpp پیشنهاد می‌شود. هرچند استفادهٔ غیر استاندارد نیز پشتیبانی می‌شود اما باید توجه داشت جهت حفظ ساختار استاندارد روش‌های اصولی منطقی و صحیح هستند.

کاربرد این زبان در کجاست؟

معمولاً تمامی برنامه‌ها و نرم‌افزار‌هایی که به صورت روزمره در زندگی مدرن امروزی مشاهده می‌کنیم بدون شک توسط زبان های اساسی نوشته شده‌اند. به عنوان مثال انواع صنایع موجود در کشور‌ها از قبیل صنعت خودرو‌سازی، صنعت فضایی، سیستم‌های معماری و بانکی ، تجهیزات مدرن و سخت‌افزار‌های رباتیک، سیستم‌های کامپیوتری و یا کنسول های‌بازی ، سیستم‌های خانگی و یا هوش‌ مصنوعی‌، تجهیزات مجهز به انواع حسگر‌ها، پزشکی، فضایی، زبان‌های برنامه‌نویسی، سیستم‌عامل‌ها و بسیاری از موارد دیگری که می‌توان نام برد بدون شک توسط این زبان پیاده‌ سازی شده‌اند.

 

چگونه C++ می‌تواند در لایه های زیرین (سطح پایین) و بالا (سطح بالا) مورد استفاده قرار بگیرد؟

به نقل از سازندهٔ آن، این زبان هر دو ویژگی سطح بالا و سطح پایین را ارائه می‌کند. سی‌پلاس‌پلاس دارای بخش‌های سطح پایین است، مانند اشاره‌گر‌ها، آرایه‌ها و کست‌ها. این ویژگی‌ها تقریباً مشابه همان ویژگی C هستند که ارائه شده است و برای کار با کارهای سخت‌افزاری ضروری هستند. بنابراین اگر می‌خواهید به امکانات سطح پایین زبان دسترسی داشته باشید، بله سی‌پلاس‌پلاس مجموعه‌ای از این امکانات را در اختیار شما قرار می‌دهد. با این حال، اگر نمی‌خواهید از ویژگی‌های سطح پایین استفاده کنید، نیازی به استفاده از آن‌ها به صورت مستقیم در این زبان نیست. در عوض می‌توانید از امکانات سطح بالا از جمله کتابخانه‌های آن را مورد استفاده قرار دهید. به عنوان مثال اگر نمی‌خواهید از اشاره‌گر‌ها و آرایه‌ها استفاده کنید می‌توانید از رشته‌ها و نگه‌دارنده‌های استاندارد استفاده کنید که به مراتب گزینه‌های بهتری هستند.

آیا سیستم عامل ها و نرم افزار های مطرح دنیا توسط این زبان نوشته شده اند؟ دلیل آن چیست؟

همانگونه که مشخص است بسیاری از سیستم عامل ها از ابتدا توسط خانواده اسمبل ، C نوشته شده اند که به صورت زیر به تعدادی از آن ها اشاره می‌کنیم:

• DragonFlyBSD,FreeBSD,OpenBSD,NetBSD
• HP-UX
• Centos,Debian,Fedora,OpenSUSE,RedHat,Ubuntu
• OSX,iOS,Darwin
• OracleSolaris,OpenIndiana
• Cygwin
• Android
• Windows Phone
• BlackBerry
• WindowsXP,Vista,7,8,10

دلیل آن که از زبان هایی مانند C و ++C برای نوشتن سیستم‌عامل استفاده می‌شود قابلیت های مهم آن است به عنوان مثال: کارآیی بالا ، مستقل از سکو‌، زبان پاسه و غالب بودن و عدم وابستگی آن به زبان های دیگر، ارتباط با سخت‌افزار و تمامی دیوایس‌ها، مدیریت هوشمندانه و همچنین برنامه‌نویسی آزادانه ، دسترسی به لیست عظیمی از کتابخانه‌ها که می‌توان توسط آن ها هر چیزی را که در رویاهای خود به آن فکر می‌کنید در واقعیت خلق کنید.

