-
سبد خرید شما خالی است!
مقدمهای بر زبان برنامهنویسی ++C
برنامهنویسی کامپیوتر ، فن نوشتن کدهای منبع مفید ، قابل نگهداری و توسعهپذیر است که میتواند توسط یک سیستم محاسباتی تفسیر شود و در پروژه های مختلف از آن استفاده گردد . در این مقاله سعی شده است که به آموزش مقدماتی زبان ++C پرداخته شود و با توجه اینکه این زبان برنامه نویسی کاربرد گسترده ای در انجام پروژه های علمی در رشته های مختلف دارد کاربرد بسیار وسیعی در نزد دانشجویان و فارغ التحصیلان دانشگاهی پیدا کرده است به طوری که در بسیاری ار پایان نامه های کارشناسی ارشد و مقاله های ارشد و دکترا از این زبان برنامه نویسی استفاده می گردد . در ادامه به آموزش مقدماتی این زبان برنامه نویسی پرداخته می شود :
زبان برنامهنویسی C++ (سی پلاس پلاس) ، توسط Bjarne Stroustrup دانمارکی در اوایل سال ۱۹۸۰، بر مبنای زبان برنامهنویسی C و به منظور بهبود قابلیتهای زبان C ایجاد گردید. زبان برنامه نویسی C++ ابتدا تحت عنوان C with Classes معرفی شد و در سال ۱۹۸۳ به C++ تغییر نام پیدا کرد و نسبت به زبان C، ویژگیهای جدیدی همچون تخصیص حافظه دینامیک ، توابع مجازی ، سربارگذاری اپراتورها (operator overloading) و ... به آن اضافه گردید و توانست در بسیاری از پروژه های علمی در آن زمان استفاده گردد . در سال ۱۹۸۵ اولین نسخه رسمی زبان برنامهنویسی C++ منتشر شد .
زبان برنامه نویسی C++ به عنوان یک زبان سطح میانی در انجام پروژها و تهیه مقاله های کارشناسی ارشد و دکترا شناخته میشود ؛ چرا که خصوصیات مربوط به هر دو نوع زبان سطح بالا (نزدیک بودن به زبان انسان و قابل فهمتر بودن کدها) و سطح پایین (نزدیک بودن به زبان ماشین) را دارا میباشد . همین خصوصیت سبب شده است تا کدنویسی سیستمهای عامل ، بعضاً با استفاده از زبان C++ انجام شود و بسیاری از پروژه های مربوط به کامپیوتر از این زبان برنامه نویسی استفاده شود . یکی از مهمترین ویژگیهای زبان برنامه نویسی C++، شیءگرا بودن آن است که آن را از زبانبرنامهنویسی C که زبانی ساخت یافته است متمایز میکند و کاربرد آن را در انجام پروژه ها و مقاله های کارشناسی ارشد افزایش می دهد .
در یک زبان شیءگرا، برنامهنویس دادهها را به صورت اشیایی در کنار هم قرار میدهد و با کنار هم قرار دادن اشیا پروژه خود را میسازد . به واسطه ویژگی شیءگرایی ، زبان C++ از ویژگیها و قابلیتهایی همچون بهینهبودن ساختار کدها ، اشتراکگذاری و استفاده مجدد از کدها و عدم تداخل کدها با یکدیگر (کپسولهسازی) سود میبرد . زبان برنامه نویسیC++ از ویژگی تخصیص حافظه دینامیک پشتیبانی میکند؛ یعنی میتوانیم در هر زمان، با استفاده از تابع free ()، حافظه اختصاص داده شده را آزاد کنیم . در زبان C++ قابلیت استفاده از اشارهگرها (pointers) نیز پیشبینی شده است .
با استفاده از اشارهگرها ، میتوان به طور مستقیم با حافظه ، توابع ، ساختارها و آرایهها ارتباط برقرار نمود. وجود توابع داخلی، کلاسها و کتابخانههای استاندارد متنوع، یکی دیگر از ویژگیّهای زبان برنامهنویسی C++ است که کاربرد گسترده ای در انجام پروژه ها و تهیه مقاله های کارشناسی ارشد و دکترا دارد ؛ به طوری که برنامهنویسان میتوانند در توسعه و نوشتن کدها و برنامهها و پروژه های خود از این کتابخانهها استفاده نمایند . زبان برنامه نویسی C++ به عنوان یک زبان قابل حمل (portable) شناخته میشود و برنامههای نوشته شده توسط آن در یک رایانه ، قابل استفاده در رایانههای دیگر است .
زبان برنامه نویسی C++ را میتوان الهامبخش ابداع زبانهای برنامهنویسی دیگری مانند Python، Perl و PHP که از مهم ترین زبان های برنامه نویسی برای انجام پروژه های علمی و برنامه نویسی می باشند نامید . از زبان برنامهنویسی C++، بیشتر برای کاربردهای تحت وب و دسکتاپ ، کد نویسی بازیها و پروژه های برنامه نویسی سطح پایین سختافزاری برای PC یا سرور استفاده میشود . قدرت زبان C++ بر عملکرد سریع آن تکیه دارد و این امر C++ آن را به گزینهای مناسب جهت برنامهنویسی کاربردهای پیچیده تبدیل میکند .
در حوزه مکانیک سیالات و دینامیک سیالات محاسباتی ( CFD)، نرمافزارهایی وجود دارند که برنامهنویسی آنها بر مبنای زبان ++C استوار است . نرمافزار اپن فوم (OpenFOAM) یکی از معروفترین آنها میباشد که کاربرد فراوانی در تهیه پایان نامه های کارشناسی ارشد دارد . نرم افزار اپن فوم یک نرمافزار متنباز و رایگان است و تحت محیط لینوکس اجرا میشود . کتابخانهها ، کلاسها ، حلگرها و به طور کلی تمام کدهای نرم افزار اپن فوم بر مبنای زبان برنامهنویسی++C نوشته شده است . ( با کلیک بر روی نرم افزار اپن فوم می توانید از آموزش نصب نرم افزار Openfoam و معرفی نرم افزار openfoam از این نرم افزار بهره ببرید )
در اینجا به برخی از تفاوتهای برنامهنویسی میان زبانّهای C و ++C اشاره میکنیم که می تواند برای آموزش مقدماتی این زبان های برنامه نویسی نیز مورد استفاده قرار گیرد .
۱- در C، تنها یک تابع برای اختصاص حافظه وجود دارد (malloc) که از آن برای هر دو نوع اشیای منفرد و آرایهها استفاده میشود :
و همیشه برای آزادسازی حافظه از روش مشابهی استفاده میشود :
در زبان برنامه نویسی C++ تخصیص حافظه برای آرایهها تا حدی نسبت به اشیای منفرد متفاوت است ؛ به طوری که باید از عملگر [] استفاده شود .
۲- در اکثر کدهای معتبر زبان برنامه نویسی C، نوع توابع مورد استفاده تعیین میشود هر چند که این کار الزامی نیست ؛ اما در زبان برنامه نویسی C++ تعریف توابع الزامی میباشد . به عنوان مثال ، کد زیر در زبان C معتبر است اما در زبان برنامه نویسی C++ معتبر نیست .
۳- در زبان برنامه نویسی C++، درج عبارت return 0 در پایان دستور الزامی نمیباشد و برنامه آن را به طور خودکار اعمال میکند :
اما در زبان C بایستی این عبارت حتماً در پایان دستور تایپ شود .
به طور خلاصه می توان گفته که زبان برنامه نویسی ++C کاربرد فراوانی در رشته های مختلف مهندسی دارد و شما می توانید با فراگیری آن در تهیه پایان نامه های ارشد و مقاله های ارشد از آن استفاده بهینه نمایید .
برای مطالعه بیشتر مقاله های آموزشی می توانید با کلیک بر روی عنوان های زیر به مقاله مربوطه منتقل شوید :
مدل سازی احتراق در نرم افزار Fluent
مقدمه ای بر مدل سازی FSI در نرم افزار Fluent