C++

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C++
Autore Bjarne Stroustrup
Data di origine 1983
Utilizzo Generico
Paradigmi Multi-Paradigma, Procedurale, Funzionale, Object-Oriented
Tipizzazione Statica
Estensioni comuni .h .hh .hpp .hxx .h++ .cc .cpp .cxx .c++

Il C++ è un linguaggio di programmazione orientato agli oggetti, con tipizzazione statica. È stato sviluppato (in origine col nome di "C con classi") da Bjarne Stroustrup ai Bell Labs nel 1983 come un miglioramento del linguaggio C. Tra i miglioramenti principali troviamo: l'introduzione del paradigma di programmazione a oggetti, funzioni virtuali, overloading degli operatori, ereditarietà multipla, template e gestione delle eccezioni.

Introduzione[modifica | modifica sorgente]

Il C++ è molto diffuso e apprezzato, ma raramente è usato al massimo delle sue potenzialità: la semantica del C++ è molto ricca di dettagli e sfumature che condizionano il comportamento del codice, e che molto spesso i compilatori implementano in maniera scorretta o incompleta: molte delle caratteristiche dello standard ISO del linguaggio non sono ancora implementate nei compilatori attuali, anche se la situazione sta lentamente migliorando. La grande ricchezza semantica del C++, insieme alle librerie che lo accompagnano, lo rende un linguaggio estremamente espressivo e potente, ma che richiede molto tempo per venire appreso e padroneggiato completamente. Inoltre a causa della variabilità del comportamento dei compilatori nel maneggiare le funzioni più avanzate del linguaggio, i programmatori C++ che scelgono di farne uso si rivolgono ad un'architettura (processore, sistema operativo e compilatore) particolare sacrificando la portabilità su altre piattaforme.

Il C++ fu standardizzato nel 1998 (ISO/IEC 14882:1998 "Information Technology - Programming Languages - C++", aggiornato nel 2003). L'ultima versione dello standard (nota informalmente come C++11) è stata pubblicata nel 2011.

Storia del linguaggio[modifica | modifica sorgente]

Bjarne Stroustrup, autore del linguaggio.

Bjarne Stroustrup iniziò a lavorare al C++ nel 1979. L'idea di creare un nuovo linguaggio ebbe origine nelle sue esperienze di programmazione durante la realizzazione della tesi di laurea. Stroustrup trovò che il Simula avesse caratteristiche utili per lo sviluppo di grossi progetti software, ma il linguaggio era troppo lento per l'utilizzo pratico, mentre il BCPL risultava veloce ma troppo a basso livello per lo sviluppo di grosse applicazioni. Quando Stroustrup cominciò a lavorare ai laboratori Bell, gli fu affidato il compito di analizzare il kernel di Unix in ambito di elaborazione distribuita. Ricordandosi del lavoro della tesi, decise di aggiungere al linguaggio C alcune delle caratteristiche di Simula. Fu scelto il C perché era un linguaggio per uso generico portabile e veloce. Oltre al C ed al Simula, si ispirò a linguaggi come l'ALGOL 68, Ada, il CLU ed il linguaggio ML. Inizialmente, le funzionalità di classe, classe derivata, controllo rigoroso dei tipi e argomento di default furono aggiunte al C con Cfront. La prima versione commerciale fu rilasciata nell'ottobre del 1985.[1]

Nel 1983 il nome del linguaggio fu cambiato da "C con classi" a C++. Furono aggiunte nuove funzionalità, tra cui funzioni virtuali, overloading di funzioni ed operatori, reference, costanti, controllo dell'utente della gestione della memoria, type checking migliorato e commenti nel nuovo stile ("//"). Nel 1985 fu pubblicata la prima edizione di The C++ programming Language, che fornì un'importante guida di riferimento del linguaggio, che non era ancora stato ufficialmente standardizzato. Nel 1989 fu rilasciata la versione 2.0 del C++, le cui novità includono l'ereditarietà multipla, le classi astratte, le funzioni membro statiche, le funzioni membro const, e i membri protetti. Nel 1990 fu pubblicato The Annotated C++ Reference Manual, che fornì le basi del futuro standard. Le ultime aggiunte di funzionalità includono i template, le eccezioni, i namespace i nuovi tipi di cast ed il tipo di dato booleano.

Così come il linguaggio, anche la libreria standard ha avuto un'evoluzione. La prima aggiunta alla libreria standard del C++ è stata la libreria degli stream di I/O che forniva servizi sostitutivi della libreria C tradizionale (come printf e scanf). In seguito, tra le aggiunte più significative c'è stata la Standard Template Library.

Dopo anni di lavoro, un comitato che presentava membri della ANSI e della ISO hanno standardizzato C++ nel 1998(ISO/IEC 14882:1998). Per qualche anno seguente al rilascio ufficiale degli standard, il comitato ha seguito lo sviluppo del linguaggio e ha pubblicato nel 2003 una versione corretta dello standard.

Risale al 2005 un report tecnico, chiamato "Technical Report 1" (abbreviato TR1) che, pur non facendo ufficialmente parte dello standard, contiene un numero di estensioni alla libreria standard del C++11.

Non c'è un proprietario del linguaggio C++, che è implementabile senza dover pagare royalty. Il documento di standardizzazione stesso però è disponibile solo a pagamento.

Il nome del linguaggio[modifica | modifica sorgente]

La pronuncia di C++ è [ˌsiː plʌs ˈplʌs] (in inglese).

Il nome fu suggerito da Rick Mascitti alla metà del 1983, quando il linguaggio veniva usato per la prima volta al di fuori dei centri di ricerca. Precedentemente il linguaggio si chiamava "C with classes" (C con classi).

Il nome è un gioco di parole con un costrutto del C (dove il doppio segno più è l'operatore di autoincremento, che incrementa di una unità il valore di una variabile) insieme con la comune convenzione di aggiungere un segno più per indicare una versione potenziata. Secondo Stroustrup: «++ è l'operatore di incremento del C... il nome esprime la natura evoluzionaria dei cambiamenti dal C». Impiegando il gioco di parole si evita anche il problema che "C+" è già stato usato per un linguaggio senza alcun nesso col C++ (senza menzionare che è comunemente associato con una valutazione poco più che sufficiente in una performance accademica).

Quando, nel 1992, gli furono chieste informalmente spiegazioni sul nome, Rick Mascitti ha spiegato di aver dato il suggerimento con spirito goliardico, e che non pensava che quello sarebbe divenuto il nome formale del linguaggio.

Stroustrup ha anche suggerito a posteriori un'interpretazione più "orwelliana" del nome, in riferimento al "Dizionario C" della Neolingua (nel romanzo il dizionario dei termini tecnici, unico residuo di un linguaggio scientifico) descritto nell'appendice di 1984 e al prefisso doubleplus (arcipiù nell'edizione italiana), utilizzato in Neolingua per il superlativo. Benché non fedelissimo alla sintassi fittizia definita nel romanzo con estrema precisione, il nome suonerebbe come "C-issimo" e connoterebbe comunque il C++ (forse aggiungendo una sfumatura di disumana efficienza) come intenso miglioramento del C. [2]

La libreria standard[modifica | modifica sorgente]

Lo standard del C++ del 1998 consiste di due parti: il nucleo del linguaggio e la libreria standard del C++; quest'ultima include la maggior parte della Standard Template Library ed una versione della libreria standard del C leggermente modificata per un uso più comodo. Esistono molte librerie per il C++ che non fanno parte dello standard; ed è possibile, usando il linking esterno, utilizzare anche le librerie scritte per il linguaggio C.

La STL era in origine una libreria di terze parti, sviluppata da HP ed in seguito da Silicon Graphics, prima che venisse incorporata nel C++ standard. Lo standard non si riferisce ad essa come alla "STL", poiché è semplicemente parte della libreria completa, ma molti continuano ad usare il termine per distinguerla dal resto della libreria (come flussi di I/O, internazionalizzazione, funzioni diagnostiche, ecc.)

La maggior parte dei compilatori fornisce anche un'implementazione della libreria standard, STL compresa. Esistono anche versioni indipendenti dal compilatore della STL, come ad esempio la STLPort.[3]

Compilatori[modifica | modifica sorgente]

Alcuni compilatori per C++ sono: Clang (multipiattaforma), GCC (disponibile per molte piattaforme diverse), MinGW (porting di GCC per Windows) e DJGPP. Oltre a questi ci sono i compilatori commerciali come VisualC++ ed Embarcadero C++ Builder (inizialmente realizzato dalla Borland). Anche se il C non è un sottoinsieme del C++ nel senso più stretto della parola, è possibile compilare in C++ molti programmi scritti in C.

Vecchi problemi

Tradizionalmente i compilatori C++ hanno avuto un certo numero di problemi. Lo standard del C++ non specifica l'implementazione della decorazione dei nomi, della gestione delle eccezioni e altre funzioni specifiche dell'implementazione, e ciò rende incompatibile il codice oggetto prodotto da compilatori diversi. Ci sono però standard di terze parti per particolari macchine o sistemi operativi che cercano di standardizzare i compilatori per tali piattaforme, ad esempio l'ABI per C++, ed ora molti compilatori hanno standardizzato questi elementi.

Per molti anni i diversi compilatori hanno implementato lo standard del C++ con diversi livelli di correttezza, in particolare la specializzazione parziale dei template. Le versioni recenti dei compilatori più usati supportano quasi tutto lo standard del C++ del 1998.

Programmi di esempio[modifica | modifica sorgente]

Hello, world![modifica | modifica sorgente]

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Hello world.

Esempio del programma hello world che utilizza la libreria standard C++ (non l'STL), il flusso di output cout per mostrare un messaggio e termina, restituendo ("return") un valore alla funzione chiamante, in questo caso il sistema operativo che ha lanciato il programma.

#include <cstdlib>  // per EXIT_SUCCESS
#include <iostream> // per std::cout e std::endl
 
int main()
{
   std::cout << "Hello World!" << std::endl;
 
   return EXIT_SUCCESS;
}

Nota: Lo std seguito dal doppio segno "due punti" (::) specifica il namespace da usare per la risoluzione dei simboli del programma. In particolare std indica di usare il simbolo che si trova nel namespace standard del C++.

Somma di interi[modifica | modifica sorgente]

Semplice programma che chiede all'utente di inserire due interi, li somma e ne visualizza il risultato.
Il C++ (come anche il C allo standard C99) implementa i commenti su riga singola tramite il doppio slash: //. Per i commenti su righe multiple si utilizza la stessa sintassi del C, ossia: /* (commento) */.

#include <cstdlib>  // per la macro EXIT_SUCCESS
#include <iostream> // per std::cout, std::cin e std::endl
 
int main()
{
  // Inserimento della stringa sullo stream di output standard (stampa il messaggio a video)
  // std::endl, oltre ad inserire una nuova linea sullo stream, svuota anche il buffer
  std::cout << "Inserire un numero intero" << std::endl;
 
  // Definizione di una variabile e del relativo tipo (intero)
  // Non è importante che le definizioni siano all'inizio del blocco di codice
  int numero1;
 
  // Lettura dallo stream standard di input di un intero da memorizzare nella variabile "numero1"
  std::cin >> numero1;
 
  std::cout << "Inserire un altro numero intero" << std::endl;
  int numero2;
  std::cin >> numero2;
 
  // La variabile "somma" viene inizializzata con la somma dei numeri letti
  int somma(numero1 + numero2);
  std::cout << somma << std::endl;
 
  return EXIT_SUCCESS;
}

Definizione di Classe[modifica | modifica sorgente]

#include <string>
using namespace std;
 
class Message
{
  public:
    Message(constubject, const string& from) : 
            subject_(subject), frct() const { return subject_; }
    const string& fro
    string subject_;
  m_;
};

Essendo simbolo (std::).

Il controllo dell'input[modifica | modifica sorgente]

Un costrutto che si trova spesso nella programmazione in C++ è:

do { ... }
while ( condizione );

utilizzato per ripetere l'esecuzione di una parte del programma dipendente da una specifica condizione, enunciata nel while.
Il costrutto do-while implica che il ciclo sia eseguito almeno una volta, poiché la condizione è testata alla fine del corpo di istruzioni specificate dal do.
L'uso del singolo while invece implica che il ciclo possa anche non essere mai eseguito, se la condizione si trovasse ad essere subito non verificata.

Programma: dati due numeri ed un operatore ( + - * / ) calcolarne il risultato:

#include <iostream>
#include <limits>
 
using namespace std;
 
int main()
{
  double a, b, r;
  // Inserimento dell'input: operandi e segno
  char s;
  cout << "Inserisci il primo operando: "; 
  cin >> a;
  cout << "\nInserisci il secondo operando: ";
  cin >> b;
  cout << "\nInserisci un segno: ";
  do
  {
    cin >> s;
    if ( s != '+' && s != '-' && s != '*' && s != '/' )
    {
      cerr << "\nErrore: segno non corretto." << endl;
      cout << "Inserisci un segno: ";
    }
  }
  while ( s != '+' && s != '-' && s != '*' && s != '/' ); // != significa 'diverso da', && corrisponde alla AND booleana
 
  // Calcolo del risultato, in base al segno immesso
  if ( s == '+' )
    r = a + b;
  else if ( s == '-' )
    r = a - b;
  else if( s == '*' )
    r = a * b;
  else // Il controllo qui non è necessario, s == '/' è vera per esclusione.
    r = a / b;
 
  cout << "\nIl risultato e' "<< r << endl;
 
  cin.ignore(numeric_limits<streamsize>::max(), '\n');
  cin.get();
  return 0;
}

In questo caso, l'istruzione do è stata utilizzata per impedire al programma di proseguire l'esecuzione con un valore del parametro s non corretto.

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ Stroustrup: FAQ
  2. ^ Bjarne Stroustrup, "Note al lettore" in C++ - Linguaggio, libreria standard, principi di programmazione, Addison-Wesley, 2000.
  3. ^ STLport: Welcome!

Bibliografia[modifica | modifica sorgente]

Per imparare il linguaggio
Traduzione in italiano: Bjarne Stroustrup, C++ - Linguaggio, libreria standard, principi di programmazione, 3ª ed., Addison-Wesley, aprile 2000, ISBN 8871920783.
  • Carlo Savy, Da C++ a UML - guida alla progettazione, McGraw-Hill, ISBN 88-386-0862-8.

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

Altri progetti[modifica | modifica sorgente]

Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]

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