C как первый язык программирования

История языков программирования: от самого первого до наших дней

Языки программирования — это средство коммуникации между человеком и машиной. Рассказываем, как развивались языки программирования, чем отличаются друг от друга, что на них влияет и что ждет в будущем

Об эксперте: Михаил Исаев, CTO в Madison Tech, старший член глобальной ассоциации IEEE, основатель сообщества swift.stream и сооснователь сообщества ServerSideSwift.

Первый язык программирования

Первым высокоуровневым языком программирования считается FORTRAN. Он был создан в 1954 году группой программистов под руководством Джона Бэкуса в корпорации IBM. Этот язык отличается от своих предшественников, языков низкого уровня, тем, что не был привязан к конкретному типу ЭВМ. Это позволило использовать язык на разных типах машин и сделало его очень популярным. FORTRAN был разработан специально для научных и инженерных вычислений. Его эффективность в обработке математических задач и умение работать с массивами данных сделали его неотъемлемым инструментом в таких областях, как аэрокосмическая промышленность, физика, метеорология и других научных сферах.

История языков программирования

Развитие языков программирования можно разделить на пять этапов.

Машинные языки (начало 1940-х годов)

Первые компьютерные языки писались на основе двоичного кода (различные комбинации цифр 0 и 1). Применять их было сложно: чтобы написать программу, разработчикам приходилось совершать сложные двоичные расчеты, что усложняло процесс и приводило к многочисленным ошибкам.

Язык ассемблера (вторая половина 1940-х годов)

Слово «ассемблер» переводится с английского как «сборщик». Это специальное устройство, которое переводило программы, написанные на человеческом языке, в машинный код. Язык, на котором происходил перевод, получил название «ассемблера». Вместо двоичного кода в нем использовались короткие кодовые слова (мнемоники). Появление этого языка упростило процесс программирования, но для работы специалистам все еще требовалось его глубокое понимание.

Высокоуровневые языки (1950-е годы)

FORTRAN, COBOL, LISP и другие высокоуровневые языки существенно облегчили IT-специалистам выполнение задач и позволили им сосредоточиться на логике программ, а не на деталях компьютерной архитектуры. Создание таких языков сделало программирование доступным и для тех, кто не обладал профессиональными техническими знаниями. Это послужило стимулом для расширения использования компьютеров в бизнесе, науке и других областях.

Языки четвертого поколения (1970-е годы)

Prolog, Smalltalk, C, Objective-C еще больше по синтаксису приближены к человеческому языку, а именно к английскому. В результате их появления существенно сократились время, усилия и затраты на разработку ПО.

Современные языки программирования (1980-е — настоящее время)

В 1980–1990-х появились такие языки, как C++, Java и Python. Они были основаны на объектно-ориентированном программировании (ООП). В отличие от более ранних видов программирования, ООП позволило разбивать программу на независимые модули, которые было легче создавать, изменять и поддерживать. Такой подход дал возможность использовать код повторно — копировать части кода для похожих задач и дополнять их, а не писать каждый раз код с нуля. Также использование ООП привело к сокращению вероятности ошибок, так как при ООП данные и методы их использования объединены внутри модулей, а не распределены по разным частям программы.

Какие тренды влияют на языки программирования

Искусственный интеллект и машинное обучение — двигатели развития

В последние десять лет в программировании произошли революционные изменения. Это случилось благодаря двум важным разработкам: искусственному интеллекту (ИИ) и машинному обучению (МО). Популярность обеих технологий дала толчок развитию языка программирования Python.

Для проектов с использованием ИИ и МО Python стал ключевой платформой, так как он использует очень удобный код и богатые библиотеки данных, такие как TensorFlow и PyTorch (сборники готовых функций и объектов).

Кроме того, использование ИИ и МО в целом упрощает процесс программирования. Легко автоматизируются рутинные процессы вроде поиска ошибок и написания простого кода. Применение обеих технологий позволяет программистам уделять больше времени сложным и инновационным задачам.

Дополненная реальность — путь к трехмерному программированию

Еще одним важным трендом в развитии языков программирования стала дополненная реальность (AR). Для создания AR-систем используются особые языки, например С++ с поддержкой 3D-графики.

Зачастую работа с 3D-графикой в реальном времени требует интеграции нескольких языков программирования в одном проекте. Например, при написании программы можно совмещать функции и шаблоны языков Swift и С++.

