¿Qué es C++?

C++ es un lenguaje de programación de propósito general, de alto nivel y de bajo nivel, que fue creado por Bjarne Stroustrup en 1985 como una extensión del lenguaje de programación C.

El objetivo de C++ era proporcionar características de programación orientada a objetos, lo que permite una mejor gestión de la complejidad y la reutilización del código en proyectos de software grandes y complejos.

C++ es ampliamente utilizado en el desarrollo de software de sistemas, juegos, aplicaciones de escritorio, servidores, controladores de hardware y mucho más. Es conocido por su rendimiento y su capacidad para interactuar directamente con el hardware del sistema, lo que lo convierte en una opción popular para el desarrollo de aplicaciones de alto rendimiento.

A lo largo de los años, C++ ha evolucionado con varias actualizaciones y estándares, como C++98, C++11, C++14, C++17 y C++20, que han añadido nuevas características y mejoras al lenguaje.

Algunas de las características clave de C++ incluyen clases, herencia, polimorfismo, sobrecarga de operadores y plantillas, entre otras.

¿Por qué C++?

C++ es un lenguaje de programación versátil y potente, y hay varias razones por las que los desarrolladores eligen utilizarlo. Algunas de estas razones incluyen:

  • Rendimiento: C++ permite un control granular sobre el hardware y la memoria, lo que se traduce en un rendimiento superior en comparación con otros lenguajes de alto nivel. Esto es especialmente útil en aplicaciones críticas para el rendimiento, como juegos, sistemas operativos y motores de renderizado.
  • Programación orientada a objetos: C++ introduce conceptos de programación orientada a objetos (OOP), como clases, herencia, polimorfismo y encapsulación. Estos conceptos facilitan la organización y gestión de grandes proyectos de software, así como la reutilización de código.
  • Portabilidad: El código C++ es altamente portable, lo que significa que se puede compilar y ejecutar en diferentes sistemas operativos y arquitecturas de hardware con mínimas modificaciones.
  • Compatibilidad con C: C++ es una extensión del lenguaje C, y en general, el código escrito en C puede ser fácilmente incorporado en un programa C++. Esto permite a los desarrolladores aprovechar la amplia base de código existente en C y las bibliotecas de terceros.
  • Plantillas y metaprogramación: Las plantillas en C++ permiten la creación de funciones y clases genéricas, lo que facilita la reutilización de código y la abstracción. Además, la metaprogramación en tiempo de compilación permite realizar cálculos y optimizaciones en el código antes de que se ejecute, lo que puede mejorar el rendimiento y la eficiencia.
  • Comunidad y ecosistema: C++ tiene una comunidad de desarrolladores grande y activa que proporciona soporte, herramientas y bibliotecas de terceros. Además, hay una gran cantidad de recursos disponibles, como tutoriales, cursos y libros, para aquellos que quieran aprender el lenguaje.

Estas son solo algunas de las razones por las que C++ sigue siendo un lenguaje de programación popular y ampliamente utilizado en la industria del software.

Sin embargo, también es importante tener en cuenta que C++ tiene una curva de aprendizaje más pronunciada en comparación con otros lenguajes de programación, y puede requerir una gestión de memoria manual y un mayor cuidado en el manejo de errores y excepciones.

Historia de C++

C++ es un lenguaje de programación de propósito general que se originó a principios de la década de 1980. Fue creado por Bjarne Stroustrup, un científico de la computación danés que trabajaba en los Laboratorios Bell (ahora Nokia Bell Labs) en Estados Unidos. La historia de C++ es interesante y es un lenguaje de programación que ha evolucionado y crecido en popularidad a lo largo de los años.

  1. Orígenes y primeras etapas (1979-1985):

C++ se basó originalmente en el lenguaje de programación C, desarrollado por Dennis Ritchie en 1972. Stroustrup comenzó a trabajar en «C con clases», que se convertiría en C++, en 1979. Su objetivo era extender el lenguaje C para incluir características de programación orientada a objetos, como las clases, la herencia y el polimorfismo.

En 1981, Stroustrup implementó el primer compilador de C++ conocido como «Cfront», que traducía el código C++ en código C. La primera versión comercial de C++ se lanzó en 1985 con la publicación del libro «El lenguaje de programación C++» por el mismo Stroustrup.

  1. Estándar ANSI/ISO (1989-1998):

En 1989, se creó un comité técnico de la Organización Internacional de Normalización (ISO) para estandarizar el lenguaje C++. Este comité trabajó en colaboración con el Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI), y en 1998 publicaron el primer estándar ISO de C++, conocido como C++98.

  1. C++03 y TR1 (2003-2007):

C++03 fue una revisión menor del estándar C++98 que corrigió algunos defectos y ambigüedades. Además, en 2007, se lanzó la primera Biblioteca de Extensiones Técnicas (TR1), que agregó nuevas funcionalidades a la biblioteca estándar de C++.

  1. C++11 (2011):

Esta versión, también conocida como C++0x, fue una actualización significativa del lenguaje que introdujo muchas características nuevas, como inferencia de tipos automáticos, soporte para expresiones lambda, mejoras en la programación concurrente y la adición de nuevos contenedores y algoritmos en la biblioteca estándar.

  1. C++14 (2014):

C++14 fue una actualización incremental que introdujo algunas mejoras y características adicionales, como mejoras en las inferencias de tipos, soporte para variables de plantilla y soporte para literales binarios.

  1. C++17 (2017):

C++17 introdujo varias características nuevas y mejoras, como la deducción de tipos para variables de plantilla, estructuras if constexpr, variables en línea y la adición de la Biblioteca de Archivos (Filesystem) a la biblioteca estándar.

  1. C++20 (2020):

C++20 fue otra actualización importante del lenguaje que incluyó características como conceptos, módulos, corutinas, rangos, soporte para literales de tiempo y más.

A lo largo de su historia, C++ ha sido utilizado en una amplia variedad de aplicaciones, desde sistemas operativos, navegadores webs hasta motores de videojuegos y aplicaciones de escritorio. A pesar de la aparición de otros lenguajes de programación, C++ sigue siendo uno de los lenguajes más populares y ampliamente utilizados en la industria del software.

C++ ha sido fundamental en el desarrollo de software de alto rendimiento y sistemas críticos para la seguridad. Su capacidad para ofrecer un control granular del hardware y el manejo eficiente de los recursos lo convierte en una opción atractiva para los desarrolladores que buscan un lenguaje de programación potente y flexible.

El futuro de C++ parece prometedor, con una comunidad activa de desarrolladores y contribuyentes que trabajan para mejorar y actualizar continuamente el lenguaje y sus bibliotecas. La evolución de C++ también ha sido impulsada por la demanda de aplicaciones más eficientes y de mejor rendimiento en áreas como inteligencia artificial, análisis de datos y computación de alto rendimiento.

El comité de estándares de C++ sigue trabajando en mejoras y actualizaciones para el lenguaje. Se espera que el próximo estándar, C++23, traiga más características y mejoras a la comunidad de C++.

¿Cómo funciona C++?

C++ es un lenguaje de programación de propósito general, de alto nivel y compilado. Para comprender cómo funciona C++, es útil conocer las etapas básicas del proceso de desarrollo de software en C++ y algunas de sus características clave:

  1. Escribir el código fuente: Los desarrolladores escriben código en C++ utilizando un conjunto de palabras clave, operadores, funciones y bibliotecas predefinidas. C++ ofrece un amplio conjunto de características, como programación orientada a objetos (clases, herencia y polimorfismo), programación genérica (plantillas) y manejo de excepciones.
  2. Compilación: Una vez que se ha escrito el código fuente en C++, se compila utilizando un compilador de C++. El compilador toma el código fuente escrito en lenguaje de alto nivel y lo convierte en código de máquina o código de bajo nivel (generalmente en forma de código objeto) específico para el sistema en el que se ejecutará el programa. Durante la compilación, el compilador también realiza comprobaciones de sintaxis y otros análisis estáticos para garantizar que el código fuente sea válido y esté libre de errores.
  3. Enlazado: Después de la compilación, el enlazador toma uno o más archivos de código objeto y los combina con bibliotecas externas para generar un archivo ejecutable. Este proceso de enlace resuelve las referencias a funciones y variables en las bibliotecas y conecta todas las piezas juntas en un programa que puede ejecutarse en el sistema objetivo.
  4. Ejecución: Finalmente, el archivo ejecutable se ejecuta en el sistema operativo y hardware específicos para los que fue compilado. Durante la ejecución, el programa interactúa con el sistema operativo y otros recursos del sistema (como la memoria y el almacenamiento) para realizar las tareas definidas en el código fuente.

Algunas características clave de C++ que influyen en su funcionamiento son:

  • Abstracción y encapsulamiento: C++ permite a los programadores organizar y ocultar la complejidad del código mediante clases y objetos, lo que facilita la reutilización y mantenimiento del código.
  • Polimorfismo: C++ permite a los desarrolladores definir múltiples implementaciones de una función o método con el mismo nombre, pero con diferentes argumentos o tipos de datos. Esto permite una mayor flexibilidad y facilidad de uso en el diseño del programa.
  • Herencia: La herencia en C++ permite a los desarrolladores crear nuevas clases basadas en clases existentes, lo que facilita la reutilización del código y la creación de sistemas de software más estructurados y modulares.
  • Gestión manual de memoria: A diferencia de otros lenguajes de programación de alto nivel que ofrecen recolección de basura automática, C++ requiere que los desarrolladores administren la memoria manualmente. Esto puede ser más difícil, pero también proporciona un mayor control y eficiencia en el uso de los recursos del sistema.
  • Plantillas y programación genérica: C++ admite plantillas, lo que permite a los desarrolladores escribir código que puede funcionar con múltiples tipos de datos sin duplicar el código. Esto facilita la creación de bibliotecas y funciones reutilizables y eficientes.

Ejemplo:

A continuación, se presenta un ejemplo básico de un programa en C++ que calcula la suma de dos números ingresados por el usuario:


// Incluir la biblioteca de entrada/salida estándar para usar funciones como 'cout' y 'cin'
#include <iostream>

// Espacio de nombres estándar para acceder a las funciones de la biblioteca estándar sin anteponer 'std::'
using namespace std;

// Función principal del programa
int main() {
    // Declarar variables enteras para almacenar dos números y su suma
    int num1, num2, suma;

    // Solicitar al usuario que ingrese dos números enteros
    cout << "Ingrese el primer número: ";
    cin >> num1;
    cout << "Ingrese el segundo número: ";
    cin >> num2;

    // Calcular la suma de los dos números
    suma = num1 + num2;

    // Imprimir el resultado en la consola
    cout << "La suma de los dos números es: " << suma << endl;

    // Devolver 0 para indicar que el programa se ejecutó correctamente
    return 0;
}

Lenguaje del código: C++ (cpp)

Este ejemplo demuestra varias características de C++:

  1. Inclusión de bibliotecas: La línea #include <iostream> incluye la biblioteca de entrada/salida estándar, que proporciona funciones como cout y cin para realizar operaciones de entrada y salida.
  2. Espacio de nombres: La línea using namespace std; permite utilizar funciones y clases de la biblioteca estándar de C++ sin tener que anteponer std:: a cada llamada.
  3. Función principal: La función main() es el punto de entrada del programa, donde comienza su ejecución.
  4. Declaración de variables y asignación: Las variables num1, num2 y suma se declaran como enteros y se utilizan para almacenar los números ingresados por el usuario y su suma.
  5. Entrada y salida del usuario: Las funciones cout y cin se utilizan para imprimir mensajes en la consola y leer datos ingresados por el usuario, respectivamente.
  6. Operaciones matemáticas: La suma de los dos números se calcula utilizando el operador +.
  7. Devolución de valores: La función main() devuelve un valor entero (0 en este caso) para indicar el resultado de la ejecución del programa. Un valor de retorno de 0 indica que el programa se ejecutó correctamente.

¿Qué puedes hacer con C++?

C++ es un lenguaje de programación de propósito general ampliamente utilizado y de alto rendimiento. Ofrece características de programación orientada a objetos, así como la programación de bajo nivel y el acceso a la memoria.

Aquí hay algunas cosas que puedes hacer con C++:

  • Desarrollo de software de sistemas: C++ es un lenguaje muy popular para desarrollar sistemas operativos, controladores de dispositivos y otros programas de bajo nivel debido a su rendimiento y control sobre el hardware.
  • Desarrollo de videojuegos: Muchos motores de videojuegos populares, como Unreal Engine y Unity (con su soporte nativo), utilizan C++ debido a su alto rendimiento y capacidad para controlar eficientemente los recursos del sistema.
  • Aplicaciones de escritorio: C++ también se utiliza para desarrollar aplicaciones de escritorio en plataformas como Windows, macOS y Linux.
  • Desarrollo de aplicaciones móviles: C++ se puede utilizar para desarrollar aplicaciones nativas para Android e iOS a través de frameworks como Qt o usando el soporte nativo de C++ en Android Studio.
  • Computación de alto rendimiento: La velocidad y el rendimiento de C++ lo hacen ideal para aplicaciones científicas, de análisis de datos y simulaciones que requieren una gran cantidad de cálculos y procesamiento de datos.
  • Desarrollo de bibliotecas y frameworks: Muchas bibliotecas y frameworks ampliamente utilizados, como Boost, Qt y TensorFlow, están escritos en C++.
  • Programación embebida y desarrollo de hardware: C++ es una opción popular para el desarrollo de sistemas embebidos y controladores de hardware, ya que ofrece un buen equilibrio entre control de bajo nivel y abstracciones de alto nivel.
  • Desarrollo web: Aunque no es el uso más común, C++ también se puede utilizar en el desarrollo web para escribir servidores web y aplicaciones backend de alto rendimiento.

Tecnologías de C++

C++ es un lenguaje de programación ampliamente utilizado y tiene una gran cantidad de tecnologías, bibliotecas y herramientas asociadas que hacen que su ecosistema sea rico y diverso.

Algunas de las tecnologías más populares y ampliamente utilizadas en C++ incluyen:

  • Bibliotecas estándar de C++: La biblioteca estándar de C++ (STL) es una colección de clases y funciones que proporcionan estructuras de datos y algoritmos comunes, como vectores, listas, colas, pilas, mapas y conjuntos.
  • Boost: Boost es una colección de bibliotecas C++ de alto rendimiento y portátiles que extienden la funcionalidad de la STL. Algunas de sus bibliotecas incluyen Boost.Asio (para programación asíncrona), Boost.Graph (para trabajar con grafos), Boost.Thread (para programación multihilo) y Boost.Regex (para expresiones regulares).
  • Qt: Qt es un framework multiplataforma para el desarrollo de aplicaciones gráficas de escritorio, móviles y embebidas. Ofrece una amplia gama de características, incluidos widgets, gráficos 2D y 3D, multimedia, bases de datos y más.
  • POCO C++ Libraries: POCO (POrtable COmponents) es un conjunto de bibliotecas C++ para desarrollar aplicaciones en red, de bases de datos, web y sistemas embebidos. Proporciona una variedad de características, incluyendo programación asíncrona, manejo de archivos y XML, servicios web y más.
  • OpenCV: OpenCV (Open Source Computer Vision) es una biblioteca de programación de visión por computadora que permite el procesamiento y análisis de imágenes y videos en tiempo real.
  • OpenGL: OpenGL es una especificación de API para la renderización de gráficos 2D y 3D. C++ se utiliza a menudo junto con OpenGL para desarrollar aplicaciones gráficas y juegos.
  • Vulkan: Vulkan es una API gráfica de bajo nivel y alto rendimiento diseñada para aprovechar mejor los recursos de hardware en sistemas con GPU modernas. C++ se puede utilizar para desarrollar aplicaciones y juegos que utilizan Vulkan.
  • TensorFlow: TensorFlow es un marco de aprendizaje automático de código abierto desarrollado por Google. Aunque principalmente se utiliza en Python, también proporciona una API C++ que permite el desarrollo y la integración de modelos de aprendizaje automático en aplicaciones C++.
  • CMake: CMake es una herramienta de construcción y configuración multiplataforma para proyectos C++ que permite la generación de archivos de compilación para diferentes sistemas y compiladores.
  • IDEs: Hay varios entornos de desarrollo integrados (IDE) disponibles para C++, como Microsoft Visual Studio, CLion, Code::Blocks y Eclipse CDT, que proporcionan herramientas para escribir, depurar y construir aplicaciones C++.

Estas son solo algunas de las muchas tecnologías disponibles en el ecosistema de C++. Dependiendo del tipo de proyecto y los requisitos específicos, es posible que desee explorar más bibliotecas y herramientas específicas para sus necesidades.