 

انواع سخت افزارهایی که این زبان پشتیبانی می‌کند:

زبان برنامه‌نویسی سی‌پلاس‌پلاس با استفاده از کامپایلر‌های قدرتمندی چون GCC، Clang و غیره، طیف گسترده‌ای از سخت‌افزار‌ها و معماری‌ها را پشتیبانی می‌کند.

مدل ماشین هایی که پشتیبانی می‌شود : PowerPC , Oracle,Fujitsu,Sun, IBM,Freescale , AMD,Intel

مدل پردازنده‌ها:

• Athlon,Atom,Core,Core2,Corei3/i5/i7,Opteron,Pentium,Phenom,Sempron,Turion,etc
• Itanium,Itanium2,Itanium29000/9100/9300,etc
• PowerPC,POWER1/2/3/4/5/6/7,G1,G2,G3,G4,G5,etc
• UltraSPARCI/II/III/IV/T1/T2,SPARCT3/T4,etc

کاربرد این زبان در زمینه وب چگونه است‌؟

در این زمینه معمولاً به دلیل وجود چهارچوب‌ها و زبان‌های ساده‌تری نسبت به سی‌++ در حوزهٔ وب مانند Php و غیره...، معمولاً فرصت نشده است تا به شناخت کتابخانه‌ها و مزایای این زبان در این حوزه پرداخته شود. با توجه به توسعه‌های اخیر صنعت وب دانشمندان به این نتیجه رسیده‌اند که جهت افزایش کارایی در زمینهٔ وب و از بین بردن محدودیت‌های وابسته به مرورگر‌های اینترنتی، از فناوری‌های بهتری مانند wasm نیز پرده برداری شود که در این فناوری سی‌++ گزینهٔ پشت پرده‌ای از این فناوری محسوب می‌شود که اجازه می‌دهد با اجرای کد‌ها و دسترسی به رابط‌های برنامه‌نویسی پیشرفته یک دنیای جدیدی از فناوری وب را ارائه کند. این فناوری با عنوان Web Assembly شناخته می‌شود که اجازه می‌دهد برنامه‌های نوشته شده توسط سی‌++ در مرورگر به عنوان یک پلتفرم جدید اجرا شوند.

البته این تنها روش نیست، سی++ به لطف کتابخانه‌های عظیم خودش قادر است هر چیزی را در اختیار برنامه‌نویس قرار دهد. به عنوان مثال دسترسی به کتابخانه‌های عظیم Qt، Wt این امکان را فراهم می‌کنند که به راحتی یک سیستم ابر پیشرفتهٔ تحت وب را به کمک این زبان پیاده سازی کنید که هیچ نوع سیستم موجود در وب قابل رقابت و مقایسه با ویژگی‌ها و نتایج خارق‌العادهٔ آن نخواهد داشت.

در مثال زیر یک سیستم مدیریت محتوا به صورت آزمایشی پیاده سازی شده است که می‌توانید نتایج خارق‌العادهٔ آن را مشاهده کنید.

همچنین توجه کنید که این تنها کاربرد سی++ در وب نیست، حقیقت آن است که وب‌سایت‌های بزرگی همچون فیس‌بوک، گوگل و غیره هستهٔ وب‌سایت‌های خود را توسط این زبان توسعه داده‌اند که دلایل آن‌ها مصرف بهینهٔ تجهیزان سخت‌افزاری و دسترسی به ویژگی‌های سیستمی بسیار زیاد و امنیت بسیار بالا است. احتمالاً  در رابطه با موتور قدرتمند v8 Engine شنیده‌اید، این یک موتور اساسی برای محصولات گوگل است که کاملاً تحت سی++ توسعه یافته است. برخی از محیط‌های برنامه‌نویسی مانند Node.JS تحت آن قدرت گرفته‌اند.

