C++ to bardzo potężny język programowania, który jest aktywnie używany w wielu dziedzinach. Ci, którzy są nowicjuszami w języku programowania C++ lub chcą opanować ten język, często mają jedno pytanie: po co zawracać sobie głowę?
Ten język programowania jest dość stary i nie tak popularny jak Python czy JavaScript. Ponadto krzywa uczenia się C++ jest trudniejsza niż w przypadku tych innych języków. Pomimo tego wszystkiego ludzie wciąż zastanawiają się, jak ważna jest nauka języka C++.
Rozważając język programowania C++, nie sposób nie wspomnieć o kwestii wydajności. C++ to język programowania, który spełnia Twoje oczekiwania dotyczące wysokiej wydajności. C++ jest niezbędnym narzędziem w aplikacjach, w których ważna jest wydajność. Jeśli program, który chcesz opracować, musi wykorzystywać moc sprzętu, C++ będzie Twoim największym pomocnikiem w tym zakresie.
Ponieważ jest to język oprogramowania zbliżony do sprzętu, masz szansę skorzystać z całej mocy sprzętu, jak chcesz. Na przykład silniki gier, przeglądarki internetowe, aplikacje systemów wbudowanych lub serwery HTTP intensywnie używają C++. W tych zorientowanych na wydajność technologiach C++ jest doskonałym wyborem. Aby jednak lepiej to zrozumieć, możesz pomyśleć o tym, jak działa silnik gry w następujący sposób.
Aplikacje wymagające wysokiej wydajności
Silniki gier to platformy do tworzenia gier, które wymagają wysokiej wydajności. Ogólnie rzecz biorąc, zadaniem silników gier jest uzyskanie dwuwymiarowego obrazu fizyki, testów zderzeniowych i trójwymiarowego środowiska w grze. Podczas gdy silnik gry robi to wszystko, musi wykonywać w tle wiele operacji matematycznych, takich jak operacje macierzowe.
W niektórych przypadkach te trójwymiarowe środowiska składają się z milionów trójkątów. Jeśli weźmiesz pod uwagę, że wszystkie te trójkąty są reprezentowane przez trzy punkty, możesz się domyślić, że istnieje ogromna ilość danych punktowych. Aby uzyskać obraz, każdy z tych punktów musi przejść wiele operacji matematycznych.
Całe to ciężkie przetwarzanie musi trwać zaledwie 1/60 sekundy. W rezultacie konieczne jest wykonanie tak wielu operacji z dużą prędkością. Oznacza to, że musisz w pełni wykorzystać możliwości sprzętu. Dlatego silniki gier generalnie preferują C++.
Rola C i C++ w wydajności
Język C jest powszechnym wyborem do tworzenia systemów operacyjnych. Ponieważ można go używać do bezpośredniej komunikacji ze sprzętem, można wykonywać operacje niskiego poziomu, takie jak bezpośredni dostęp do pamięci. Ponadto prawie cała kontrola w języku C jest w rękach programisty. Komputer wprowadza minimalne zmiany w twoim kodzie. To znowu pozostawia bardzo niski ślad w pamięci.
C++ dziedziczy wiele z tych pozytywnych aspektów wydajności z języka C. Co więcej, C++ wyróżnia się dziś znacznie bardziej, ponieważ obsługuje programowanie obiektowe.
Wady odziedziczone po C
C++ pojawił się dzięki dodaniu obsługi programowania obiektowego do języka C. C++ może korzystać z wielu bibliotek C. Niestety nie zawsze jest odwrotnie. Kiedy po raz pierwszy pojawił się C++, wiele technologii korzystało już z C. Tak więc dla wielu programistów, którzy chcieli używać kodu C w tamtym czasie, przejście na C++ było całkiem łatwe.
Jednak C++ odziedziczył wiele wad C, a także jego zalety. C++ to stary język, który od swojego pierwszego wydania dodał wiele dodatkowych funkcji. Podczas gdy C jest już trudnym językiem, C++ stał się bardziej złożony z każdą dodatkową funkcją dodaną do C++. Dlatego trudno jest opanować język C++.
Ponadto, ponieważ ma wysoką kontrolę sprzętową, będzie wiele przeoczonych błędów. Radzenie sobie z tymi błędami i debugowanie ich zajmuje dużo czasu i wysiłku. Ci, którzy chcą opanować C++, muszą zdecydować, do czego będą używać tego języka i zastanowić się, czy warto. Jeśli szukasz wysokiej wydajności, C++ znacznie wyprzedza swoich konkurentów w wielu aspektach.
Programowanie w C++ może zająć dużo czasu
Języki takie jak Java, C# i Python pojawiły się ze względu na złożoną strukturę i trudną krzywą uczenia się C++. Jeśli nie musisz tworzyć programu zorientowanego na wydajność, nie musisz używać C++, mając na uwadze koszt czasu i wysiłku. Niektóre języki alternatywne są znacznie łatwiejsze do nauczenia się i bardziej praktyczne. Dlatego firmy zwracają się do języków programowania, w których mogą szybciej tworzyć aplikacje, gdy wydajność nie jest krytyczna.
C++ ma bardzo niewiele dodatkowych bibliotek, w przeciwieństwie do Pythona i Javy, które zawierają wiele gotowych bibliotek. Nie musisz zlecać ich ani wdrażać samodzielnie. Z drugiej strony w C++ musisz napisać większość potrzebnych bibliotek. To z kolei zwiększa szanse popełnienia błędów i wydłuża czas programowania.
Dlaczego C++ działa szybciej?
Przyczyna tej szybkiej struktury, która odróżnia C++ od innych języków, jest ukryta w sposobie jej kompilacji. Aby lepiej to zrozumieć, możesz przeanalizować następujący diagram:
Musisz skompilować kod, który piszesz w C++. W ramach tego procesu komputer generuje plik aplikacji, który można uruchomić. Ten plik zawiera natywny — lub maszynowy — kod. Do uruchomienia tego pliku nie są potrzebne żadne inne programy ani agenty. Ponieważ zawiera już kod maszynowy, urządzenie go rozpozna i uruchomi.
Jednak języki takie jak Java, C# lub Python nie generują kodu natywnego. Zamiast tego kompilują kod źródłowy do kodu pośredniego. Istnieją dodatkowe narzędzia lub programy, których można użyć do przetłumaczenia tej pośredniej aplikacji kodu na kod maszynowy. Podczas gdy te programy konwertują twój kod na kod maszynowy, zużywają różne zasoby systemowe.
Prędkości kompilacji i uruchamiania C++ są bardzo wysokie, ponieważ nie ma kosztów ogólnych, jak w innych językach.
Używanie C++ ze statystykami
C++ ma naprawdę dużą bazę użytkowników. Jest to niezmiennie jeden z najpopularniejszych języków używanych przez programistów Statystyki GitHuba. Inne języki, takie jak Python, JavaScript i PHP, wykazują okresowe wzloty i upadki. Ale programiści C++ są zawsze poszukiwani.
Dzięki temu Python nabrał znacznego rozpędu biblioteki uczenia maszynowego. Branże inżynierskie wykraczające poza programowanie i inżynierię oprogramowania aktywnie wykorzystują Pythona w swojej codziennej pracy. Biblioteki JavaScript są również popularne zarówno dla backendu, jak i frontendu. Język JavaScript podlega ciągłym zmianom, ponieważ jest łatwy do nauczenia się i używania.
Jednak C++ jest popularny w bazach danych, infrastrukturach bezpieczeństwa, sprzęcie i bibliotekach uczenia maszynowego. W rezultacie na C++ nie mają dużego wpływu obecne frameworki ani biblioteki. Co więcej, nadal nie ma poważnego konkurenta w tych dziedzinach.
Wielu początkujących zwraca się ku językom o łatwiejszych krzywych uczenia się, takim jak Python i JavaScript, lub preferuje ścieżki kariery tam, gdzie te języki są popularne. Ale firmy technologiczne wciąż szukają również programistów C++.
Czy nadal warto uczyć się C++?
Standardy języka C++ stale ewoluują. Zwłaszcza dzięki funkcjom dodanym po 2011 r. C++ jest teraz łatwiejszy w użyciu. Wraz ze wzrostem liczby programistów i bibliotek rośnie zapotrzebowanie na programistów C++. Wiele serwerów, silników gier, narzędzi graficznych, programów biurowych i naukowych aplikacji obliczeniowych, które twórcy stron internetowych często używają C++.
Oczywiście w tak dużym wszechświecie istnieje ogromne zapotrzebowanie na programistów C++. Jeśli zamierzasz wytyczyć swoją ścieżkę kariery w C++, czeka Cię pełna wyzwań i satysfakcjonująca droga.
