Вместе с ассистентом кафедры фундаментальной и прикладной математики ФКИ МГУ Софьей Сазоновой рассказываем, стоит ли учить С++, правда ли он такой сложный и сколько зарабатывают C++ разработчики.
C++: что это за язык, как он появился и какие у него преимущества
В 1980-х годах датский программист Бьерн Страуструп моделировал распределение вызовов между телефонными станциями. Работал он на языке С, похожем на машинный код в виде инструкций из двоичного кода.
Язык С не устраивал Страуструпа: был слишком медленным и не поддерживал объектно-ориентированное программирование — то есть не мог представить программу как набор объектов, не был понятным и наглядным.
Тогда Страуструп решил усовершенствовать С, скрестив его с другим ретро-языком Simula. В C++ появились классы, строгая проверка типов, inline-функции и другие элементы, которые упрощают и ускоряют программирование.
Сначала усовершенствования воспринимались просто как надстройка над базовым языком. Но очень быстро «С с классами» стал надежным рабочим инструментом для миллионов разработчиков.
«С++ можно назвать более высокоуровневым языком, чем С: в отличие от последнего, он оперирует абстракциями.У С++ есть несколько важных преимуществ:Скорость. С++ обрабатывает данные быстрее большинства высокоуровневых языков типа Python.
Кроссплатформенность. В отличие от многих языков, в том числе от еще более высокоуровневого С#, С++ не зависит от платформы: разработку можно легко перенести с одной операционной системы на другую.
Универсальность. С++ поддерживает множество стилей программирования, например, процедурное программирование, объектно-ориентированное программирование. Также С++ предоставляет абстракцию данных. Благодаря этому его можно использовать для решения практически любых задач».
Скорость, универсальность и кроссплатформенность делают С++ чем-то вроде универсального оружия. Бьерн Страуструп называет этот язык «незримой основой всего». Его часто используют в тех частях системы, которые не видны пользователям, но являются основой работы всего сервиса, например, в игровых или поисковых движках и системах управления базами данных.
Читайте также: «История IT. 1970: События, люди, технологии»: Павел Калашников про запуск UNIX-времени, создание Pascal и патент на компьютерную мышь
Что пишут на С++
На C++ создают высоконагруженные приложения, драйверы, графические стандарты и игры. Например, на С++ написана система управления базами данных MySQL — основа для множества высоконагруженных приложений, — главные продукты Microsoft, культовые игры Counter Strike и World of Warcraft.
На С++ пишут код, который должен работать быстро и надежно, поэтому язык часто является основой для балансировщиков нагрузок на серверах и сложных графических алгоритмов. На C++ можно написать код для GPU — графического процессора. Так, например, создаются шейдеры для игр и графического ПО: они параллельно запускаются на GPU и позволяют без задержки выполнять сложные вычисления.
На С++ можно писать сложные, нетривиальные алгоритмы — для этого у языка есть огромная библиотека STL (Standard Template Library), где реализована большая часть алгоритмов и структур данных. Иногда С++ используют, чтобы оптимизировать код, добавить ему скорости и производительности или настроить приложение под конкретные платформы.
«Несмотря на универсальность, у языка есть и свои ограничения. Например, на С++ неудобно обрабатывать логи — файлы с информацией о действиях в программе — или собирать серверную статистику. Писать алгоритмы для машинного обучения или серверы для обработки запросов тоже будет сложно: в первом случае больше подойдет Python с большим количеством фреймворков, во втором — Java или C#».
Существует миф, будто С++ подходит только для сложных приложений, потому что даже простые операции, написанные на нем, выглядят как сложные команды. Но эти проблемы легко решить благодаря огромным библиотекам с открытым исходным кодом по С++, которые содержат много вспомогательных функций и серьезно упрощают работу. Поэтому писать на С++ можно что угодно: и большой высоконагруженный сервис, и несложные программы для вычисления площади или решения систем алгебраических уравнений.
Что нужно знать разработчику на C++
«Если вы планируете карьеру С++ разработчика — учите общие алгоритмы и структуры данных. Без них не обходится ни одно собеседование.Если захотите писать код на С++ и заниматься сложными вычислениями, придется разобраться в параллельном программировании, когда команды выполняются одновременно несколькими процессорами. Также нужно будет изучить открытый стандарт для распараллеливания OpenMP. Инженерам по разработке ПО важно знать дискретную математику, статистику, алгоритмы.Еще одно направление развития — компьютерная графика и геймдев, где нужно писать шейдеры и OpenGL. Здесь пригодится знание сопряжений с OpenCL — фреймворком для параллельных вычислений в графических процессорах — или CUDA, компилятора с расширениями, необходимыми для написания кода на GPU».
Читайте также: Что нужно знать программисту перед собеседованием и как успешно его пройти
Подходит ли C++ для начинающих
Есть еще один не менее распространенный миф о С++. Говорят, что это сложный язык, который не подходит для старта в профессии.
Легко понять, почему его называют непростым. Вот пример классической программы «Hello, World!» на С++:
//include <iostream>
using namespace std;
void function_name () { cout << "Hello, world" << endl; }
int main() { function_name(); // Вызов функции return 0; }
А это пример кода на Python:
print('Hello, World!') // => Hello, World!