برخی از محصولات اساسی و معروف که بخش عمده و یا به صورت کامل توسط سی‌پلاس‌پلاس نوشته شده‌اند (این لیست تنها شامل برجسته‌ترین محصولات است) :

1. سیستم‌عامل‌ها
   1. ویندوز
   2. مکینتاش
   3. لینوکس
   4. آی‌او‌اس
   5. اندروید
2. مرورگر‌ها
   1. اُپرا
   2. فایرفاکس
   3. گوگل کروم
   4. مایکروسافت اِدج
   5. اپل سافاری
3. نرم‌افزار‌های کاربردی و مهندسی
   1. تمامی محصولات قدرتمند Adobe مانند فوتوشاپ، افتر‌افکت و غیره...
   2. تمامی محصولات Autodesk مانند Maya، 3dsMax و Autocad
   3. مجازی‌ساز‌ها مانند Virtual Box و VMware
   4. محصولات مایکروسافت مانند Visual Studio و Office
   5. محصولات اپل مانند iTunes، Xcode و غیره...
4. بازی‌ها و صنایع مرتبط
   1. توسعهٔ کنسول‌های بازی Playstation و Xbox
   2. اکثر بازی‌های خارق‌العاده در سطح AAA
5. پیام‌رسان‌ها
   1. تلگرام
   2. اسکایپ
6. موتور‌های دیتابیس مانند MySQL و غیره...
7. کتابخانه‌ها و ابزار‌های پیشرفتهٔ توسعه
8. ابزار‌های مرتبط با فناوری‌های روز مانند Blockchain و غیره...
9. زبان‌های برنامه‌نویسی مانند Swift و غیره...
10. راه‌انداز‌ها و ابزار‌های قدرتمند AMD، Intel و NVIDIA Geforce و پلتفرم‌هایی مانند Cuda.
11. و هزاران و میلیون‌ها ابزار و برنامه‌هایی که در زندگی روزمره با آن‌ها سرو کار داریم.

اشاره ای بر انواع موتور های دیتابیس که توسط ++C پشتیبانی می‌شوند :

• SQL
• NoSQL
• SQLite
• MySQL
• Sybase Adaptive Server
• SQL Server
• Oracle
• PostgreSQL
• IBASE : Borland
• IBM DB2

متأسفانه به دلیل عدم اطلاع و شناخت کافی از حقایق این زبان، توصیه برای یادگیری زبان‌هایی مانند Java و #C و مشابه آن‌ها ممکن است بر اساس علاقه‌های فردی و تعصب باشد. بنابراین توصیه می‌شود حتماً در مورد تفاوت‌های ساختاری و مزایای زبان‌ها حتماً تحقیق شود.

چگونه باید طراحی رابط کاربری را انجام دهیم؟

برای طراحی رابط گرافیکی ابتدا باید ذهن خود را از محیط VS و همچنین کنسول کنار بکشید لذا برای این کار کتابخانه های مخصوصی در نظر گرفته شده است به صورت زیر:

• FLTK
• nana
• WxWidgets
• OWLNext
• GTK+
• glibmm
• gtkmm
• goocanvasmm
• libglademm
• libgnomecanvasmm
• webkitgtk
• flowcanvas
• evince
• Qt
• libdbusmenu-qt

توسط این کتابخانه های می‌توان محیط‌های کاربری را فراهم ساخت. در این میان دو کتابخانهٔ wxWidgets و Qt بسیار قدرتمند عمل کرده‌اند که بین این دو نیز Qt با قدرت بسیار زیادی از رقیب خود یعنی wxWidgets پیشی گرفته است و معمولاً پروژه‌هایی که در آن رابط‌کاربری خلاقانه (Creative) و مدرن مطرح است حرف از Qt به گوش می‌رسد (کیوت یک چهارچوب جامع جهت طراحی رابط‌های کاربری قدرتمند است).

پیشنهادات ما استفاده از مقالات خارجی و منابع رسمی می‌باشد:

•  http://en.cppreference.com/w
• Learn C++
• https://www.learn-cpp.org
• Learn C++ (Introduction and Tutorials to C++ Programming)
• http://www.cplusplus.com

نگاهی به کاربرد این زبان در بین فناوری‌های جدید!

 سی‌پلاس‌پلاس همچنین به عنوان یکی از قدرتمند‌ترین و محبوب‌ترین زبان‌های برنامه‌نویسی در دنیای فناوری شناخته می‌شود و در صنعت بلاک‌چین نیز یک قدرت غالب است. زبان شیء‌گرایی برای توسعه بلاک‌چین مناسب است، زیرا از همان اصول کپسوله‌سازی، انتزاع، چند‌ریختی و مخفی کردن داده‌ها استفاده می‌کند. به عنوان مثال بلاک‌چین از ویرایش‌های ناخواسته از داده‌ها جولوگیری می‌کند که به عنوان یکی از چهار زبان برنامه‌نویسی آینده دار می‌توان به آن اشاره کرد.

همچنین توجه داشته باشید که فناوری‌های دیگری مانند مباحث Cross-Platform و رشد بسیار شدید فناوری IoT این زبان به عنوان یک زبان پیش‌تاز در این حوزه است که در کنار بسیاری از کاربرد‌های اساسی خود می‌توان به عنوان یک ابزار اساسی و کاربردی به آن در آینده‌ای که از همین حالا شروع شده است اشاره داشت.

آیا با ++C می‌توان برنامه‌های موبایلی مانند Android , iOS و غیره را تولید کرد‌؟

پاسخ، بله!

متأسفانه این مورد هم مانند حوزهٔ وب به خاطر عدم شناخت و تبلیغات کافی از ذهن بسیاری از افراد به یک گزینهٔ بی اهمیت تبدیل شده است، اما با توجه به رشد روز افزون و ایجاد ابزار‌های ضعیف، نیاز به شناخت این زبان و ابزار‌های واقعی و قدرتمند آن الزامی شده است. برای مثال در حوزهٔ موبایل ابزار‌هایی مانند Xamarin و یا Flutter این روز‌ها سرو صدای بسیاری کرده‌اند، اما واقعیت این است، آن‌ها هیچگاه نتیجهٔ واقعی و مشابه به زبان‌های پیشفرض پلتفرم‌های توسعه را ندارند و نخواهند داشت. فناوری چند-سکویی به معنای واقعی تنها در ابزار‌هایی مانند Qt Framework و سی++ خلاصه می‌شود که به شما اجازهٔ تولید و توسعهٔ کد‌های خود را به صورت بومی در پلتفرم هدف فراهم می‌کند.

پیشنهاد ما در رابطه نحوه شروع برای یادگیری و آشنایی با زبان و انواع کتابخانه ها به صورت زیر است:

• قبل از هر چیز هدف خود را در رابطه با منابع مشخص نمایید، اگر زبان انگلیسی شما خوب است می‌توانید در همین قدم اول از منابع رسمی و استاندارد که بی نقص هستند استفاده کنید.
• سعی کنید اگر قرار است این زبان را یاد بگیرید عملا با آن درگیر شوید.
• از مقدمات برنامه نویسی شروع کنید و حتما در رابطه با تاریخچه زبان و اهداف آن تحقیق کنید.
• شرکت و سازمان های بزرگ و موفق را الگو قرار دهید.
• اگر هدف شما سریع رسیدن به پول بدون در نظر داشتن کیفیت و اهداف بزرگ از پروژه هستش به هیچ عنوان سراغ این زبان نروید زیرا C++‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎ برنامه نویس مشتاق به حرفه‌ای شدن را می‌طلبد نه برنامه‌نویس راحت طلب.
• حتماً سی‌پلاس‌پلاس مدرن را بی‌آموزید. استاندارد‌های مدرن شامل نسخه‌های ۱۱، ۱۴، ۱۷ و ۲۰ هستند.
• برای استفاده و کار با کتابخانه‌های این زبان بهتر است کتابخانه‌های پیش‌فرض STL را به خوبی یاد بگیرید.
• برای توسعه هرچه بیشتر پروژه و استفاده از انواع قابلیت‌ها توسط این زبان می‌بایست از کتابخانه‌های دیگر استفاده کنیم که در این میان در رابطه با بخش طراحی و رابط کاربریQt، GTK, MFC, SDL , wxWidgetsمناسب است که پیشنهاد ما در میان این لیست (Qt) خواهد بود که تحت آن میتوان مدرنترین طراحی ها را خلق نمود.
• برای کار با شبکه کتابخانه‌های Curl, Poco, Qt, RakNet, ReplicaNet, SDL موجود هستند و در بین اینها Curl بهترین گزینه می‌تواند باشد.
• برای کار با 3D بعدی کتابخانه مخصوص OpenGL یا باز همان Qt را که بر پایه موتور OpenGL است پیشنهاد میکنیم و یا می‌توانید از کتابخانه های مخصوص DirectX و OpenGL و حتی نسخه‌های توسعهٔافته به نام Vulkan را به صورت تخصصی استفاده یاد بگیرید.
• در رابطه با 2D نیز از OpenGL، Direct2D, GDI و GDI+ می‌توان استفاده کرد.
• در مورد Sound از کتابخانه های مطرح OpenAL, Fmod و Bass استفاده کنید.
• در مورد بحث فیزیک کتابخانه های Nvidia Physix, Nvidia Apex, Bullet, Box2D, ODE, Open Dynamics
• در رابطه با هوش مصنوعی کتابخانه های OpenAI, FEAR, OpenSteer, PathLib مطرح هستند.
• برای کار با پردازش تصویری OpenCV, OpenNI پیشنهاد میشود.
• برای کار با پردازش موازی OpenCL, OpenML, CUDA مناسب است.
• برای اسکریپت نویسی Lua, LuaPlus, Phyton
• برای کار با ورودی ها از OpenInput, Qt, SDL, SFML می‌توان استفاده کرد.
• برای بازی سازی کتابخانه های Unreal Engine, OGRE, Irrlicht, KGE مناسب هستند که در بین اینها Unreal Engine بسیار قدرتمند عمل می‌کند.
• برای طراحی و اجرای وب سایت کتابخانه های WebKit, ClearSilver, Teng مناسب هستند.
• برای توسعهٔ ابزار‌های مرتبط با فناوری بلاک‌چین، می‌توان به کتابخانه‌های قدرتمند و خارق‌العاده‌ای به نام EOS اشاره کرد.

لازم بذکر است این‌ها نمونه‌ای از  کتابخانه‌های بی‌شمار سی‌++ هستند و می‌توان به کتابخانه‌های بسیاری اشاره کرد که خارج از گنجایش این مقاله است.

منابع فارسی برای یادگیری سی‌پلاس‌پلاس مدرن چیست؟

متأسفانه منابع فارسی برای این زبان معمولاً متعلق به مباحث دانشگاهی و مفاهیم مرتبط به سی‌پلاس‌پلاس سنتی است (مربوط به ۳۰ سال پیش)! یادگیری این مباحث هیچ مزیتی برای شما نخواهد داشت و به شدت پیشنهاد می‌شود جهت یادگیری این زبان حتماً به سراغ آموزش‌های مدرن بروید.

تنها بستر‌های آموزشی مربوط به سی‌پلاس‌پلاس جدید در ایران (به زبان فارسی) مرجع آی‌او‌استریم است.

نقل قول

امکان به‌روزرسانی این پست وجود دارد...