C++ là ngôn ngữ lập trình phổ biến trên toàn thế giới, dành cho các lập trình viên mới bắt đầu cũng như các chuyên gia trong lĩnh vực lập trình. Mặc dù đã ra mắt cách đây khá lâu, nhưng ngôn ngữ lập trình này vẫn đang khá hot ở hiện tại. Nếu làm chủ được C++ thì bạn có thể dễ dàng tiếp thu các ngôn ngữ lập trình khác trong tương lai. Vì vậy, hãy tham khảo bài viết này để có cái nhìn chung về ngôn ngữ lập trình này cũng như các kiến thức cơ bản mà nó mang đến.
Định nghĩa về ngôn ngữ lập trình C++
Có thể nhận thấy, C++ là một ngôn ngữ lập trình máy tính mạnh mẽ, được phát triển từ ngôn ngữ C để bổ sung tính năng lập trình hướng đối tượng. Đây là một ngôn ngữ đa mục đích, cho phép lập trình viên tạo ra các ứng dụng phần mềm, trò chơi, ứng dụng di động, và hơn thế nữa. Bên cạnh đó, ngôn ngữ lập trình này còn nổi bật với hiệu suất cao, sự linh hoạt và khả năng tương tác mạnh mẽ với phần cứng.
Có thể bạn chưa biết, C cộng cộng được phát triển bởi Bjarne Stroustrup tại Phòng thí nghiệm Bell vào đầu những năm 1980. Ban đầu, C cộng cộng được gọi là “C với Classes”, nhưng sau đó được đổi tên thành C++ vào năm 1983. Ngôn ngữ này được thiết kế để mở rộng khả năng của C, thêm vào đó là các tính năng lập trình hướng đối tượng như các lớp và đối tượng. Trải qua nhiều năm, C++ đã phát triển và trở thành một trong những ngôn ngữ lập trình phổ biến và ổn định nhất, với nhiều phiên bản cập nhật như C+11, C+14, và C+17.
Do khả năng tối ưu hóa và hiệu suất cao, C cộng cộng là lựa chọn hàng đầu cho các ứng dụng yêu cầu xử lý tốc độ cao và quản lý tài nguyên hiệu quả như các hệ thống nhúng, phần mềm kỹ thuật và mô phỏng. Ngoài ra, C cộng cộng còn đóng góp vào việc phát triển các công nghệ mới như trí tuệ nhân tạo, thực tế ảo và nhiều lĩnh vực công nghệ cao khác.
Giới thiệu cơ bản về C++
Là một ngôn ngữ lập trình nổi bật cho nên kiến thức của C cộng cộng thật sự rất đa dạng, cùng Hoàng Hà Mobile tìm hiểu những thông tin cơ bản, quan trọng nhất của ngôn ngữ này nhé.
C cộng cộng là ngôn ngữ lập trình kiểu gì?
C++ là một ngôn ngữ lập trình mạnh mẽ, được phân loại theo nhiều khía cạnh khác nhau:
Lập trình hướng đối tượng (OOP): Một trong những đặc trưng nổi bật của C cộng cộng là hỗ trợ lập trình hướng đối tượng. Điều này bao gồm việc sử dụng các lớp, đối tượng, kế thừa, đa hình, và đóng gói. OOP giúp cho việc quản lý và sử dụng mã nguồn trở nên dễ dàng hơn, đồng thời tăng cường tính tái sử dụng và mô-đun hóa.
Lập trình thủ tục: C cộng cộng cũng hỗ trợ lập trình theo kiểu thủ tục, một phương pháp truyền thống xuất phát từ ngôn ngữ C. Điều này bao gồm việc sử dụng các hàm, biến toàn cục, và các cấu trúc điều khiển luồng như vòng lặp và điều kiện.
Lập trình chức năng (Functional Programming): Trong các phiên bản mới hơn, C++ đã bắt đầu hỗ trợ một số tính năng của lập trình chức năng, như lambda expressions và std::function, nhằm tăng cường khả năng biểu diễn mã nguồn một cách linh hoạt và mạnh mẽ.
Lập trình phổ quát (Generic Programming): C++ hỗ trợ lập trình phổ quát thông qua các template, cho phép lập trình viên viết mã có khả năng xử lý dữ liệu ở dạng tổng quát. Điều này giúp tăng cường sự linh hoạt và tái sử dụng mã nguồn.
Lập trình cấp thấp (Low-level Programming): C cộng cộng cung cấp khả năng truy cập trực tiếp đến tài nguyên phần cứng và bộ nhớ, làm cho nó trở thành một lựa chọn tốt cho phát triển hệ thống, trò chơi và phần mềm hiệu suất cao.