Вот что говорит о сложности языка создатель языка Страуструп:
«C++ действительно непрост, и чтобы научиться его использовать, необходимо приложить определенные усилия. Но людям вообще хочется невозможного: еще более простого языка, с еще большим количеством фич и сохранением работоспособности существующего кода».
С++ может стать отличным стартом в IT, но только если вы готовы приложить усилия. В отличие от многих высокоуровневых языков — Python, Java — он не такой «удобный». Код не читается интуитивно, приходится самому работать с памятью: следить, чтобы не было утечки данных и освобождать место для работы программы. Для этого сначала нужно разобраться с основами устройства компьютера.
Но усилия многократно окупаются ростом уровня подготовки. С С++ можно начинать, если вы настроены серьезно и готовы копать глубоко. Этот язык даст отличную базу, которая поможет уверенно двигаться вперед и решать проблемы не только на уровне кода.
«На мой взгляд, C++ — оптимальный язык для старта, потому что он дает базу. Если человек хочет быть разработчиком и разбираться в этой теме глубоко, то не стоит начинать с языков с низким порогом вхождения, таких как Python или JavaScript.Конечно, на их основе быстрее можно научиться программировать. Но из-за простоты этих языков можно легко упустить важные вещи и не знать в итоге, как устроена память, адресация и многое другое. Это сложно, но важно. По моему опыту, людям, которые начинали, скажем, с Python, потом сложнее глубоко погружаться и разбираться, почему программа так и не работает».
Можно ли стартовать сразу с С++, не изучая С
Эта тема — предмет вечных дискуссий в комьюнити. Одни — и в их числе сам Страуструп — говорят, что С учить не обязательно. Вполне можно стартовать сразу с С++, где не нужно работать напрямую с символами и памятью и тратить время на сложности, с которыми пришлось бы возиться в С.
Чтобы увидеть разницу, посмотрите, как выглядит на С создание email-адреса:
char* compose(const char* name, const char* domain)
{
char* res = malloc(strlen(name)+strlen(domain)+2); // место для строк, '@', и 0
char* p = strcpy(res,name);
p += strlen(name);
*p = '@';
strcpy(p+1,domain);
return res;
}
А вот как это же действие выглядит на С++. Никаких сложных операций с символами и памятью:
string compose(const string& name, const string& domain)
{
return name+'@'+domain;
}
Другая точка зрения: на примере С лучше разбираться в базовых теоретических вещах, поэтому для тех, кто «копает глубоко», лучше подойдет последовательное изучение обоих языков.
Посмотрите, как разработчики решают задачу из олимпиадного программирования на языке С пятью разными способами. Судя по их решениям, кажется, что зная С, можно потом без проблем выучить многие другие языки — настолько хорошую базу знаний дает этот язык.
«Вопрос в том, чего вы хотите достичь. Если нужно глубоко разобраться в теме, то лучше сначала изучить C. С его помощью можно разобраться с базовой архитектурой компьютеров и теоретическими основами, включая побитовые операции, обращение с динамической памятью и числами с плавающей точкой. Мы обычно преподаем именно так: даем фундамент, а на второй год изучения переводим студентов на С++ с его особенностями и фишками».
Что популярнее: С или С++
Как С, так и С++ уже который год стабильно входят в топ-5 самых популярных языков. Причем одни индексы оценивают их по отдельности, другие включают в общую категорию.
Например, по данным индекса TIOBE в ноябре 2022 года С находится на втором месте, уступив самому популярному языку в мире Python. С++ отстал от С на два пункта и занял четвертое место.
В исследовании Stack Overflow за 2022 год, наоборот, С++ находится на шестом месте, а С — на седьмом.
А вот в индексе PYPL оба языка попали в одну категорию и находятся на четвертом месте, уступая другому родственному языку — C#.
Изучите основы языка C У Хекслета есть платформа для изучения основ программирования с нуля — Code Basics. Пройдите бесплатный курс по изучению языка С. Обучение на Code Basics начинается с азов, информация структурирована и подается от простого к сложному.
Сколько зарабатывает разработчик С++
На С++ пишут практически во всех крупных компаниях, поэтому он может стать хорошим инструментом для карьерного роста.
Уровень зарплаты зависит не только от опыта, но и от знания фреймворков, алгоритмов, библиотек. Исходя из вакансий, опубликованных на HeadHunter, в среднем джуниор-разработчик может претендовать на зарплату 120-150 тыс. рублей, а мидл- и сеньор-разработчик — от 200 тыс. рублей.
Как и с чего стартовать в С++: книги и ресурсы
Перед погружением в язык изучите базовую теорию по объектно-ориентированному программированию — это поможет быстрее погрузиться в тему.
Для тех, кто решит начать с изучения языка С:
А если захотите стартовать сразу в С++, пригодятся книги:
В процессе изучения языка не забудьте про библиотеки STL и BOOST:
- Питер Нортон Скотт Мейерс «Эффективное использование STL»
- Николай Джосьютис «C++ Стандартная библиотека. Для профессионалов»
- П. Плаугер, А. Степанов «STL. Стандартная библиотека шаблонов C++»
А еще здорово помогут:
