Как практиковаться в программировании на c

Краткий гид по обучению С++: что, когда и на чём создавать

Для современных языков это может показаться парадоксальным, но классическое обучение языку C++ начинается с изучения нескольких других языков. Вы изначально должны привыкнуть к структурам программ и выучить основные понятия. Поэтому на первых занятиях вместо компьютера студенты используют листы бумаги, а вместо кодов — блок-схемы со стрелками.

Несмотря на универсальность подобного метода, его редко встретишь даже на первых занятиях по Java или C#, хотя там он тоже был бы полезен. Чаще всего алгоритмическое и блочное программирование проходят, когда студенты уже знакомы с синтаксисом. А вот в С++ это фундамент.

Этап 2. Pascal, Basic и C

На следующем этапе мы наконец включаем компьютер и начинаем создавать простые программы на языках, которые не имеют прямого отношения к С и С++. Идея классического образования, как и в прошлом пункте: приучить студентов правильно создавать структуру, помнить о служебных символах, использовать «правильные» обозначения и оформление.

Когда Pascal и Basic полностью исчерпают себя, а для этого достаточно нескольких часов, можно понемногу перемещаться к C, дублируя заученный код в новом синтаксисе. Сортировки разными методами, работа со строками и массивами, калькуляторы, игры — все эти базовые упражнения и программы помогут сжиться с новыми знаниями.

Этап 3. Среда для разработки — наипростейшая

В любом языке программирования надо начинать писать программы не в сложных IDE, а в простых универсальных редакторах. Notepad++ для этого отлично подойдёт, тем более, что название намекает на правильность выбора. Всё, что вам нужно сейчас, это подсветка синтаксиса и функция проверки. В студенческом образовании также практикуется написание кода на бумаге. Причина проста: экзамены по программированию в 21 веке всё ещё иногда сдаются без компьютеров.

Если у вас есть Linux (а если вы планируете стать программистом, то лучше установите его немедленно), то вопроса с выбором среды может вообще не стоять — просто откройте командую строку.

Любители олдскула могут попробовать установить себе на компьютер Borland C++, благо многие нынешние «крестоносцы» с теплотой и любовью относятся к этой серии (работать в ней реально удобно). Но для нормальной работы у вас есть незначительный выбор между Visual Studio и Qt Creator, в зависимости от задач.

На данном этапе остановим свой выбор на блокноте.

Этап 4. Начинаем с консолей

До тех пор, пока вы не напишите первое крутое приложение с кодом хотя бы десять листов, увлекаться графикой просто вредно. В командной строке можно реализовать кучу идей, от чатботов до RPG-игр, задействовав массу всевозможных библиотек и собственных знаний.

А потом на эту основу можно накладывать минимальные графические примочки, играть с физикой моделей, шлифовать моменты пересечений, наложений, отрабатывать взаимодействие с интерфейсом.

Когда и этот этап будет пройден, можно подключать серьёзные библиотеки и среды программирования, где многие пройденные ранее действия выполняются автоматически.

Этап 5. ООП

ООП — лестница от примитивной возни с кодом к комплексным структурам, лежащих в основе
таких продуктов, как Chrome, World of Warcraft и Linux. Также ООП является ключевой разницей между C и C++. В классическом образовании уделяется много времени изучению принципов ООП, ведь без досконального понимания, что это и зачем, вы будете создавать тонны лишнего и неправильного кода, пытаясь оправдать это личным удобством.

Так что на этом этапе придётся вернуться к процедурному и алгоритмическому программированию при помощи бумаги и ручки, потренировавшись чётко описывать объекты пути наследования и инкапсуляции. Совсем скоро это понадобится.

Этап 6. ООП в С++

Одно дело просто выучить постулаты ООП, другое — научиться применять их на практике. Для этого попробуйте проделать следующие упражнения:

• Перепишите свои сложные программы в рамках парадигмы ООП. Так вы поймёте, как можно упростить код.
• Создайте программу со сложной структурой, но почти нулевой функциональностью. Это будет полезно в будущем для правильного выстраивания связей без лишних блоков.
• Создайте первую относительно простую программу с нуля, воспользовавшись опытом первых двух упражнений. Например, телефонный справочник с функциями добавления, удаления, поиска и фильтрации.