Из-за развития сферы AR-разработчикам потребовалось создать новые инструменты для упрощения написания кода. Например, это программы ARKit для языков Swift и Objective-C, а также ARCore для Java и Kotlin.

Интернет вещей — программирование в условиях ограниченных ресурсов

Интернет вещей (IoT) объединяет устройства в единую сеть и позволяет им обмениваться данными. В последние десятилетия эта технология все больше развивается. Однако программирование для устройств IoT требует специального подхода: все дело в ограниченных мощностях микроконтроллеров быстрых приборов. Это ограничение привело к созданию новых языков программирования, которые работают на устройствах с малым вычислительным ресурсом.

Для подобных целей был разработан MicroPython — версия языка Python для микроконтроллеров. Язык Java Me (Micro Edition) был разработан для поддержки Java для встроенных систем и мобильных устройств. Язык Arduino, созданный для этих же целей, основан на языках C/C++.

Блокчейн — криптография и новые языки

Технология блокчейна внесла большие изменения в мир языков программирования. Например, появились смарт-контракты — программы, хранящиеся в блокчейне и автоматически срабатывающие при выполнении определенных условий. Новые технологии заставили разработчиков обращать больше внимания на безопасность и неизменность кода. Были созданы специализированные языки для безопасной работы со смарт-контрактами в блокчейне, например Solidity и Vyper.

Кроме того, важной частью блокчейна стала криптографическая безопасность (надежность шифрования). Уже существующие языки программирования, такие как C++ и Rust, были доработаны для функции шифрования в блокчейне. Благодаря их использованию созданы платформа Bitcoin на языке C++ и платформа Parity на языке Rust.

Языки Go и JavaScript были использованы для создания блокчейн-платформ Hyperledger Fabric и Lisk. Развитие этих платформ стало движущей силой для разработки новых инструментов и библиотек. Наработанный опыт и новые технологии позволяют программистам все чаще внедрять блокчейн-функциональность в новых проектах.

Что будет дальше

С 1940-х годов и до сих пор мы наблюдаем эволюцию языков программирования. Все это время компьютерные языки непрерывно меняются с развитием прогресса в информационных технологиях. IT-рынок сегодня предлагает сразу несколько инструментов, которые помогают реализовывать программы в самых разных областях. Разработчики могут выбирать наиболее комфортный для себя язык и интегрировать его с учетом последних инновационных решений. Возможность выбора с одной стороны и необходимость следить за трендами с другой еще долго будут стимулировать сферу программирования и делать языки более доступными, эффективными и автоматизированными.

Преимущества C++ как первого языка для обучения программированию

Это статья о том, почему же все-таки стоит выбрать C++ в качестве первого языка программирования для обучения студентов, и немного о проблемах преподавания в ВУЗах. Часть суждения, касающегося процесса обучения, основывается на личном опыте преподавания (три года, во время учёбы в аспирантуре), а также на общении с преподавателями и студентами.
Рассматриваются преимущества языка программирования C++ именно для обучения и с точки зрения лучшего понимания основных концепций. Остальные кандидаты на роль первого языка (Pascal/Python/C#/Java) не рассматриваются, дабы не разжигать холивар. Еще раз отмечу: не для промышленной разработки и не с точки зрения такого субъективного критерия, как удобство.
Написано под впечатлением откровенно рекламного поста «Delphi XE5 как основа для обучения программированию» (на момент написания, доступна только версия «от гугла»).

0 Введение

Для начала, хотелось бы отметить, что для студентов не профильных специальностей вопрос выбора первого языка программирования не рассматривается. Основы алгоритмизации (если они необходимы) можно осваивать хоть на Python, хоть на C++ (Java, C#, Pascal и т.д.). В данном случае, чем проще язык, тем он лучше: у людей необходимо сформировать хоть какую-то культуру алгоритмического мышления и понимания базовых конструкций. Студентам некоторых специальностей (юридические, экономические, гуманитарные), изучение ЯП совсем не требуется.
Несмотря на всю очевидность написанного выше, многим студентам-экономистам первого курса преподают программирование на Pascal на практических занятиях по информатике. Студентам, которые ещё толком не умеют работать с MS Word. Польза от таких занятий весьма и весьма сомнительна. Точно так же, студентов-математиков могут пару лет учить программировать на C++/C#/Java… но зачем? Гораздо полезнее для последующего применения своих знаний изучить программы вроде Mathcad, Simulink, Surfer и т.д.
Учитывая вышеизложенное, рассмотрим процесс выбора первого языка исключительно для студентов профильных специальностей (например, «Программная инженерия») и смешанных специальностей с уклоном в сторону IT (например, «Прикладная математика и информатика»). Во-первых, учебный план таких специальностей предполагает достаточное количество лекций и практик (т.к. рассматривается первый язык, учитывается только первый курс): для двух связанных дисциплин (информатика и программирование) около 230 часов, в зависимости от специальности. Во-вторых, наличие заинтересованности и определённого склада ума у студентов. Такие студенты чаще всего уже пробовали программировать, а возможно даже и написали сайт/игрушку. Две эти причины, в совокупности, дают неплохую базу для начала обучения и понижают порог вхождения для обучения языку. К тому же, выпускникам рассматриваемых специальностей предстоит в дальнейшем работать в индустрии разработки ПО. Следовательно, выбор первого языка для них особо важен.

1 Почему же C++?

1. Компилируемый язык со статической типизацией.
2. Сочетание высокоуровневых и низкоуровневых средств.
3. Реализация ООП.
4. STL.

• Код программы – это просто текст, который сам по себе не заработает.
• Компилятор – это отдельная программа, которой надо указать, что и как сделать с исходным кодом, чтобы он превратился в исполняемый файл. Текстовый редактор – это тоже отдельная программа, предназначенная для написания исходного кода.
• Существуют опции сборки, и существует не один компилятор.
• Исходный код, написанный программистом, может быть предварительно обработан и изменён (например, препроцессором).

Статическая типизация. На примере языка со статической типизацией проще понять, что такое тип данных, зачем он нужен и от чего зависит. Видно, что собой представляет объявление, определение и инициализация. Использование языка C++ даёт это явно увидеть, что способствует дальнейшему пониманию того, как работают эти механизмы в других языках. Помимо этого можно на реальных примерах понять, чем беззнаковые целые отличаются от целых со знаком, чем отличаются числа двойной и одинарной точности, чем отличается символ от строки и т.д.

Высокоуровневые и низкоуровневые средства. Использование таких средств, как указатели и динамическое выделение памяти, позволяет понять (или в дальнейшем способствует пониманию), что такое стэк, куча, стэк вызовов, раскрутка стэка и т.д. Помимо этого, на практике закрепляется понимание концепции адресов и адресной арифметики. На примерах демонстрируется, что память надо выделять, освобождать, потому что она не бесконечная, что существуют утечки памяти. В будущем, при изучении языков с GC проще будет понять, что же это такое.
Отдельно стоит отметить простой механизм передачи значений по ссылке, значению, указателю и перенос объекта. Что такое изменяемые и не изменяемые параметры. В дальнейшем данные концепции могут быть использованы и при изучении других языков. Студент будет понимать, например, что объект в языке N передаётся по ссылке, и если его значение изменить в функции-члене, то оно изменится везде.

Реализация ООП. Это относительно чистая реализация ООП без всякого синтаксического сахара (относительно некоторых других языков). Чётко разграниченные уровни доступа к членам класса, возможность множественного наследования и динамический полиморфизм дают возможность быстро усвоить основные концепции ООП (абстракция, наследование, инкапсуляция и полиморфизм). Указатели и динамическое выделение памяти позволяют наглядно понять такие важные механизмы, как upcasting и downcasting. В дальнейшем, основываясь на этих знаниях, легко можно понять весь синтаксический сахар в других языках. Необходимость контроля ресурсов (в том числе и «правило трёх» или уже «правило пяти», с учётом C++11), захват их в конструкторе и освобождение в деструкторе также способствуют более глубокому пониманию ООП.
Стоит отметить такой важный момент, как не принудительное ООП. То есть данный подход к программированию применяется тогда, когда это удобно, и его можно смешивать, например, с функциональным программированием. Это способствует формированию понимания того, что средства реализации выбираются исходя из задачи.

STL. Сама по себе концепция шаблонов C++, генерации кода и применения широкого спектра алгоритмов к различным контейнерам положительно влияет на процесс обучения. Здесь все на поверхности и понятно, почему можно создать вектор целых чисел и вектор пользовательских объектов на основе одного класса-контейнера. Почему можно применить некоторую операцию к последовательности объектов или как отсортировать объекты, для которых не предусмотрена встроенная операция сравнения. Можно понять, как осуществляется доступ к элементам, и узнать о категориях итераторов. Помимо этого закрепляется понимание обобщённого программирования.

2 Немного о проблемах обучения

Процесс обучения, пожалуй, одна из наиболее существенных преград, для того, чтобы реализовать все то, о чём написано в предыдущем пункте. Вероятно, этот вопрос не касается топовых IT-вузов, но если взять рядовые образовательные учреждения, то ощущается дефицит квалифицированных кадров и слабая мотивация студентов. Для большей части практических дисциплин редко привлекаются специалисты, занимающиеся непосредственно разработкой ПО. Например, человек, который не применял STL в реальных проектах, вряд ли сможет объяснить, как это делать, и главное зачем. Так же, как и преподаватель, искренне считающий, что программирование на Delphi с формочками уже есть самое настоящее ООП, учитывая, что весь код (без намёка на собственные классы, абстракцию и инкапсуляцию) пишется в обработчике нажатия на кнопку с очень понятным именем «Button1», не способствует процессу обучения. Проблемы есть и со стороны студентов, которые толком не поняли, куда и зачем они поступили. Многие студенты, не имеют мотивации к дальнейшему обучению и пониманию, а также и к самообразованию. Не смотря на то, что такие студенты и преподаватели прекрасно дополняют друг друга, в конце обучения не получится специалист, претендующий на junior-вакансию.

3 Заключение

В настоящий момент в мире разработки программного обеспечения сложилась ситуация, что в цене знание определённых технологий и опыт их применения, а не понимание. Современному обществу необходимо много программистов, которые могут выполнять строго определённые функции. Отчасти этому способствуют и развивающиеся технологии разработки. Возможно, что большая часть разработчиков, умеющих просто пользоваться определённым набором инструментов, никогда не столкнётся с «законом дырявых абстракций». Однако людям, претендующим на должности ведущих разработчиков, занимающихся оптимизацией и вопросами архитектуры, необходимо более глубокое понимание того, как всё устроено. Одним из факторов, приводящих к такому пониманию, может отказаться и верный выбор первого языка программирования. На основании этого, язык C++, являющийся статически типизированным, компилируемым, поддерживающий низкоуровневую работу с памятью и не перегруженную синтаксическим сахаром реализацию ООП, можно рекомендовать в качестве первого языка программирования.

• учебный процесс
• первый язык программирования
• C++

С++ как первый язык: путь преподавателя GeekBrains

В мире программирования если не все, то очень многие дороги ведут к Си. Интерпретаторы и компиляторы большинства модных сегодня языков написаны на С/С++. Если вы хотите выжать максимум из любого «железа», программировать роботов, создать свою ОС, свой язык или другую мощную и жадную до ресурсов штуку, надо учить «плюсы». Это де-факто стандарт и в крупных игровых студиях, таких как Electronic Arts и Blizzard.

Но есть ли смысл выбирать С/С++ в качестве первого языка программирования? И откуда взялся вокруг Си ореол неприступности? Я решила обсудить это с преподавателем GeekBrains Иваном Овчинниковым.

Иван начал изучать С++ с нуля в 29 лет. Сейчас ему 33 и он — ведущий специалист и начальник группы программистов в центре разработки информационных систем АО «Российские Космические Системы».

— Иван, в чем, на ваш взгляд, сила «плюсов»? Можно ли сказать, что на сегодня это — «Царь-язык»?

— Я против ранжирования языков, потому что каждый из них решает свои задачи. В целом, языки С/С++ отличает чрезвычайная скорость исполнения и тотальный контроль над происходящим.

Да, можно сказать, что С++ — один из самых влиятельных языков программирования и прародитель многих других ЯП. Это универсальный инструмент, который позволяет подобраться к «железу» ближе, чем любой другой высокоуровневый язык. Вы можете программировать микроконтроллеры и серьезную аппаратуру, ускорять требовательные к ресурсам системы.

— Зачем учить сложный язык, если можно выучить простой? Все наверняка слышали страшилки, что С++ адски сложен и коварен. Что вы об этом думаете?

— Выучить названия всех фреймворков для JavaScript куда сложнее, на мой взгляд!

Прежде всего нужно определиться, зачем вы идете в программирование.

Если у человека программа-максимум — всю жизнь верстать сайты для знакомых или писать попсовые приложеньки для хипстеров, учить С++ совершенно не обязательно. А если вы хотите написать свою операционную систему или программировать роботов, которые полетят в космос и будут кататься по другим планетам — добро пожаловать в С++!

Конечно, С/С++ устроены нетривиально: многое в них не так просто понять и выучить. Но это возможно. И это сильно расширит ваши возможности как программиста.

Опытные разработчики любят пугать новичков «этими жуткими плюсами». Правда в том, что простых языков программирования не бывает, как и простой работы. Любая работа — сложная. Работа программиста — тоже, вне зависимости от выбранного языка. И да, дорогу осилит идущий: если не начать изучать С/С++, они так и останутся невероятно и запредельно сложными.

— Как можно упростить изучение C++ для студентов?

— Понятными объяснениями, которые помогли и мне в свое время. Я ведь стал программистом довольно поздно — в 29 лет. До этого никак не был связан с IT-сферой. Поэтому рассказываю студентам о языке, как рассказал бы себе начинающему.

Есть такой канал на Reddit — ELIF (Explain like I’m five — «Объясни, как пятилетнему»). Так можно сформулировать принцип, по которому я стараюсь доносить до людей сложную информацию, в том числе и про «этот страшный Си».

Еще хочу сказать, что в изучении языка (а оно никогда не заканчивается) я для себя изначально выбрал кратчайший путь — путь практики. И это себя оправдывает.

— Как случилось, что к 30 годам вы решили сменить профессию? И почему начали сразу с трудного языка?

— Решение освоить новую специальность пришло быстро и безболезненно. Мук выбора не было, потому что с прошлой профессией при 12-летнем стаже я зарабатывал что-то около 35 тысяч рублей. Это, в принципе, равнялось зарплате начинающего программиста-стажера. А если учесть, что программирование подразумевало интересные для меня задачи, выбор был очевиден.

Поскольку решение я принимал сам, а не под влиянием рекламы, исследовать рынок и выбирать язык для изучения тоже пришлось самостоятельно. В итоге сделал вывод, что если один раз выучить С, дальше легко освоишь практически любой популярный язык. Ведь почти все они — «наследники Си». Так и произошло.

Сейчас профессионально работаю на Java (Spring, VAADIN, EclipseLink). В быту — для себя — очень люблю писать на Python. Например, когда нужен Telegram-бот с напоминалками и детектором, фотографирующим котиков в кадре веб-камеры.

Есть у меня и кусочек умного дома, созданный с использованием Raspberry PI, и маленькая домашняя бухгалтерия на Django. Плюс всякие смешные поделки на Arduino — вроде новогодней елки.

— Сколько времени потребовалось, чтобы начать зарабатывать программированием?

— На поиск первой работы ушло около полугода. Я пришел к работодателю и выложил все как есть: мне 30 и я совсем без опыта, недавно дошел до изучения указателей в С. Попросился работать «за еду и опыт» — взяли. Через три месяца я полностью влился в коллектив и уже обучал коллег, как пользоваться трекерами задач и git-ом.

Огромным плюсом оказалось то, что я попал в молодой коллектив! Большинство ребят недавно выпустились из институтов: у них были еще свежи общие технические знания, а я мог поделиться с ними жизненным опытом. Получился симбиоз.

К тому же у меня в запасе всегда была и остается интересная история, как один тридцатилетний парень решил перевернуть свою жизнь с ног на голову. Начал учить С++, через полгода после устройства на работу — закрыл свое первое ТЗ, а дальше пошло-поехало.

— Какими были ваши первые проекты?

— Первые мои задачи были типовыми для начинающего программиста: надо было разобраться, как работает «вот этот код, написанный чуваком, который год назад уволился».

Мне поручали мелкие доделки готовых программ для аппаратов, которые недавно вернулись с испытаний.

Опытным разработчикам за такие задачи браться скучно, а мне на тот момент — в самый раз. Мне нравилось, что можно посмотреть на готовый код, сделать что-то полезное, но в глобальном плане ничего не сломать.

— Что считаете самым сложным в изучении С++? Есть какие-то темы, которые, если осилишь, то остальное — не сложнее, чем в других языках?

— На мой взгляд, самые сложные темы в изучении С — это указатели, указатели на указатели и указатели на функции. Если уж про них у вас в голове все встанет на свои места, остальное — детский лепет.

