معرفی دوره برنامه نویسی با زبان سی‌پلاس‌پلاس (C++)
در این دوره، مفاهیم پایه زبان C++ به شما آموزش داده می‌شود و اجزای یک برنامه و ساختارهای کنترلی بررسی می‌شوند. شما با توابع نیز آشنا می‌شوید که این امکان را به شما می‌دهد که بخش‌های مختلف کد را با یک نام مشخص تعریف کرده و در نقاط دیگر برنامه مجدداً استفاده کنید. با یادگیری این دوره، قادر خواهید بود برنامه‌های پایه C++ را توسعه داده و با مفاهیم پیشرفته‌تری مانند شی‌گرایی و کتابخانه‌های مختلف، به توسعه برنامه‌های پیچیده‌تر نیز بپردازید.
سرفصل‌ها
- مفاهیم اولیه (متغیرها، ثابت‌ها، عملگرها، حلقه‌ها و … )
- ساختمان داده
- توابع
- اشاره‌گرها (Pointers)
- آرایه‌ها (Arrays)
- لیست‌ها
- Mapها
- Setها
- برنامه‌نویسی شیءگرا
- کلاس‌ها (Classes)
- Namespaceها
- ارث‌بری (Inheritance)
- چندریختی (Polymorphism)
- Constructorها
- Destructorها
- هندل کردن فایل‌ها
- Streamها
پیش نیازها
زبان برنامه‌نویسی سی‌پلاس‌پلاس (C++) پیش نیازی ندارد و شما می‌توانید از همین حالا شروع کنید.
توضیحات تکمیلی
مقدمه
C++ یک زبان برنامه‌نویسی کامپیوتری است که در دهه ۱۹۸۰ توسط بی‌جارن استروستروپ در آزمایشگاه بل لابراتوارهای آمریکا ایجاد شد. این زبان بر پایه زبان C توسعه یافته است و از ویژگی‌های آن بهره می‌برد. C++ یک زبان چند منظوره است که برای توسعه طیف گسترده‌ای از نرم‌افزارها، از جمله نرم‌افزارهای سیستم، نرم‌افزارهای کاربردی، نرم‌افزارهای تحلیلی و حتی بازی‌های ویدیویی استفاده می‌شود.
ویژگی‌های C++
C++ دارای ویژگی‌های متعددی است که آن را به یک زبان برنامه‌نویسی قدرتمند و انعطاف‌پذیر تبدیل می‌کند. برخی از این ویژگی‌ها عبارتند از:
- سرعت اجرا: C++ یک زبان کامپایلری است که به طور مستقیم به زبان ماشین ترجمه می‌شود. این باعث می‌شود که برنامه‌های نوشته شده با C++ بسیار سریع اجرا شوند. در مقابل، زبان‌های تفسیری مانند Python و JavaScript کد را به صورت خط به خط اجرا می‌کنند که می‌تواند باعث کندی اجرای برنامه شود.
- پشتیبانی از برنامه‌نویسی شیءگرا: C++ از برنامه‌نویسی شیءگرا پشتیبانی کامل می‌کند. این به برنامه‌نویسان امکان می‌دهد تا از مفاهیمی مانند کلاس‌ها، اشیاء، ارث‌بری و پلی‌مورفیسم استفاده کنند. برنامه‌نویسی شیءگرا یک رویکرد ساختاری برای برنامه‌نویسی است که به برنامه‌نویسان کمک می‌کند تا کدهای خود را سازمان‌دهی و مدیریت کنند.
- قابلیت استفاده از کتابخانه‌های استاندارد: C++ دارای کتابخانه‌های استانداردی است که حاوی توابع و کلاس‌های مفیدی برای برنامه‌نویسان است. این کتابخانه‌ها امکاناتی مانند ورودی و خروجی، رشته‌ها، عملیات ریاضی و غیره را فراهم می‌کنند. استفاده از کتابخانه‌های استاندارد می‌تواند به برنامه‌نویسان کمک کند تا کدهای خود را کوتاه‌تر و ساده‌تر کنند.
- کارایی و بهینه‌سازی: C++ به برنامه‌نویسان امکان می‌دهد برنامه‌های خود را به صورت بهینه و کارآمد نوشته و بهینه‌سازی کنند. این زبان امکان استفاده از مفاهیمی مانند مدیریت حافظه دستی را فراهم می‌کند که می‌تواند به بهبود عملکرد برنامه کمک کند.
- قابلیت تعامل با زبان سی: C++ قابلیت تعامل با کد نوشته شده با زبان C را دارد. این به برنامه‌نویسان امکان می‌دهد کدهای قبلی خود را بازنویسی کنند و از کتابخانه‌ها و کدهای موجود در زبان C استفاده کنند. این ویژگی باعث می‌شود تا برنامه‌نویسان بتوانند از مزایای هر دو زبان C و C++ بهره‌مند شوند.
- پشتیبانی از پردازش همروند: C++ امکاناتی برای پردازش همروند را فراهم می‌کند. این به برنامه‌نویسان امکان می‌دهد برنامه‌هایی را بنویسند که قابلیت اجرای همزمان چندین فرآیند را داشته باشند. پردازش همروند برای برنامه‌هایی که باید چندین کار را به طور همزمان انجام دهند، ضروری است.
- قابلیت استفاده در سیستم‌عامل‌های مختلف: C++ قابلیت اجرا بر روی سیستم‌عامل‌های مختلف را دارد. این زبان بر روی سیستم‌عامل‌های مانند ویندوز، لینوکس و مکینتاش قابل استفاده است. این ویژگی باعث می‌شود تا برنامه‌هایی که با C++ نوشته شده‌اند، در طیف گسترده‌ای از سیستم‌عامل‌ها قابل اجرا باشند.
- امکانات برنامه‌نویسی سطح پایین: C++ به برنامه‌نویسان امکان می‌دهد به صورت مستقیم با سطح پایین سیستم‌عامل و سخت‌افزار تعامل کنند. این امکان به برنامه‌نویسان اجازه می‌دهد کدهای بهینه‌تری بنویسند و کنترل بیشتری بر روی سیستم داشته باشند.
- پشتیبانی از پارادایم‌های برنامه‌نویسی مختلف: C++ امکان استفاده از پارادایم‌های برنامه‌نویسی مختلف را فراهم می‌کند. این زبان به برنامه‌نویسان امکان می‌دهد از برنامه‌نویسی شیءگرا، برنامه‌نویسی تابعی و برنامه‌نویسی جنریک استفاده کنند. این ویژگی باعث می‌شود تا C++ برای طیف گسترده‌ای از کاربردها مناسب باشد.
- جامعیت و پایداری: C++ یک زبان برنامه‌نویسی جامع و پایدار است که برای برنامه‌نویسان حرفه‌ای و متخصص مناسب است. این زبان از زمان ایجاد خود تاکنون تغییرات کمی داشته و به طور گسترده در صنعت نرم‌افزار استفاده می‌شود.
مزایای شغلی برنامه‌نویسی C++: زبان C++ یکی از محبوب‌ترین و پرکاربردترین زبان‌های برنامه‌نویسی در دنیا است. این زبان در طیف گسترده‌ای از کاربردها، از جمله توسعه نرم‌افزارهای سیستمی، بازی‌های ویدیویی، نرم‌افزارهای علمی و مهندسی، و نرم‌افزارهای مالی و تجاری، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
به همین دلیل، فرصت‌های شغلی بسیاری برای برنامه‌نویسان C++ وجود دارد. در ایران، برنامه‌نویسان C++ می‌توانند در شرکت‌های نرم‌افزاری، شرکت‌های فناوری، شرکت‌های تولیدکننده محصولات الکترونیکی، و سازمان‌های دولتی و خصوصی مشغول به کار شوند.
در ادامه، برخی از زمینه‌های شغلی محبوب برای برنامه‌نویسان C++ را ذکر می‌کنیم:
- توسعه نرم‌افزارهای سیستمی: برنامه‌نویسان C++ در توسعه سیستم‌عامل‌ها، درایور‌ها، و ابزارهای توسعه نرم‌افزار نقش مهمی ایفا می‌کنند. به عنوان مثال، برنامه‌نویسان C++ در شرکت‌های نرم‌افزاری مانند مایکروسافت، اپل، و گوگل مشغول به کار هستند.
- توسعه بازی‌های ویدیویی و واقعیت مجازی: بازی‌های ویدیویی و واقعیت مجازی از فناوری‌های پیشرفته‌ای استفاده می‌کنند که به برنامه‌نویسی C++ نیاز دارند. به عنوان مثال، برنامه‌نویسان C++ در شرکت‌های بازی‌سازی مانند نینتندو، سونی، و مایکروسافت مشغول به کار هستند.
- توسعه نرم‌افزارهای اینترنت اشیا: اینترنت اشیا به برنامه‌هایی نیاز دارد که بتوانند با دستگاه‌های مختلف ارتباط برقرار کنند. به عنوان مثال، برنامه‌نویسان C++ در شرکت‌های فناوری مانند آمازون، گوگل، و اپل مشغول به کار هستند.
- توسعه نرم‌افزارهای علمی و مهندسی: نرم‌افزارهای علمی و مهندسی برای انجام محاسبات پیچیده و پردازش داده‌های حجیم نیاز به برنامه‌نویسی C++ دارند. به عنوان مثال، برنامه‌نویسان C++ در شرکت‌های فناوری مانند تسلا، SpaceX، و ناسا مشغول به کار هستند.
- توسعه نرم‌افزارهای مالی و تجاری: نرم‌افزارهای مالی و تجاری باید عملکردی سریع و کارآمد داشته باشند. به عنوان مثال، برنامه‌نویسان C++ در شرکت‌های مالی مانند بانک‌ها، بیمه‌ها، و بورس اوراق بهادار مشغول به کار هستند.
- حقوق و مزایای بالا: با توجه به تخصصی بودن زبان C++ و پروژه‌های پیچیده‌ای که با آن کار می‌شود، برنامه‌نویسان C++ معمولاً حقوق و مزایای بالایی دریافت می‌کنند. طبق گزارش‌های منتشر شده، میانگین حقوق یک برنامه‌نویس C++ در ایران حدود 20 میلیون تومان در ماه است. این رقم در کشورهای توسعه‌یافته می‌تواند به بیش از 100 هزار دلار در سال نیز برسد.
- توانایی ارتباط با زبان‌های دیگر: C++ به عنوان یک زبان برنامه‌نویسی پایه، به برنامه‌نویسان امکان ارتباط با زبان‌های دیگر مانند C، Python و Java را می‌دهد. این امکان باعث می‌شود که برنامه‌نویسان C++ بتوانند در پروژه‌های گسترده‌تر و تیم‌های بزرگتری همکاری کنند.
- چشم‌انداز بازار کار درخشان: تقاضا برای برنامه‌نویسان C++ همچنان بالاست و احتمالاً در آینده نزدیک نیز این وضعیت تغییر نخواهد کرد. همچنین C++ برای توسعه نرم‌افزارهای پیچیده و کاربردی مانند سیستم‌عامل‌ها، بازی‌های ویدیویی و نرم‌افزارهای علمی بسیار مناسب است. با توجه به پیشرفت تکنولوژی و نیاز به برنامه‌نویسان ماهر در این حوزه‌ها، چشم‌انداز بازار کار C++ بسیار درخشان است.
مباحثی که در دوره C++ می‌آموزیم
در دوره‌های آموزش C++، با مفاهیم و اصول اولیه این زبان برنامه‌نویسی آشنا می‌شویم و مهارت‌های لازم برای توسعه نرم‌افزارهای کاربردی را کسب می‌کنیم. برخی از مباحثی که در این دوره‌ها آموزش داده می‌شود، عبارتند از:
- معرفی C++: در این بخش، با مفاهیم پایه‌ای C++ مانند نحوه نصب و پیکربندی، ساختار برنامه، متغیرها، عملگرها، شرط‌ها و حلقه‌ها، و توابع و کلاس‌ها آشنا می‌شویم.
