C++

C++ je rozšířením jazyka C o objektově orientované programování, šablony, výjimky a mnoho dalšího. Dnes se řadí mezi nejmocnější (a zároveň nejsložitější) programovací jazyky — dá se v něm psát od firmwaru pro mikrokontroléry až po operační systémy a herní enginy.

Instalace

Na každé platformě máte na výběr z několika kompilátorů. Nejčastěji se používá GCC (g++) nebo Clang (clang++).

Linux

Na většině distribucí je GCC už nainstalováno, případně dostupné v balíčkovacím systému:

# Debian / Ubuntu
sudo apt install g++

# Arch Linux
sudo pacman -S gcc

# Fedora
sudo dnf install gcc-c++

macOS

Stačí nainstalovat Command Line Tools od Applu (obsahují Clang):

xcode-select --install

Windows

Máte několik možností:

MSYS2 — přineste si UNIX-like toolchain včetně g++ (msys2.org)
MinGW-w64 — port GCC pro Windows
Visual Studio — oficiální IDE od Microsoftu s kompilátorem MSVC

Ověření instalace

g++ --version

Hello, World!

Uložte si do souboru hello.cpp:

#include <iostream>

int main() {
    std::cout << "Hello, World!" << std::endl;
    return 0;
}

Kompilace a spuštění

g++ hello.cpp -o hello
./hello

Výstup:

Hello, World!

Co se v tom kódu děje?

#include <iostream> — zpřístupní standardní I/O knihovnu (objekty cout, cin...)
int main() — vstupní bod programu. Musí vracet int.
std::cout — standardní výstupní proud (standard character out)
<< — tzv. stream insertion operator, předává hodnotu do streamu
std::endl — nový řádek + flush bufferu
return 0; — program skončil úspěšně (nenulová hodnota by signalizovala chybu)

Rozdíly oproti C

I když C++ z C vychází a většina C kódu se v C++ zkompiluje, obě jazyky se v mnohém liší. Tady jsou hlavní rozdíly:

Objektově orientované programování

C je čistě procedurální. C++ přidává třídy, dědičnost, polymorfismus a další OOP koncepty:

class Animal {
public:
    virtual void speak() { std::cout << "..." << std::endl; }
};

class Dog : public Animal {
public:
    void speak() override { std::cout << "Haf!" << std::endl; }
};

Šablony (templates)

C++ umí generické programování pomocí šablon — v C byste museli používat makra nebo void *:

template <typename T>
T max(T a, T b) {
    return (a > b) ? a : b;
}

max(3, 5);       // int verze
max(1.5, 2.7);   // double verze

Standardní knihovna (STL)

C má minimalistickou standardní knihovnu. C++ má obří STL s kontejnery (vector, map, set...), algoritmy (sort, find...), streamy a další:

#include <vector>
#include <algorithm>

std::vector<int> numbers = {3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6};
std::sort(numbers.begin(), numbers.end());

Reference

Kromě ukazatelů má C++ i reference — alternativní jméno pro již existující proměnnou, bezpečnější a čitelnější:

int x = 10;
int& ref = x;    // reference na x
ref = 20;        // nyní x == 20

RAII a automatická správa zdrojů

C++ přináší koncept RAII (Resource Acquisition Is Initialization) — zdroje (paměť, soubory, zámky) se automaticky uvolňují, když objekt zmizí ze scope. Třídy jako std::string, std::vector nebo std::unique_ptr tak v praxi eliminují potřebu ručního free:

{
    std::vector<int> data(1000);
    // ...
}  // zde se paměť automaticky uvolní

Výjimky

C používá návratové kódy pro chyby. C++ přidává výjimky (throw / try / catch):

try {
    throw std::runtime_error("něco se pokazilo");
} catch (const std::exception& e) {
    std::cerr << e.what() << std::endl;
}

Přetěžování funkcí a operátorů

V C nesmí dvě funkce mít stejné jméno. V C++ ano, pokud se liší parametry:

int add(int a, int b) { return a + b; }
double add(double a, double b) { return a + b; }

Jmenné prostory

C++ zavádí namespace jako ochranu před kolizemi názvů — proto std::cout, ne jen cout. V C tyhle problémy řešíte prefixy (str_copy, list_append…).

Stručné shrnutí rozdílů

C je malý, jednoduchý a přímočarý — naučíte se ho za pár dní, ale musíte si všechno dělat sami. C++ je nepřeberně velký — naučit se ho pořádně trvá roky, ale za odměnu dostanete nejvyšší míru abstrakcí bez obětování výkonu.

Pokud začínáte, doporučuje se psát v moderním C++ (C++17, C++20, C++23) — vyhněte se starým vzorům z 90. let jako ručnímu new/delete, C-style cast a raw pointerům všude.

Skripta OSE-SYS