Ngôn ngữ lập trình C++ là ngôn ngữ được các chuyên gia đánh giá có độ linh hoạt cao, nhiều tính năng, có hệ thống kiểu dữ liệu mạnh và có thể dùng để viết cho các dự án lớn nhỏ khác nhau. Các thông tin về ngôn ngữ lập trình C++ là gì? Ứng dụng của lập trình C++ cũng như các nhận định về C++ trong tương lai sẽ được chúng tôi chia sẻ chi tiết ở nội dung bên dưới.
Ngôn ngữ lập trình C ++ là gì?
Ngôn ngữ C++ được đánh giá là một ngôn ngữ toàn năng được ứng dụng thực tiễn vào nhiều lĩnh vực lập trình khác nhau. Tìm hiểu về lịch sử hình thành, khái niệm cơ bản và tầm quan trọng của C++ bạn sẽ hiểu rõ hơn về ngôn ngữ đa năng này.
Khái niệm cơ bản về C++
C++ là ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng được phát triển lên từ ngôn ngữ lập trình C. Ngôn ngữ này được nghiên cứu và phát triển bởi Bjarne Stroustrup.
C++ thừa hưởng phong cách lập trình của ngôn ngữ lập trình C và có thêm phong cách hướng đối tượng nên được cộng đồng lập trình định nghĩa như là một ngôn ngữ “lai tạo”.
Lý do ngôn ngữ lập trình C++ được coi là một ngôn ngữ lập trình quan trọng
C++ được coi là một ngôn ngữ lập trình quan trọng bởi chúng mang đến những thế mạnh quan trọng như:
- Ngôn ngữ lập trình C++ là một trong những ngôn ngữ lập trình nổi tiếng và phổ biến trên toàn cầu, được ứng dụng vào rất nhiều các lĩnh vực khác nhau.
- Tính thực thi nhanh, tương thích với nhiều phần cứng của máy tính. Những ai giỏi về C++ có thể dùng C++ để sáng tạo nên rất nhiều dự án lớn và có tính vĩ mô.
- Dùng C++ có thể lập trình đa mô hình với các cấu trúc tuyến tính hoặc hướng chức năng. Đặc biệt là có lập trình hướng đối tượng giúp lập trình viên có thể lập trình cho các dự án cao cấp, quy mô lớn, tính năng hiện đại để bắp kịp kỷ nguyên công nghệ số.
- C và C++ là những ngôn ngữ lập trình đặt nền móng để lập trình viên phát triển lên mức cao hơn và dễ tiếp cận các ngôn ngữ lập trình khác.
Sự phát triển và lịch sử hình thành của ngôn ngữ lập trình C++
Một nhà khoa học máy tính lên là Bjarne Stroustrup, người Đan Mạch đã nghiên cứu và tạo ra ngôn ngữ C++ – “C with Classes” vào năm 1979. Ông nghiên cứu C++ để làm luận án tiến sĩ cho mình.
Stroustrup trước đó đã tìm hiểu về Simula I và Simula 67 và ông thấy rằng 2 ngôn ngữ lập trình mô phỏng này có thể phát triển các phần mềm lớn nhưng bản thân lại chậm phát triển trong lực tế. Trong khi đó Basic Combined Programming Language lại có tốc độ thực thi nhanh hơn. Chính vì thế ông đã bắt đầu công trình nghiên cứu của mình với ngôn ngữ C và gọi nó là C with classes.
Sau ngôn ngữ C thì C++ đã được phát triển và kết hợp giữa ngôn ngữ C, Simular, cũng như chịu ảnh hưởng của một số ngôn ngữ lập trình như: ALGOL 68, Ada, CLU và ML.
Sau nhiều quá trình phát triển và cải tiến về dữ liệu, ngôn ngữ lập trình, đến năm 1985, phiên bản đầu tiên của C++ đã chính thức được công bố. Cuốn sách The C++ Programming Language được xuất bản đã mở ra thời đại hoàng kim cho ngôn ngữ đa năng này.
Nhiều tính năng đã được thêm vào sau đó như đa kế thừa, lớp thuần ảo… Càng về sau nhiều tính năng mới lại càng được mở rộng để hỗ trợ cộng đồng C++ có nhiều mã nguồn mở chuyên nghiệp hơn.
Các đặc điểm nổi bật của ngôn ngữ lập trình C++
Tính đa năng và linh hoạt
Ngôn ngữ lập trình C++ cũng cho phép bạn lập trình theo cấu trúc tuyến tính, hướng chức năng, hướng đối tượng đa dạng tùy theo yêu cầu của người lập trình. C++ là mở đầu của mọi ngôn ngữ và có thể dùng để lập trình cho đa dạng các lĩnh vực từ phim ảnh, game, ứng dụng khoa học, dữ liệu ngân hàng…
Hệ thống kiểu dữ liệu mạnh mẽ
Dữ liệu C++ phát triển đa dạng với nhiều kiểu khác nhau. Chẳng hạn như:
- Số nguyên dùng để ghi nhớ dữ liệu dưới dạng số.
- Số thực dùng để ghi nhớ dữ liệu tương tự với số nguyên nhưng sẽ lưu từng vùng giá trị khác nhau.
- Kiểu dữ liệu Enum là dạng dữ liệu cố định được nhận từ một giá trị số nguyên được cung cấp trước đó. Phần dữ liệu này sẽ có nhiều nét giống với Python, Node.js hoặc Java.
- Kiểu Void cũng chia làm nhiều dạng dữ liệu như con trỏ kiểu void để chỉ đến các tham chiếu cho một địa chỉ mới từ đối tượng. Hoặc là hàm với tham số void khi không có tham chiếu đầu vào.
- Kiểu dữ liệu nâng cao đa dạng cấu trúc dữ liệu mạnh mẽ với kiểu hàm, kiểu union, kiểu cấu trúc hoặc kiểu mảng hay là con trỏ…
- Ngoài ra còn có kiểu dữ liệu boolean được dùng ở dạng kiểu string và kiểu bool.
Tích hợp cấu trúc hướng đối tượng
ngôn ngữ lập trình C++ là một ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng được tích hợp với đầy đủ các tính năng như tính đóng gói, tính đa hình và tính trừu tượng cũng như tính kế thừa… nên hỗ trợ cho việc lập trình dễ dàng hơn.
Hiệu năng cao và kiểm soát gần với phần cứng
Các chuyên gia lập trình viên nhận định C++ là một ngôn ngữ mid-level. Ngôn ngữ này sẽ dễ dàng giao tiếp với phần cứng, chiếm tài nguyên thấp và giúp cho các phần cứng chạy nhanh hơn. C++ cũng còn có cấu trúc cú pháp tương tự các ngôn ngữ bậc cao. Hầu hết các chương trình và phần cứng cần công suất hoạt động cao thường được viết bằng C++.
Cộng đồng phát triển lớn và tài liệu phong phú
C++ đã được phát triển từ nhiều thập kỷ qua và đã sở hữu được một kho tài liệu phong phú. Đặc biệt là cộng đồng C++ phát triển rất mạnh, lượng mã nguồn mở lớn. Người học và sử dụng C++ để lập trình sẽ có một kho tài nguyên vô tận và cộng đồng C++ sẵn sàng hỗ trợ để giải quyết được mọi khó khăn trong quá trình lập trình bằng ngôn ngữ này.
Các ứng dụng thực tiễn của C++ trong lĩnh vực công nghệ và phát triển phần mềm
C++ được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau đặc biệt là trong lĩnh vực công nghệ và phát triển phần mềm. Với ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng C++, lập trình viên có thể dùng để viết các ứng dụng như:
Phát triển ứng dụng desktop và trình duyệt web
Rất nhiều website hiện nay đang sử dụng C++ để viết. Đặc biệt là các hệ điều hành của Mac OS X cũng được viết bằng C++. Ngoài ra, các phần mềm mà bạn vẫn đang tiếp cận hàng ngày như: Windows, Microsoft Office, IDE Visual Studio và Internet Explorer cũng được Microsoft viết bằng ngôn ngữ C++.
Xây dựng ứng dụng di động trên nền tảng Android và iOS
C++ đóng một vai trò quan trọng trong các hệ điều hành di động trên Android và iOS. Các ứng dụng được viết từ C++ sẽ giúp cho hệ điều hành của Android và iOS hoạt động ổn định hơn, tính thực thi nhanh và có thể sử dụng cho nhiều app, game đa dạng chạy trên điện thoại.
Sự phổ biến trong phát triển trò chơi máy tính và game engines
Các trò chơi hiện nay được các lập trình viên phát triển hoành tráng từ C++/ Đặc biệt là các trò chơi 3D phức tạp cần tùy chọn nhiều người chơi với mạng hay cần cấp quyền phần cứng, mở rộng các chức năng chuyên sâu cho CPU sẽ dùng ngôn ngữ này.
Ứng dụng trong việc phát triển phần mềm nhúng và thiết bị điện tử
Các công nghệ nhúng và thiết bị điện tử như đồng hồ thông minh, thiết bị y tế thường dùng C++ để lập trình với các hàm ngắn gọn và mang đến hiệu quả thực thi nhanh.
Sử dụng trong lĩnh vực khoa học, tính toán số học và mô phỏng
Trong các lĩnh vực khoa học, chẳng hạn như y khoa, ngôn ngữ C++ được dùng để viết cho nhiều ứng dụng y tế, máy chụp MRI, mô phỏng các thông số trong nghiên cứu sinh học…
Ngôn ngữ C++ cũng được dùng để viết các phần mềm trên máy bay. Từ máy bay thương mại cho đến máy bay quân sự và quốc phòng đều có những phần mềm quan trọng viết bằng C++. Ngôn ngữ C++ cũng sẽ đảm bảo các tiêu chuẩn mã hóa nghiêm ngặt để đảm bảo các vấn đề về cánh máy bay, động cơ, các bộ phận quan trọng khác hiển thị các thông số với tính chính xác cao để mang lại an toàn trên mỗi chuyến bay.
Các ngành nghiên cứu khoa học đầu ngành như không gian vật lý, năng lượng hạt nhân, các hạt nguyên tử… cùng dùng C++ để thực hiện các nghiên cứu, công thức tính toán. Hiện nay tại NASA, C ++ đã được sử dụng để xây dựng các hệ thống lái tự động giúp Mars Rovers cũng như các thông tin dữ liệu, máy móc trên các trạm vũ trụ.
Đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển phần mềm hệ thống và mạng
Các hệ thống lưu trữ đám mây cũng được triển khai với C++. C++ sẽ giúp hệ thống điện toán đám mây hỗ trợ đa luồng, tăng khả năng chịu tải và hoạt động với tính bảo mật cao hơn.
Ngoài ra, trong ngành viên thông, C++ còn ứng dụng vào việc xây dựng cơ sở hạ tầng điện thoại, Internet và hỗ trợ hệ thống này xử lý hàng tấn giao tiếp đồng thời với tốc độ thực thi cực kỳ nhanh.
C++ cũng dùng để lập trình Switch để điều khiển các bộ định tuyến, bộ chuyển mạch cho các trạm điều khiển không gian và tàu thăm dò không gian.
Sự hỗ trợ trong lĩnh vực học máy và trí tuệ nhân tạo
Trí tuệ nhân tạo và C++ cũng có một mối liên kết chặt chẽ với nhau. Ngôn ngữ lập trình C++ mạnh mẽ, hiệu thống dữ liệu đa dạng đã trở thành ứng viên sáng giá trong việc tạo dựng các hệ thống AI mà các nhà phát triển rất yêu thích.
AI dùng C++ để thực hiện các thuật toán, mô hình và cấu trúc dữ liệu với tính thông minh cao. Các mô hình mô phỏng thần kinh nhân tạo phức tạp của AI có thể tăng hiệu suất xử lý của AI trong thời gian thực.
Đặc biệt là tính linh hoạt của C++ và cộng đồng rộng lớn này sẽ là nguồn tài nguyên framework C++ cho AI (TensorFlow, OpenCV, Boost, Armadillo…) để hỗ trợ việc lập trình đạt hiệu quả cao hơn.
Tương lai và sự phát triển của ngôn ngữ lập trình C++
Tìm hiểu về lịch sử phát triển của C++ trong kiến thức lập trình của nhân loại chúng ra sẽ thấy được C, C++ ngày càng phát triển nhiều tính năng đa dạng hơn và được nâng cấp liên tục. Cho nên trong tương lai, C++ sẽ trở thành ngôn ngữ được thịnh hành nhất.
Xu hướng và tiềm năng phát triển trong tương lai
C/C++ hình thành ở quá khứ và phát triển ở hiện tại, trong tương lai chúng sẽ tiếp tục được nâng cấp. C++ sẽ không chỉ đóng góp vào lập trình phần cứng mà còn là giải pháp xử lý nguồn dữ liệu khổng lồ MySQL, MS SQL Server và PostgreSQL.
Xu hướng sử dụng C++ cũng phát triển mạnh khi nhiều bộ phim 3D bom tấn hiện nay đang dùng C++ để xây dựng đồ họa.
C++ luôn đứng trên top 5 trong các ngôn ngữ lập trình phổ biến nhất hiện nay.. Hiệu suất tốt, ứng dụng rộng, chi phí thấp, nguồn tài nguyên và cộng đồng đông đảo. Dự kiến trong tương lai, C++ sẽ được ứng dụng thực tiễn rộng hơn nữa và trở thành một trong những ngôn ngữ mạnh nhất.
Các dự án và công nghệ mới liên quan đến ngôn ngữ lập trình C++
C++ được ứng dụng vào rất nhiều dự án khác nhau trong cuộc sống. Hiện nay, kỷ nguyên số đã dùng C++ vào các dự án hiện đại như:
- Game và phim 3D
- Các hệ thống quản lý nhà sách, ngân hàng, hồ sơ online của các tập đoàn lớn,
- Trò chơi Sudoku thần thánh cũng có thể viết bằng C++. Đặc biệt là các trò chơi đoán số trong sòng bạc, piano kỹ thuật số cho đến hệ thống quản lý của khách sạn… đều có thể viết bằng C++.
- Lập trình cho hệ thống điều hành trên máy bay, trạm vũ trụ, năng lượng hạt nhân và các máy móc trong y tế…
Tầm quan trọng và vai trò tiếp tục của ngôn ngữ lập trình C++ trong cộng đồng phát triển phần mềm
- Đối với lập trình viên, C++ gần như tồn tại trong suốt quãng đường làm lập trình của họ. Thành thạo C++ là nền móng để tiếp cận với mọi ngôn ngữ lập trình.
- C++ được chuyên gia lập trình đánh giá là nguồn kiến thức căn bản về Khoa học Máy tính.
- Tương lai các doanh nghiệp hiện nay đang có xu hướng chuyển dịch sang hệ sinh thái điện toán đám mây và tự động hóa kinh doanh thì C++ lại càng cần thiết để lập trình nên các chương trình mang tính tự động hóa hoàn hảo hơn.
- C++ giúp phát triển các ứng dụng với dung thượng thấp, hiệu năng cao, tính thực thi nhanh chóng và có thể thực hiện dễ dàng có các cú pháp phức tạp.
Kết luận
Các thông tin về ngôn ngữ lập trình C++ là gì, ứng dụng thực tiễn của C++ và tầm quan trọng của C++ đối với lập trình đã được chúng tôi chia sẻ chi tiết. Hy vọng những thông tin của Hướng dẫn học C++ có thể giúp cho những lập trình viên mới định hướng những ngôn ngữ đầu tiên mình nên học nếu muốn theo ngành lập trình viên và xây dựng sự nghiệp của mình với lĩnh vực lập trình lâu dài.