- ساختار داده‌ها: در این بخش، با انواع ساختار داده‌های موجود در C++ مانند آرایه، لیست، صف، پشته و مجموعه آشنا می‌شویم و یاد می‌گیریم که چگونه از آنها برای ذخیره و مدیریت داده‌ها استفاده کنیم.
- برنامه‌نویسی شیءگرا: در این بخش، با مفاهیم برنامه‌نویسی شیءگرا مانند کلاس، شیء، خصوصیت، متد، و وراثت آشنا می‌شویم و یاد می‌گیریم که چگونه از این مفاهیم برای ساخت برنامه‌های انعطاف‌پذیر و قابل توسعه استفاده کنیم.
- مدیریت حافظه: در این بخش، با مفاهیم مدیریت حافظه در C++ مانند اشاره‌گرها، دینامیک‌سازی حافظه، و مدیریت منابع آشنا می‌شویم و یاد می‌گیریم که چگونه از این مفاهیم برای جلوگیری از نشت حافظه و خطاهای مشابه استفاده کنیم.
- ورودی و خروجی: در این بخش، با مفاهیم ورودی و خروجی در C++ مانند خواندن و نوشتن از کنسول و فایل‌ها آشنا می‌شویم و یاد می‌گیریم که چگونه از این مفاهیم برای تعامل با کاربر و ذخیره داده‌ها استفاده کنیم.
- پوینترها: در این بخش، با مفاهیم پوینترها در C++ مانند انواع پوینترها، نحوه استفاده از پوینترها، و مدیریت پوینترها آشنا می‌شویم و یاد می‌گیریم که چگونه از پوینترها برای دسترسی به آدرس‌های حافظه استفاده کنیم.
- استثناها: در این بخش، با مفاهیم استثناها در C++ مانند نحوه شناسایی و مدیریت استثناها آشنا می‌شویم و یاد می‌گیریم که چگونه از این مفاهیم برای جلوگیری از سقوط برنامه در هنگام وقوع خطا استفاده کنیم.
- چارچوب‌های توسعه: در این بخش، با چارچوب‌های توسعه C++ مانند Qt و Boost آشنا می‌شویم و یاد می‌گیریم که چگونه از این چارچوب‌ها برای ساخت برنامه‌های کاربردی پیچیده استفاده کنیم.
- برنامه‌نویسی چندنخی: در این بخش، با مفاهیم برنامه‌نویسی چندنخی در C++ مانند نخ‌ها، همگام‌سازی، تراکم‌گذاری، و مدیریت منابع چندنخی آشنا می‌شویم و یاد می‌گیریم که چگونه از این مفاهیم برای ساخت برنامه‌هایی که می‌توانند به طور همزمان چند کار را انجام دهند، استفاده کنیم.
- تست و اشکال‌زدایی: در این بخش، با مفاهیم تست و اشکال‌زدایی در C++ مانند ابزارهای تست و اشکال‌زدایی آشنا می‌شویم و یاد می‌گیریم که چگونه از این مفاهیم برای اطمینان از کیفیت برنامه‌های خود استفاده کنیم.
علاوه بر این مباحث، در دوره‌های پیشرفته‌تر C++، مباحثی مانند الگوریتم‌ها، پایگاه داده، برنامه‌نویسی شبکه، و برنامه‌نویسی گرافیکی نیز مورد بررسی قرار می‌گیرند.
نتیجه‌گیری
C++ یک زبان برنامه‌نویسی قدرتمند و پرکاربرد است که فرصت‌های شغلی بسیاری را در صنعت نرم‌افزار فراهم می‌کند. با استفاده گسترده از C++ در پروژه‌های پیچیده و تقاضای بالا برای برنامه‌نویسان ماهر، چشم‌انداز بازار کار C++ بسیار خوب است.