С++ сложно выражает идеи объектно-ориентированного программирования (ООП). Нужно время, чтобы вникнуть, чем отличаются между собой виртуальные, абстрактные, приватные и публичные методы. Еще есть модификаторы видимости и связывания, несколько видов конструкторов и деструкторов. С этим тоже нужно разобраться.

Проблема в том, что учебники и руководства по программированию просто вываливают на студента гору информации и как бы говорят: «Либо ты это все запоминаешь, либо ты бесполезен».

Преподаватели «старой школы» действуют по тому же принципу. Они забывают, каково быть новичком. Что программисту с опытом «интуитивно понятно», то для студента — 100500 новых слов, не подкрепленных опытом и практическими навыками. Студент еще не понимает внутренних механизмов языка и не может увязать их с реальным кодом.

Поэтому при подготовке учебного курса по С++ в GeekBrains мы старались оценить материал глазами новичка, который никогда раньше не программировал.

— Я слышала, что в C++ легко допустить ошибки, которые потом очень сложно найти, потому что в языке нет «защиты от дурака». Так ли это? Или главная сложность все-таки в другом? Если говорить именно об особенностях языка, а не о проблемах мотивации студента.

— Да, когда вы работаете с языками типа С/С++, легко наделать ошибок, которые могут годами себя никак не проявлять. Но они связаны не с самим языком или «защитой от дурака», а, скорее, с невнимательностью программиста.

Возьмем, к примеру, потоки ввода-вывода. Их надо закрывать и в Java/C#, и в C++. Если в Java/C# поток не закрыть, он будет висеть и тормозить программу. Если в C++ поток не закрыть, он будет… Да! Висеть и тормозить. А проявится проблема когда? Когда таких незакрытых потоков наберется сотня-другая.

Так что проблема не в инструменте, а в руках и голове, которые его используют. Но эти «сакральные» знания приходят только с опытом. Никакие курсы и учебники этого не дадут.

— Спрошу как раз о том, что дают курсы. Как вы балансировали учебную программу? У С/С++ очень много применений, а времени на изучение — всего год.

— Конечно, учебная программа будет очень сжатой, потому что, как заметил один мой коллега: «С, как религия — им надо заниматься всю жизнь». Отсюда и акценты — глубокое погружение в основы языка и беглый обзор всех его возможностей. Чтобы и игроделам, и банкирам, и браузерописцам будущим достались полезные знания.

Например, когда вы научитесь писать свои драйверы, можно коснуться и внешних вещей — библиотек и фреймворков, которые пригодятся в работе над конкретными проектами. До веб-разработки вряд ли дотянемся, но будем стараться.

Главное, вы будете понимать, как все работает, и узнаете о разных подходах к решению задач. Это заложит фундамент, на котором вы сможете строить то, что вам интересно. Конечно, придется много трудиться самостоятельно: читать, экспериментировать. Но вы уже не «потеряетесь» в языке.

— Я обратила внимание, что в учебном плане первым курсом идет Linux. Основы работы с этой ОС закладываются еще до уроков С/С++. Понятно, что Linux повлиял на многие платформы, в том числе MacOS и Windows. Но почему в курсе С++ такое внимание именно этой ОС?

— Считаю, что Linux — краеугольный камень в изучении программирования. Без знания этой ОС вы не сможете создавать кроссплатформенные приложения, потому что не будете понимать, в каком окружении им предстоит работать. 96 % устройств в интернете — это UNIX-подобные устройства. Куда без них?

UNIX, который стал родителем Linux и MacOS X, был написан на С. Собственно, С для того и создавали, чтобы написать на нем UNIX. Отсюда и свойства языка — его близость к аппаратному обеспечению. Можно сказать, что история развития современных ОС пересекается с историей языка Cи. И на примере Linux это хорошо видно.

Даже если вы твердо решили программировать исключительно для Windows, знание Linux расширит ваши горизонты: позволит посмотреть на дивный новый мир, от которого вы отказываетесь.

— Иван, спасибо! Что скажете в напутствие своим будущим студентам?

— Если вы повелись на рекламу и пришли в программирование только потому, что тут много денег, — остановитесь. Через пару-тройку лет на нелюбимой работе, которая держит лишь финансово, вы просто свихнетесь от тоски. Но! Если кто-то отговаривает вас становиться программистом, а вы этого очень хотите — игнорируйте мнение этих людей и идите к своей цели. Не пожалеете! Желаю вам заниматься тем, что вам нравится. До встреч!

Языки C: все о типах данных

Для того, чтобы писать программы, требуется в первую очередь изучить языки программирования. Сегодня их насчитывается более десятка. Но лишь некоторые пользуются особым спросом.

К наиболее популярным языкам программирования относят Си-семейство. Программер, который освоит его, может составлять приложения, игры и утилиты для самых разных нужд. Такие специалисты всегда в цене.

Для того, чтобы грамотно использовать свои знания на практике, требуется изучить особенности и нюансы выбранного языкового направления. А еще – его объекты и способы их применения. Немаловажными моментами являются переменные и типы данных. Об этих особенностях зайдет речь далее.

Что входит в Си-семейство

Перед использованием того или иного языка на практике требуется выяснить их особенности. В Си-семейство включают:

1. C – первый язык «блока». Создан в 60-е годы 20-го века. Использовался для реализации в системе Unix. Отлично адаптирован под другие «операционки».
2. C++ — современный и более совершенный язык программирования. Сохранил синтаксис «прародителя». Поддерживает ООП и шаблоны. Используется повсеместно современными разработчиками.
3. Objective C – возник в 80-х годах, совместим с «Си». Имеет уникальный синтаксис. Применяется при разработке софта для продукции Apple.
4. C# (Си Шарп) – современный и удобный вариант. Похож на Java. Относится к объектно-ориентированному типу. Имеет нетипичные конструкции и оригинальным синтаксисом. Применяется при машинном обучении, а также веб-разработке.

Приведение примеров кодов по каждому языку бессмысленно. Они схожи между собой, особенно в ключевой терминологии, числах и типах информации.

Понятие переменной в Си

Переменные – основные элементы, используемые при составлении кодификаций. Бывают разных типов и видов. Это – именованные и понятные пользователю ссылки на ту или иную информацию будущего приложения. В C они статистические и строготипизированные.

Проявляются соответствующие свойства в следующих моментах:

• объект объявляется в коде перед использованием;
• перед тем, как «обозначить» рассматриваемый элемент, требуется определить тип данных;
• типы информации остаются неизменными в процессе выполнения кода;
• переменная будет бронировать ячейку памяти, соответствующую указанному типу сведений (расширение/увеличение оной невозможно).

Яркий пример переменной – то или иное число. Оно может быть как целым, так и дробным. Без подобных материалов невозможно описать ни одно приложение. Поэтому к типам информации необходимо относиться внимательно. Неправильное «бронирование памяти» под int main и не только приводит к замедлению работы софта. Иногда – к критическим ошибкам.

Тип информации – определение и особенности

Можно достаточно быстро обучиться программированию, если поэтапно разобрать каждый элемент выбранного синтаксиса. Огромную роль в процессе играет тип данных.

Это – способ хранения информации (чисел и не только), которые требуются для выполнения созданного машинного кода. Используется для объявления переменных. Но делается это перед непосредственным применением обозначенного элемента в приложении.

Важно: размер переменных, массивов и констант определяются их типами и никак иначе.

Разновидности

Условно в Си-семействе выделяют следующие «разновидности» информации:

• базовые;
• перечисление;
• производные;
• void.

Первая категория задействована в каждом программном коде. Именно им стоит уделить пристальное внимание, особенно новичкам.

Базовые типы

Традиционно знакомство с рассматриваемой темой и числами начинается с «базы». Каждый вид переменной в том или ином случае обладает собственными нюансами, свойствами, а также областями применения. Полученные знания помогут составлять элементарные приложения.

Char

Char – выделяет для хранения информации 1 байт. Этого хватает для того, чтобы разместить число в диапазоне от -128 до 127 или от 0 и до 255. В основном задействуется в целях создания и удержания ASCII-последовательностей. Иногда интерпретируется в качестве числа.

Стоит запомнить следующие данные о нем:

• хранит всего один символ;
• определяется ключевым словом «char» (без кавычек);
• при задействовании строк можно хранить в предложенном элементе больше одного «числа».

Но большей популярностью пользуется иной вариант объявления переменных. Он знаком даже новичкам.

Integer

Целочисленные типы – основа каждого приложения. Int C – способ объявления переменной, рассчитанной для выделения объема памяти в размере 4 байта. Относится к целому семейству типов «чисел».

Иногда int позволяет выделять 8 байт, а когда-то – всего 2 байта. Позволяет включать в себя число 2 147 483 647.

Запомнить необходимо следующие особенности:

• тип int объявляется при помощи ключевого слова «int»;
• отвечает за хранение целых чисел;
• размер выделяемой памяти напрямую зависит от разрядности используемой машины;
• при 16 bit выделяется 2 байта, при 32 – 4, при 64 – 8;
• 2 bytes позволяет указывать числа от -32 768 до 32 767;
• 4 bytes – от -2 147 483 648 до 2 147 483 647;
• возможно выделение дополнительной памяти при помощи long int и long long int.

Также существует тип short int, занимающий всего 1 байт. Числа с десятичной частью здесь не размещаются ни при каких обстоятельствах. При попытках воплотить задумку в жизнь десятичная часть «обрезается».

Float

Тип Float предназначен для того, чтобы задействовать в кодификации числа с плавающей запятой. Выделяет 4 байта для хранения, но этот тип также имеет зависимость от архитектуры центрального процессора устройства.

Float предусматривает хранение числа с 6-ю элементами после запятой. Пример – 15.457236. Предельные значения здесь колеблются от 1,2E-38 до 3,4E+38.

Со знаками и без

Когда речь заходит о числах, стоит помнить, что они могут быть двух типов. А именно – unsigned long и signed. Во втором случае целесообразно говорить о том, что подобные переменные хранят числа со знаками, в первом – без них.

Это – отличный способ указать диапазон значений. Если не должны рассматриваться отрицательные числа, программисту необходимо использовать type unsigned.

Важно: если пользователь не указал types data, по умолчанию они будут относиться к типу signed.

Double

Тип Double относится к основным «видам переменных» в Си-семействе. Предусматривает хранение чисел с плавающей точкой (дробной частью). Содержит дробные и целые значения. Может включать в себя до 15 символов. Пример – 372 036 854,55.

• похож на float;
• после запятой хранит до 10 символов;
• предельные значения колеблются от 1E-37 до 1E+37.

Программисты относят тип переменных double к тем, что используются «по умолчанию».

SizeOf()

Переменные, которые представлены в программе, могут требовать выделения дополнительной памяти. Эта операция осуществляется при помощи функции sizeOf(). Помогает справляться с поставленной задачей на конкретной машине.

Приведение наглядного примера – лучший способ осознания того, о чем идет речь. Вот фрагмент кода, в котором представлены разные переменные и выделение дополнительной памяти:

В итоге на экране появится надпись типа:

Можно заметить, что здесь выделяется память для всех типов: double, int и так далее. Подобное использование функции на практике применяется редко.

Целочисленные типы – характеристики

Приведение примеров кодификаций может быть бесконечным, так как в программировании нет пределу совершенству. Но каждый пользователь должен понимать, что целочисленные типы (числа) имеют собственные свойства.

Так, long имеет диапазон от -9 223 372 036 854 775 808 до 9 223 372 036 854 775 807, а s byte – от -128 до 127, byte – 0-255. Таблица ниже поможет разобраться в свойствах на примере C#.

Последние 2 элемента – это числа собственного размера.

Перечисляемые

Enum – это перечисляемый тип данных. Ему в программировании уделяется меньше внимания, чем «базе». Предусматривает следующие особенности:

• содержит целочисленные именованные константы, представляемые списком;
• первая const по умолчанию получает значение 0;
• увеличение происходит на 1 «число».

Задается по принципу: enum тег переменные.

Тип Void

Следующий вариант – это void. Относится к «пустой информации». Это значит, что объявленная переменная не имеет никакого значения. Активно применяется в функциях, а также структурах. Не выделяет большого количества byte под свои нужды.

Задействуется в основном при:

• указании на то, что функция не возвращает значение;
• у функции нет никаких параметров;
• указании на любой другой тип данных.

Активно встречается в Си-семействе.

Работа с переменными и их разновидностями – основа, с которой должен уметь справляться каждый программист. Освоив типы данных вроде double и float, можно составлять приложения, которые будут использовать в процессе не только целые числа. Это удобно, особенно когда речь заходит о точных математических расчетах.

Во избежание двойной нагрузки при изучении переменных и их видов рекомендуется после рассмотрения общей информации углубиться в нюансы конкретного языка. Часто в этом помогают специализированные курсы, дистанционные в том числе.

Также вам может быть интересен курс «Программист C» в Otus.