Этап 7. Qt и начало графического программирования

«Классическое» образование на этом этапе сразу мигрирует в сторону Visual Studio – к созданию простых GUI-приложений в самой популярной IDE. Однако в качестве промежуточного варианта полезно будет использовать Qt благодаря его встроенным графическим библиотекам, позволяющим полноценно задействовать все ваши свежеиспечённые познания в C++ и ООП.

Эту остановку полезно будет сделать любому изучающему C++ ради будущих профессиональных перспектив и общего развития навыков. Благо, в Qt есть отличный встроенный помощник и много руководств по созданию разных типов приложений, так что проблем с освоением быть не должно. Даже если дело касается продвинутых навыков.

Этап 8. Visual Studio

GUI-приложения, чаще всего, это конечная остановка в ВУЗовском образовании. Ничего нового здесь студенты уже не узнают, скорее, привыкают к основному инструменту, окончательно закрепляют в сознании правильную структуру приложения и файлов.

Этап 9. Выбор специализации

Так как C++ невероятно востребованный язык почти во всех областях программирования, на этом этапе вы можете подумать, чем бы вы хотели заниматься в будущем. К примеру, если вы планируете работать с железом, то есть с микроконтроллерами, то придётся изучить библиотеки для работы с конкретными устройствами и средства отладки. Захотите работать в гейм-дизайне — путь лежит в Unity и схожие программы.

Эти 9 этапов не сделают из вас профессионала, но позволят более-менее осознать возможности языка и то, чем занимаются «крестоносцы». Вы можете попробовать преодолеть этот путь самостоятельно, а можете присоединиться к нам. Обещаем, это будет эффективнее и куда интереснее.

Разработка на C++ с нуля в 2022 году: дорожная карта

Изучить программирование на C++ с нуля не так-то просто, и мы решили составить понятную дорожную карту, которая структурирует процесс обучения:

Роадмап по изучению C++ включил в себя следующие блоки:

Разберём каждый из них более подробно.

Синтаксис

Начнём с того, что язык С++ компилируемый, то есть трансляция кода с языка высокого уровня на инструкции машинного кода происходит не в момент выполнения, а в процессе создания исполняемого файла.

Объявление переменных в C++ стандартное, а именно:

Тип данных может быть любым, будь то int , bool или char , а переменные должны удовлетворять правилам именования переменных в C/C++. Имя переменной не должно:

• начинаться с цифры;
• включать символы, например / , : , * , ? , » , < , > , | .

Всё, что начинается с символа # , в C++ называется директивами препроцессора. Каждая такая директива прописывается в отдельной строке.

Допустим, #include <iostream> подключает возможность работы с вводом с клавиатуры и выводом на экран. #include в C++ аналогична import в Java или Python.

При этом в C++, в отличие от многих других языков программирования, по умолчанию доступно мало всего. За исключением совсем базового набора, почти всё требует #include .

using namespace std подключает пространство имён std . Без этой строки многие стандартные функции, типы, переменные и многое другое надо было бы писать с префиксом std:: . Так, в примере выше мы бы писали std::cin вместо cin .

Почитайте также об указателях в C++. Из статьи вы узнаете, зачем они нужны, когда использовать и чем отличаются от обращения к объекту напрямую.

А вот ссылка в языке C++ — это тип переменной , который работает как псевдоним другого объекта или значения. Всего в языке поддерживается три типа ссылок:

1. Ссылки на неконстантные значения.
2. Ссылки на константные значения. .

Объектно-ориентированное программирование

Программирование на языке C++ подчиняется принципам ООП, и если вы о них не знаете, рекомендуем изучить тему с нуля и воспользоваться нашей шпаргалкой.

Об ООП на примере плюсов хорошо рассказали в этом видео:

Всё, как и в других ООП-языках. Но что ещё важно знать?

• Конструктор — специальный метод класса для инициализации элементов класса некоторыми начальными значениями.
• Деструктор — специальный метод класса для уничтожения элементов класса. Чаще всего используют, когдапри создании объекта класса, в конструкторе был динамически выделен участок памяти, и эту память нужно очистить.

Перед тем, как продолжить углубление в разработку на C++ с нуля, изучите перегрузку операторов и перегрузку функций.