So sánh C++ với các ngôn ngữ lập trình khác
So sánh C cộng cộng với các ngôn ngữ lập trình khác là một cách tốt để hiểu rõ hơn về ưu và nhược điểm cũng như các trường hợp sử dụng phù hợp của mỗi ngôn ngữ.
C++ và C:
Tương Đồng: Cả hai đều là ngôn ngữ lập trình mức thấp, hỗ trợ lập trình thủ tục và cung cấp quyền kiểm soát sâu rộng về bộ nhớ.
Khác Biệt: C cộng cộng hỗ trợ lập trình hướng đối tượng, còn C thì không. C++ cũng có thêm các tính năng như template, thư viện chuẩn mở rộng (STL), và xử lý ngoại lệ, làm cho nó phù hợp hơn cho các dự án phức tạp.
C++ và Java:
Tương Đồng: Cả hai đều hỗ trợ lập trình hướng đối tượng.
Khác Biệt: Java là ngôn ngữ lập trình mức cao, chạy trên máy ảo Java (JVM) để đảm bảo độ độc lập với nền tảng, trong khi C cộng cộng là ngôn ngữ mức thấp hơn, chạy trực tiếp trên hệ điều hành. C cộng cộng cung cấp kiểm soát bộ nhớ chi tiết hơn, trong khi Java quản lý bộ nhớ thông qua garbage collection.
C++ và Python:
Tương Đồng: Cả hai có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, từ phát triển web đến khoa học dữ liệu.
Khác Biệt: Python là ngôn ngữ lập trình mức cao với cú pháp đơn giản, dễ đọc và học, trong khi học C++ là ngôn ngữ mức thấp hơn với kiểm soát bộ nhớ chi tiết hơn. Python thường được ưa chuộng cho việc phát triển nhanh và prototyping, trong khi C cộng cộng được sử dụng cho các ứng dụng yêu cầu hiệu suất cao và quản lý tài nguyên chặt chẽ.
Môi trường phát triển ngôn ngữ lập trình C cộng cộng
Dưới đây thông tin về môi trường phát triển ngôn ngữ lập trình C cộng cộng và công cụ hỗ trợ lập trình mà bạn nên biết.
Cài đặt và cấu hình môi trường phát triển (IDEs)
Để bắt đầu lập trình với C++, việc chọn và cài đặt một Môi trường Phát triển Tích hợp (IDE) phù hợp là bước quan trọng đầu tiên. IDE cung cấp một bộ công cụ để viết, kiểm tra và gỡ lỗi mã nguồn, đồng thời giúp quá trình lập trình trở nên mượt mà và hiệu quả hơn.
Visual Studio: Một trong những IDE phổ biến nhất cho C cộng cộng, đặc biệt trong phát triển Windows. Visual Studio cung cấp trình soạn thảo mã mạnh mẽ, công cụ gỡ lỗi nâng cao, và hỗ trợ quản lý dự án.
Eclipse CDT: Eclipse với C/C++ Development Tooling (CDT) là một lựa chọn mạnh mẽ, hỗ trợ nhiều nền tảng khác nhau. Nó cung cấp tính năng quản lý dự án linh hoạt và hỗ trợ plugin mở rộng.
Code::Blocks: Một IDE nhẹ và cấu hình cao cho C cộng cộng, Code::Blocks phù hợp cho cả người mới bắt đầu và những người có kinh nghiệm. Nó hỗ trợ nhiều trình biên dịch khác nhau.
Sau khi chọn IDE, bước tiếp theo là cài đặt và cấu hình nó để phù hợp với nhu cầu lập trình. Điều này bao gồm cài đặt trình biên dịch C cộng cộng, cấu hình đường dẫn thư viện, và thiết lập môi trường phát triển theo yêu cầu của dự án.
Các công cụ hỗ trợ lập trình C++ phổ biến nhất
Ngoài IDE, có nhiều công cụ và tiện ích khác có thể hỗ trợ việc lập trình C cộng cộng, tăng hiệu suất và giảm thiểu lỗi.
Trình biên dịch: gcc và clang là hai trình biên dịch phổ biến cho C++. Chúng chuyển đổi mã nguồn C++ thành mã máy, và có nhiều tùy chọn để tối ưu hóa mã cho các môi trường khác nhau.
Hệ thống kiểm soát phiên bản: Git hoặc Subversion giúp quản lý các phiên bản của mã nguồn, hữu ích cho việc phát triển dự án lớn hoặc làm việc theo nhóm.
Công cụ phân tích mã: Các công cụ như Valgrind hoặc cppcheck giúp phát hiện rò rỉ bộ nhớ, lỗi truy cập bộ nhớ, và nhiều vấn đề khác trong mã nguồn C cộng cộng.
Thư viện tiêu chuẩn và bên thứ ba: Sử dụng thư viện chuẩn C++ (như STL) và các thư viện từ bên thứ ba (như Boost) có thể tăng cường khả năng của mã nguồn với các tính năng đã được kiểm chứng và tối ưu.
Bằng cách kết hợp việc sử dụng IDE phù hợp, trình biên dịch mạnh mẽ, công cụ quản lý mã nguồn, và thư viện tiêu chuẩn, lập trình viên có thể xây dựng và phát triển các ứng dụng.
Một số cú pháp cơ bản khi học C++
Về cơ bản, khi học C cộng cộng, bạn cần phải chú ý đến rất nhiều cú pháp, dưới đây là một số cú pháp phổ biến mà bạn cần biết.
Biến và kiểu dữ liệu
Trong C cộng cộng, biến là cơ sở của việc lưu trữ thông tin. Mỗi biến cần có một kiểu dữ liệu xác định, quyết định loại dữ liệu mà biến đó có thể chứa. C cộng cộng cung cấp nhiều kiểu dữ liệu cơ bản:
- Kiểu Số Nguyên: Như int, short, long dùng để lưu trữ số nguyên.
- Kiểu Số Thực: Như float và double dùng cho số thập phân.
- Kiểu Ký Tự: char dùng để lưu trữ một ký tự.
- Kiểu Boolean: bool dùng để lưu trữ giá trị đúng hoặc sai.
Bên cạnh đó, C++ cũng hỗ trợ kiểu dữ liệu phức tạp hơn như mảng, cấu trúc và lớp. Việc khai báo biến rõ ràng với kiểu dữ liệu giúp quản lý bộ nhớ và tính toán trở nên chính xác và hiệu quả.
Cấu trúc điều khiển
Cấu trúc điều khiển cho phép thực hiện các quyết định logic trong chương trình và điều khiển luồng của chương trình.
- if và else: Dùng để thực hiện các khối mã dựa trên điều kiện. Ví dụ, if (điều kiện) { // mã nguồn } else { // mã nguồn }.
- for: Vòng lặp for dùng để thực hiện một khối mã nhiều lần với số lần xác định trước. Ví dụ: for (khai báo; điều kiện; cập nhật) { // mã nguồn }.
- while: Vòng lặp while thực hiện mã nguồn miễn là điều kiện đúng. Ví dụ: while (điều kiện) { // mã nguồn }.
- switch: Cấu trúc switch cho phép thực hiện các khối mã khác nhau dựa trên giá trị của biến. Ví dụ: switch (biến) { case x: // mã nguồn break; … }.
Hàm trong C++
Hàm trong C cộng cộng là một khối mã được định nghĩa để thực hiện một công việc cụ thể. Mỗi hàm có thể có tham số đầu vào và có thể trả về một giá trị. Việc sử dụng hàm giúp chương trình dễ đọc, dễ bảo trì và tái sử dụng mã nguồn.
Một hàm cơ bản trong C++ có thể được định nghĩa như sau:
Hàm có thể trả về một giá trị hoặc không (sử dụng kiểu void nếu không trả về giá trị). Việc truyền tham số có thể thông qua giá trị hoặc tham chiếu, tùy thuộc vào yêu cầu của chương trình.
Lập trình hướng đối tượng trong C cộng cộng
Lập trình hướng đối tượng (OOP) là một phương pháp lập trình quan trọng, và trong C cộng cộng, nó đóng một vai trò trung tâm.
Đối Tượng và Lớp:
Lớp (Class): Là khuôn mẫu cơ bản trong OOP. Một lớp định nghĩa cấu trúc và hành vi (dữ liệu và phương thức) của đối tượng. Trong C++, lớp được định nghĩa bằng từ khóa class.
Đối Tượng (Object): Là thực thể cụ thể được tạo ra từ một lớp. Mỗi đối tượng có thuộc tính (dữ liệu) và phương thức (hàm) riêng.
Tính Kế Thừa (Inheritance):
Tính kế thừa cho phép một lớp mới kế thừa các thuộc tính và phương thức từ một lớp đã tồn tại. Trong NNLT, tính kế thừa được thực hiện thông qua việc sử dụng lớp cơ sở (base class) và lớp dẫn xuất (derived class).
Tính Đóng Gói (Encapsulation):
Đóng gói là quá trình bao gói dữ liệu (biến) và mã (phương thức) vào một đơn vị duy nhất là lớp. Trong C++, đóng gói giúp hạn chế quyền truy cập trực tiếp vào dữ liệu của lớp, qua đó bảo vệ dữ liệu khỏi truy cập và sửa đổi không mong muốn.
Tính Đa Hình (Polymorphism):
Đa hình trong C++ cho phép sử dụng một phương thức với cùng tên nhưng hoạt động khác nhau dựa trên đối tượng hoặc tham số được gọi. Đa hình có thể được thực hiện thông qua quá trình nạp chồng (overloading) và ghi đè (overriding) phương thức.
Tính Trừu Tượng (Abstraction):
Trừu tượng là quá trình ẩn đi chi tiết triển khai và chỉ hiển thị các tính năng cần thiết. Trong C++, trừu tượng thường được thực hiện thông qua việc sử dụng lớp trừu tượng (abstract class) và giao diện (interface).
Hướng dẫn thực hành cơ bản với C++
Sau khi tìm hiểu các kiến thức cơ bản của ngôn ngữ lập trình C++, chúng ta sẽ cùng nhau thực hành cơ bản để có thể hiểu rõ hơn về nó nhé.
Viết chương trình đầu tiên trong C cộng cộng
Chương trình đầu tiên mà nhiều người thường bắt đầu khi học C++ là chương trình “Hello, World!”. Đây là một ví dụ cơ bản và truyền thống để giới thiệu cú pháp cơ bản của ngôn ngữ lập trình. Dưới đây là mã nguồn cho chương trình “Hello, World!” trong C cộng cộng:
Giải thích mã nguồn:
#include <iostream>: Dòng này bao gồm thư viện iostream vào chương trình. Thư viện này chứa các định nghĩa cần thiết để thực hiện nhập/xuất trong C cộng cộng.
int main() { … }: Đây là hàm chính của chương trình. Mọi chương trình C++ đều bắt đầu từ hàm main. Hàm này trả về một giá trị nguyên, thường là 0, để báo hiệu chương trình kết thúc mà không có lỗi.
std::cout << “Hello, World!” << std::endl;: Dòng này sử dụng toán tử << để gửi chuỗi “Hello, World!” đến luồng xuất chuẩn, thường là màn hình console. std::endl là một manipulator được sử dụng để chèn một dòng mới và làm trống bộ đệm xuất.
return 0;: Dòng này kết thúc hàm main và trả về giá trị 0. Trong ngữ cảnh của hàm main, giá trị trả về 0 thường được hiểu là chương trình kết thúc thành công mà không có lỗi.
Để chạy chương trình này, bạn cần một trình biên dịch C++ và môi trường phát triển. Bạn có thể nhập mã nguồn này vào một trình soạn thảo văn bản, lưu với đuôi .cpp và sử dụng trình biên dịch C cộng cộng để biên dịch và chạy chương trình.
Một số bài tập cơ bản để luyện tập
Dưới đây là một số bài tập cơ bản trong C cộng cộng mà người mới học có thể thực hành để nâng cao kỹ năng lập trình của mình:
In ra một dãy số: Viết một chương trình in ra màn hình dãy số từ 1 đến 10.
Tính tổng hai số: Viết chương trình yêu cầu người dùng nhập vào hai số và sau đó tính tổng của chúng.
Chuyển đổi nhiệt độ: Viết chương trình chuyển đổi nhiệt độ từ độ C sang độ F và ngược lại.
Kiểm tra số chẵn/lẻ: Viết chương trình C cộng cộng kiểm tra một số nhập vào từ bàn phím là số chẵn hay số lẻ.
Tính giai thừa: Viết chương trình C cộng cộng tính giai thừa của một số nguyên dương.
Kiểm tra số nguyên tố: Viết chương trình kiểm tra một số có phải là số nguyên tố hay không.
In ra bảng cửu chương: Viết một chương trình C++ in ra bảng cửu chương cho một số được nhập từ bàn phím.
Đảo ngược một chuỗi: Viết chương trình đảo ngược một chuỗi ký tự nhập vào từ bàn phím.
Tính tổng các phần tử trong mảng: Viết chương trình tính tổng các phần tử trong một mảng số nguyên.
Tìm phần tử lớn nhất/ nhỏ nhất trong mảng: Viết chương trình tìm phần tử lớn nhất và nhỏ nhất trong một mảng số nguyên.
Đếm số ký tự, từ, và dòng trong chuỗi văn bản: Viết chương trình đếm số ký tự, số từ, và số dòng trong một chuỗi văn bản nhập vào từ bàn phím.
Tạm kết
Hi vọng sau khi tham khảo bài viết này, bạn sẽ có được cái nhìn tổng quan nhất về ngôn ngữ lập trình C++ và có thể tiếp tục trau dồi và phát triển hơn trong tương lai. Lập trình C cộn cộng có thể có thách thức nhất định, nhưng cũng rất thú vị và đáng giá. Sự đa dạng và sức mạnh của ngôn ngữ lập trình này mở ra một thế giới rộng lớn của khả năng phát triển phần mềm. Đừng ngần ngại thử thách bản thân với các dự án nhỏ và tăng dần độ khó. Hãy thực hành thường xuyên, tham gia cộng đồng lập trình để học hỏi và chia sẻ kinh nghiệm.
Xem thêm:
