Лекция 0. Вводная лекция. Язык C и C++

Вводная лекция отвечает на три вопроса: как устроен курс, почему изучаем именно C и C++ и с чего начать. Цель курса одна: научиться объяснять компьютеру свои мысли. По пути проходим стандарты C++98–C++23, процедурное программирование, ООП, основы проектирования и культуру разработки. Ниже организация курса, краткая история языков и первая программа.

1. Организация курса

Курс ведут Александр Павлович Хвастунов и Сергей Викторович Фадеев. В команде около 30 человек: лекторы, практики и менторы.

Лекции, лабы и вопросы к зачёту хранятся в Git.

1.1. Правила для лабораторных

• Работаем через Git, CMake и стиль Google Code Style.
• Решения проверяются на плагиат и на использование ИИ. Код пишется руками.
• Мягкий дедлайн: через две недели баллы за лабу снижаются ступенями. Потолок за лабу: 100 %, затем 85 %, 65 % и 50 %.

1.2. Порядок сдачи лабы

1.3. Семинары и материалы

Семинары регулярные и необязательные: они дополняют лекции. Объявления, материалы и вопросы преподавателям, менторам и студентам идут в Telegram-канал курса. Видео с занятий ведёт Александр Хвастунов на своём YouTube-канале.

2. Цель курса

• Стандарты C++98–C++23 и их отличия.
• Процедурное программирование на C и C++.
• Объектно-ориентированное программирование.
• Основы проектирования и культура разработки: стиль, тесты, Git, сборка.

3. От UNIX к C++

Язык C создали в Bell Labs в 1969–1973 годах для системного программирования под UNIX. В 1978 году вышла книга Кернигана и Ритчи, которая долго оставалась главным описанием языка. В 1979–1985 годах «C with Classes» Страуструпа превратился в C++.

3.1. Стандарты C

• C89 (ANSI) и C90 (ISO) — первые стандартизованные версии.
• C99, C11, C17.
• C23 — последняя опубликованная версия.

3.2. Стандарты C++

• C++98, C++03, C++11, C++14, C++17, C++20, C++23 (ISO/IEC 14882:2024).
• C++26 находится на стадии Draft International Standard, то есть близок к финалу.

4. C и C++: общая основа и разные языки

• C++ унаследовал большую часть синтаксиса C, но современный C не является его строгим подмножеством.
• C++ проверяет типы строже.
• Языки стандартизируются и развиваются независимо друг от друга.
• Код на C можно использовать в C++, если он соблюдает общий синтаксис.

5. Язык C

Процедурный, статически типизированный, компилируемый язык. Даёт низкоуровневый контроль над памятью, имеет компактное ядро. Динамическую память управляем вручную: что выделили, то и освобождаем.

6. Язык C++

Мультипарадигменный язык: процедурное, объектно-ориентированное и обобщённое программирование. Сочетает низкоуровневый контроль с высокоуровневыми абстракциями и имеет большую стандартную библиотеку.

7. Где применяют C и C++

• Системное ПО и операционные системы.
• Встраиваемые системы.
• Инструменты разработки: компиляторы, редакторы, отладчики.
• Высокопроизводительные вычисления.
• Игры и графика.
• Инфраструктура: браузеры, СУБД, сетевые сервисы.
• Машинное обучение.

8. Инструменты

9. Первая программа

Классическая программа «Hello, world!» выводит приветствие в стандартный поток вывода:

#include <iostream>
 
int main() {
    std::cout << "Hello world!\n";
 
    return 0;
}

• #include <iostream> подключает объявления потоков ввода и вывода.
• std::cout — стандартный поток вывода.
• main — точка входа в программу. Возвращаемое значение 0 означает успешное завершение.

9.1. Сборка через CMake

CMake описывает, как собирать проект, и умеет генерировать файлы для других сред сборки. VS Code поддерживает его напрямую.

cmake -B build
cmake --build build

Первая команда конфигурирует проект в каталоге build, вторая собирает его.

Что проверить после лекции

• Знаю, сколько баллов нужно для проходного минимума и из чего они складываются.
• Понимаю, что такое мягкий дедлайн и как работает ветка deadline_N.
• Установлены компилятор, CMake и VS Code.
• Программа «Hello world» собирается командами cmake -B build и cmake --build build.

Шпаргалка