Операционные системы

К бинарным единицам в C++ относятся:

1. Исполняемый файл, содержащий программу, которая может быть выполнена компьютером.
2. Статическая библиотека — состоит из подпрограмм, которые компилируются и линкуются с программой.
3. Динамическая библиотека — состоит из подпрограмм, которые подгружаются в программу во время её выполнения.

В плюсах предусмотрено статическое, автоматическое и динамическое выделение памяти. На последнем остановимся чуть подробнее.

Когда вы динамически выделяете память, то как бы просите ОС зарезервировать часть этой памяти для использования вашей программой. Если операционная система может выполнить этот запрос, то возвращается адрес этой памяти обратно в вашу программу. С этого момента и в дальнейшем ваша программа сможет использовать данную память. Когда память уже не нужна, возвращаете её обратно ОС для распределения между другими запросами.

В отличие от статического или автоматического выделения памяти, программа самостоятельно отвечает за запрос и обратный возврат динамически выделенной памяти.

Исключения и многопоточность

В языке C++ оператор throw сигнализирует об исключении или ошибке. Для использования этого оператора пишется ключевое слово throw и значение любого типа данных, которое нужно задействовать. Как правило, этим значением является код ошибки, описание проблемы или настраиваемый класс-исключение:

Поиск исключений реализовывается через стандартную для большинства языков программирования конструкцию try/catch . Блок try действует как наблюдатель в поисках исключений, которые были выброшены каким-либо из операторов в этом же блоке. catch , в свою очередь, используется для определения блока код, который обрабатывает исключения определённого типа данных.

О многопоточности и соответствующих языков стандартах доступнее всего написано в документации.

Фреймворки и библиотеки

Нет, мы не случайно перепрыгнули пункт с основными навыками, который представлен в дорожной карте по программированию на C++ с нуля. Всё, что касается систем контроля версий, оформления кода, логирования и работы с cmd, — это всё общие принципы, которые необходимо освоить для работы с любым языком программирования.

Что же касается фреймворков и библиотек, это куда более специфическая тема. Затронем наиболее интересные.

Boost

Это набор библиотек , которые расширяют функциональность C++. Предоставляет удобный кроссплатформенный интерфейс. Boost по-прежнему очень популярен, хотя многое и было интегрировано в новые стандарты C++. Так, в C++20 даже есть часовые пояса, для которых ранее активно использовался Boost.

OpenCV, ITK, VTK

Классическое решение для реализации компьютерного зрения. Даже с использованием нейронных сетей требуется много пред- и постобработки. OpenCV, ITK и VTK являются наиболее удобными библиотеками под эти задачи.

Tensorflow и PyTorch

Оба инструмента являются фреймворками для оценки нейронных сетей. Их также можно использовать для обучения нейронных сетей, но это редкое явление для C++. Гораздо проще обучать нейронную сеть на языке более высокого уровня (почти это Python). А вот когда у вас уже есть обученная нейронная сеть, вы можете написать оценку качества обученности модели на C++.

Tensorflow и PyTorch — мощные инструменты со своими преимуществами и недостатками. PyTorch становится популярным в научно-исследовательских кругах, тогда как Tensorflow — единственный выбор для работы со многими TPU (Tensor Processing Units, такими как Google Coral и Jetson Nano).

pybind/pybind11

если вам нужно привязать объекты C++ к Python, это самый популярный и простой способ. Доступный пример использования pybind11 на русском языке.

Protobuf

Набирает популярность. Protobuf — это механизм сериализации, основанный на двоичном коде, поэтому он быстрый и компактный. Был предложен Google как эффективная бинарная альтернатива текстовому формату XML.

MKL и OpenBLAS

Когда нужно реализовать математические алгоритмы с интенсивными вычислениями, которые должны работать с большим объемом данных, одна из этих библиотек просто необходима. MKL является стандартом для среды Windows, а OpenBLAS более популярна, когда требуется лицензия open source.

Для всего, что связано с Windows, Visual Studio по-прежнему остаётся лучшей средой разработки, наиболее популярной и даже не сравнимой с любой другой IDE при программировании на C++ для Windows.

Для остального есть Visual Studio Code: он подходит для любого языка программирования, включая C++, потому что расширяемый, легковесный и удобный в использовании.

Самое плохое в Visual Studio и некоторых других IDE в том, что они тяжёлые и порой медленные. А Visual Studio Code работает быстро и делает программирование действительно увлекательным. Хоть, надо признать, в этой среде не хватает некоторых необходимых функций для разработки на C++ под Windows.

Выводы

Данный материал не несёт значительной обучающей нагрузки, а лишь демонстрирует путь развития C++ разработчика, параллельно объясняя некоторые азы. Используйте эту дорожную карту, чтобы в краткие сроки обучиться программированию на C++ с нуля и успешно перейти к практическому применению полученных знаний.

Где и как практиковать язык C# ?

Начал изучать язык для программирования, уже разобрался в основах : типы данных, циклы и т.д, научился более менее писать код и выводить на консоль, но все равно нужна практика. Существуют ли какие нибудь сервисы или игры которые позволяют практиковать всю ту теорию которую я выучил и получить новые знания ? Заранее спасибо !

Теперь осталось разобраться с классами, перегрузкой функций, чем отличается класс от структуры, метод от функции. Что вернет sizeof(Char*) и почему на разных архитектурах разное значение. Что такое абстракция и ее применение для обхода ограничений ООП.
А по сабжу — придумайте себе задачу (текстовый редактор, простенький шифратор и дешифратор) и сидите над ее выполнением. А вообще шикарный вариант искать ТЗ от всяких разных работодателей и работать с ними.

Ничего. Так как речь о C#.

Хорошо, я вас понял. Совет насчёт блокнота и работодателей супер ��

Странно, что никто не советовал CodeWars, там как раз можно набить руку на задачах.

Поддерживаю, случайные каты держат в тонусе + по окончанию выполнения предлагают посмотреть на лучшие реализации от других участников (что крайне полезно).

Пробовал, но кроме программ уровня калькулятор и игра « угадай число» в голову ничего не приходит�� Наверное из-за недостатка опыта

ulearn.me
Очень хороший сайт для изучения шарпа, от основ до вполне себе сложных вещей с краткой теорией. Можно начинать как с нулевыми знаниями в программировании, так и с хоть какими-то.
Проходишь основы 1 -> основы 2 -> проектирование. Только делай все задания, тогда будет вполне достаточно знаний чтоб пойти на джуна почти в любое место.
Правда времени это займет не мало, в универе это целый курс по ООП на полтора семестра, но это определенно стоит того.

Добавлю, что там уйма практических заданий: от самых простых, до достаточно сложных. В их ты сможешь развернуться и писать код, используя полученные знания. Причем задания совершенно разные. От банального правильного разбиение текста на токены, до написания бота для игры. Сможеш понять что тебе нравится и что хочешь изучать. Причем все это автоматически проверяется на кодстайл и на требования задания, не получится написать наотъебись.
Главное самоконтроль и выполнять хотяб 70% заданий, чтоб остались знания. А уже с этой базой можно будет с лёгкостью поменять язык, если захочется, либо переходить к всяким .net, для возможности стать хорошим джуном.
В среднем потребуется на 1 тему посвящать хотяб один день, частенько и больше. Ещё раз повторюсь, что это того стоит. Точно будет хороший багаж знаний для начала пути разработчика.

Вот тебе идеи, реализуй Телеграмм бота который парсит сайты с книгами и раз в день выдает подборку с рекомендациями в любой форме, хоть по популярности, хоть по жанру, хоть по хитам продаж.
Напиши игру, танчики, на WFP/NetCore. добавь сетевой режим.
Сделай программку дневник- как в РПГ, чтоб можно было записывать свои задачи, отмечать выполненные добавлять всякие ярлыки типо, Важно, Работа, Дом, Ремонт, Учеба, Отдых и тд.
Можешь сделать и на телефон.
Если хоть что то из этого или хотя бы отчасти будешь реализовывать, пока будешь копать, встречать трудности, находить решения, удивляться тому "а вот оказывается как можно было, а я велосипед изобрел", то просто удивишься как много ты уже узнал.

Да и еще:
Ну и тебе что Unity не интересно, тыж на сайте по game тематике. Берешь качаешь сам знаешь где или покупаешь "Unity в действии", и фигачешь свою игру по книге, или там ИксКом свой или платформер какой, да хоть стратегию, все это сможешь сделать прям по шагам куря мануалы на офф сайте, да они на английском, но во первых, ты его в любом случае должен знать, во вторых зная терминологию, и выучив часто используемые слова все становиться гораздо легче, не поэзию читаешь, ну а в третьих, ставишь плагин на браузер, и переводишь, слова, строчки и все что не знаешь.Сейчас вообще все просто. Я так (точнее почти так), в школе классе в пятом, выучил английский до уровня достаточного для того чтоб иметь пятерку до выпуска из школы, сидел играл в SHADOWRUN и PHANTASY STAR || — |||- |V и тд.. со словарем. И неожиданно понял что я достаточно набрался словарного запаса. Короче, фигачь.

Я сам себе придумывал проекты и их писал. Это велосипеды и никому не нужны. Но есть совет, после того, как написал попробуй написать лучше. Один проект я переписал более 10 раз. Очень апает опыт.
И еще всегда читай исходники других программистов. Я например, в корне изменил свое мнение об индусах (это такие чукчи в программистком фольклёре).

В какую сторону? 🙂

Даа, согласен, один простой код можно переписывать и улучшать безгранично. Спасибо

Опять эти вопросы. Каждый год.
Ты выучил от корки до корки "Pro C# 7: With .NET and .NET Core 8th ed. Edition" ? Все 1372 pages? Кому нужны твои "вывод на экран", если ты не знаешь Core Language?

Прости что ежегодно задалбываю тебя одними и теми же вопросами ��

Обязательно приму к сведению твой совет насчёт "Pro C# 7: With .NET and .NET Core 8th ed. Edition" и постараюсь изучить. Просто я убеждён в том что чтобы управлять автомобилем не является обязательным знать всю его конструкцию «от корки до корки» и алсо я новичок в этой области и спрашиваю исходя из тех знаний что имею чтобы и дальше прокачаться.

Упарываться по дотнет имеет смысл, когда уже есть нормальные знания по шарпу и работе компьютера в целом. Судя по всему, у автора их не хватает и до джуна пока далековато, поэтому пока что изучать нужно более общее, даже не именно шарп, а просто возможности языка и парадигмы современного программирования, всякие ООП, solid и прочее.

Практика: алгоритмы и стандартная библиотека C++

В последнее время тут редко появляются посты, так как мы пытаемся количество перевести в качество. В частности:

1. из разрозненных материалов по С++ собираем что-то типа учебника для начинающих (сейчас готовы только первые 4 урока);
2. учебник для продолжающих должен содержать наиболее актуальную информацию, но такая информация встречается только на конференциях. Собирая материалы мы пишем аннотации и краткие содержания к наиболее интересным докладам с конференций — пока что они выкладыюватся только в нашем сообществе ВКонтакте, но в будующем мы их причешем (структурируем) и выложим тут в виде статьи-учебника;
3. учебник — это хорошо, но чтобы научиться программировать — нужно программировать (решать много задач). Мы взяли в качестве примеров олимпиадные задачи (сейчас по ссылке вы найдете ровно 100 разобранных задач). Эти задачи структурированы по темам и тегам. Однако, мы решили выбрать наиболее интересные (и полезные) задачи — о них и написано в этой статье.

Как олимпиадные задачи, так и наши решения к ним, обладают рядом особенностей:

• суть олимпиадного программирования заключается в поиске и быстрой реализации оптимального решения к задаче. Критерии оптимальности — память и время. Поэтому чтобы в полной мере понять проблемы и решения — посмотрите хотя бы эту, а лучше еще и вот ту статью про анализ алгоритмов. Это важно, так как ко многим задачам мы приводим по 3-4 решения с различной вычислительной сложностью;
• на олимпиадах надо быстро написать решение (ведь тикает таймер). Поэтому качество исходного кода у олимпиадников часто страдает (про это даже байки ходят). Однако, мы ведь пишем учебник и учим как делать хорошо. Часть наших решений отличается качеством кода, чтобы понять что это, загляните в статьи «Теория чистого кода«, «SOLID принципы«;
• если мы пишем хороший код на С++ — значит стараемся не изобретать велосипеды и на полную катушку использовать стандартную библиотеку (STL), которая содержит не только контейнеры. Перед тем как смотреть решения мы рекомендуем попробовать пройти небольшие тесты: тест про std::vector, тест про std::list.

Из этих особенностей следуют навыки, которые вы можете получить, познакомившись с нашими решениями задач.

1 Практика для начинающих

1. «Метро» — задача на логику, с нее хорошо начать свой путь в спортивном программировании. Для решения задачи вам нужно освоить тему «Ветвеление«, и уметь работать с файлами (хотя бы «по образцу»).
2. «Сжимающий оператор» — простейшая задача на геометрию, а также прекрасный пример для иллюстрации проблемы потери точности при работе с дробными числами.
3. «Загадка» — хорошая задача для первой практики в анализе сложности алгоритмов — приводятся три варианта решения с оценками сложности O(n*n), O(n) и O(1). Разбирая задачу — подумайте о том, какие максимальные значения можно подать на вход первого решения, второго и третьего.
4. «Кругляши» — демонстрация улучшения кода за счет применения стандартных алгоритмов STL. Мы пишем меньше кода, а значит — допустим меньше ошибок. Один из простейших примеров использования алгоритмов с итераторами файловых потоков — это очень удобно, но студенты почему-то не пользуются, поэтому — акцентирую внимание.
5. «Арбузы» — еще один пример рефакторинга и использования стандартных алгоритмов STL. Стоит заметить, что второй вариант решения более понятный, а третий — более эффективный. Проблема выбора между чистотой кода и эффективностью постоянно возникает при программировании, ее описывали Маерс и Саттер — чаще всего стоит выбирать наиболее простое решение, обратное часто называется «Преждевременной оптимизацией«.
6. «Нули» — в этой задаче вы можете применить алгоритмы STL, однако решение от этого, скорее всего, станет более запутанным — это хороший пример неудачного рефакторинга.
7. Для закрепления навыков работы с STL можно порешать ряд других несложных задач:
   1. «Домашнее задание» — vector, minmax_element, accumulate .
   2. «Линии Жизни» идиома Erase-remove, алгоритмы count и unique .
   3. «Азартный Шрэк«- vector, sort, accumulate .
   4. «Автобусная экскурсия» — алгоритм copy с итераторами файловых потоков, find_if и distance .
   5. «Перепись» — использование алгоритма copy для считывания структур (с перегрузкой оператора потокового ввода).

   2 Анализ сложности и структры данных

   1. «Коммерческий калькулятор» — одна из наиболее интересных задач в этом обзоре — как с точки зрения алгоритма, так и разнообразия решений. В решениях используются vector и алгоритм partial_sort ; multiset и специфический алгоритм вставки в multiset «with hint»; наиболее эффективный и неочевидный вариант с использованием std::map .
   2. «Волосатый бизнес» — как и в предыдущей задаче, тут надо найти и запрограммировать «оптимальную стратегию поведения». Из элементов станартной библиотеки в решениях используются: vector, max_element, distance ; multiset ; map .
   3. «Секретное сообщение» — в решении, помимо std::map и std::vector , описывается специфическая структура данных «битовая карта».
   4. «Сотовая связь в большом городе» — хорошая задача для понимания выгоды, которую можно извлечь из хранения данных в упорядоченном виде. В решении используется std::map , реализующий сбалансированное дерево поиска (в статье по ссылке описаны различные древовидные структуры). Кроме того, в решении используются алгоритмы distance и count_if .
   5. «Проверка орфографии — 2» — эту здаачу решит даже начинающий программист, освоивший тему «Строки», однако решение вряд ли будет «чистым». Из этой статьи можно узнать как элегантно заставить стандартный оператор >> игнорировать при вводе некоторые символы — делается это через конфигурацию локали. Также в этой задаче можно попрактиковаться со стандартной бибилотекой — в решении используются std::map , а также алгоритмы copy, replace_if, transform , идиома Erase-Remove.

   3 Динамическое программирование

   Задачи на тему динамического программирования часто имеют очень простое, но неэффективное решение. Техника динамического программирования позволяет сократить количество «перебираемых» вариантов решения за счет сохранения некоторых результатов, полученных на предыдущих шагах. Таким образом, это техника оптимизации.

   

   Во всех приведенных ниже задачах, сначала описывается неэффективное решение и визуализируется «что именно вычисляется повторно», а затем — показывается как его оптимизировать: