C++

Şablonlar

Şablonlar (template) tipten bağımsız olarak derleme zamanında parameterize fonksiyon veya sınıf yazılmasına izin verir ve jenerik programlamayı, şablon meta programlamayı, kod optimizasyonunu mümkün kılar. Şablon mekanizması Turing-tam'dır, böylece herhangi bir hesaplamanın bir şekilde derleme zamanında programlanarak ifade edilebilmesini sağlar.^[12]

Nesneler

C++ nesne tanımlamada RAII^[13](Resource Acquisition Is Initialization) tekniğini kullanır. Nesne için gerekli olan kaynak ayrımı (Resource Acquisition), tanımlandığı anda yapılır (Initialization) ve gerektiğinde deterministik olarak serbest bırakılır. Böylece kaynaklar init()/destroy(), allocate()/free(), open()/close() gibi fonksiyon çiftleriyle manuel olarak yönetilmek zorunda kalmaz.

Kapsamlama

Kapsamlama (encapsulation), veri yapısının geliştirici tarafından doğru bir şekilde kullanılacağından emin olmak için nesneye ait bilgilerin bir kısmını erişilemez yapmaktır. C++, sınıf yapısında üyelerin public, protected veya private tanımlanmasına izin verir. private üyeler yalnızca sınıfın üyeleri tarafından erişilebilir, böylece sınıfın kendisini ilgilendiren bazı üye değişken veya fonksiyonlar kullanıcıdan (client) saklanır. Ayrıca bu yolla nesnenin yaşamı süresince değişmemesi gereken durumlar (class invariant) korunabilir.

Kalıtlama

Kalıtlama (inheritence) var olan bir türün özelliklerini taşıyan yeni bir tür oluşturmayı sağlar. Temel sınıftan kalıtım, "public", "protected" ve "private" olarak ilan edilebilir. Diğer iki kalıtım türü arayüzün anlaşılmasını zorlaştırdığından çoğu zaman yalnızca public kalıtım kullanılır. Geçiş belirteci belirtilmezse, class private, struct public olarak kalıtılır.

Temel sınıftan kalıtım sanal (virtual) olarak ilan edilebilir, buna sanal kalıtım (virtual inheritence) denir. Sanal kalıtım çoklu kalıtımın problemlerinden sıyrılarak temel sınıfın yalnızca bir örneğinin kalıtım grafiğinde olmasını sağlar.

İşleçlerin ve işlevlerin fazladan yüklenmesi

C++ dilinde işleçlerin (operator) çoğu fazladan yükleme yoluyla genelleştirilebilir.^[14] Örneğin + işleci sayılar için anlamlıyken, std::string sınıfı için de fazladan yüklenmiş, böylece türün temsil ettiği veriye + işleciyle birleştirilme yeteneği kazandırılmıştır. Benzer şekilde iki std::string sınıfı nesnesinin eşitliği == işleciyle kontrol edilebilir. Kullanıcı tanımlı herhangi bir tür (sınıf), işleçleri fazladan yükleyebilir.

Aynı isme sahip işlevler (function) farklı tür veya sayıda parametre alarak fazladan yüklenebilir. Örneğin std::to_string fonksiyonu int, float ve double türleri için fazladan yüklenmiştir.

Çokbiçimlilik

Çokbiçimlilik (polymorphism) kullanılarak farklı türler aynı arayüz üzerinden erişilebilir. Çokbiçimli bir tür kendisini oluşturan diğer türler gibi davranabilir. C++, dinamik (çalışma zamanında) ve statik (derleme zamanında) çokbiçimlilik çeşitlerine izin verir.

Dinamik çokbiçimlilik

Kalıtlama kullanılarak

Üst sınıfa işaret eden bir pointer veya ona ait bir referans, alt sınıfları da gösterebilir.Bu durumda üst sınıf bir çokbiçimli türdür (polymorphic type). Eğer üst sınıf bir fonksiyona referans veya pointer şeklinde parametre olarak geçilirse, ondan türetilmiş sınıflar da geçilebilir. Üst sınıf üzerinden alt sınıfların üyeleri kullanılabilir. Alt sınıflardan hangisinin geçildiği dynamic_cast kullanılarak belirlenebilir.

Sanal üye fonksiyonlar kullanarak

Türetilmiş sınıf, üst sınıfta sanal (virtual) olarak işaretlenmiş bir üye fonksiyonun içeriğini değiştirerektekrar gerçekleyebilir (override). Bu durumda çokbiçimli tür, tekrar gerçeklenen üye fonksiyonu çağıracaktır.

Statik çokbiçimlilik

Şablon yapısı farklı türler için parçalı veya tam özelleştirilerek parametrik çokbiçimlilik sağlanabilir.

İşlevlerin fazladan yüklenmesi de statik çokbiçimlilik olarak düşünülebilir. Aynı isme sahip fonksiyonlar, parametre türü veya sayısına göre farklı fonksiyonları çağırır.

Lambda ifadeleri

C++ lambda ifadeleriyle anonim fonksiyon yazımını destekler.^[15]

[kapma](parametreler) -> dönüş_tipi { fonksiyon_gövdesi };

dönüş_tipi düşürülebilir, bu durumda dönüş tipi gövdeden çıkarımsanır:

[kapma](parametreler) { fonksiyon_gövdesi };

Lambda parametre almıyorsa, () yapısı düşürülebilir:

[kapma]{ fonksiyon_gövdesi };

Lambda değişkene atanarak isim alabilir ve tekrar kullanılabilir:

auto func = [kapma](parametreler) { fonksiyon_gövdesi };func(argumanlar);func(argumanlar);

Lambda tanımlandığı anda çalıştırılıp hesaplama sonucuna erişilebilir:

auto result = [kapma](parametreler) { fonksiyon_gövdesi }(argumanlar);

C++20 ile şablon (template) lambda ifadeleri yazılabilir:

[kapma] <template_parametreler> (parametreler) -> dönüş_tipi { fonksiyon_gövdesi }

Sıradışı durum yönetimi

Program çalışırken yolunda gitmeyen bir şey oluştuğunda ve programın aniden sonlandırılması arzu edilmiyorsa, sıradışı durum yönetimi (exception handling) kullanılarak ana koddan ayrı olarak yönetim sağlanabilir. Sıradışı durum (exception) oluştuğu yerde bir hata kodu fırlatır ve sıradışı durum yöneticisi (exception handler) tarafından yakalanana kadar kapsam dışana taşar. Eğer hata kodu yakalanmazsa program sonlandırılır.

C++ standard kütüphanesi^[16] (İng. Standard Template Library, STL) pek çok tutucu tür, algoritma, G/Ç, dosya sistemi, regex, multithread, zaman yönetimi, sıradışı durum yönetimi, rastgele sayı üreteci, C ile geriye dönük uyumluluk başlık dosyaları bulundurur.

C++ Core Guidelines^[17] (Türkçe, C++ Temel Yönelgeleri), C++ programcılarının daha basit, daha etkili, daha yönetilebilir kod yazmalarını sağlamayı hedefleyen yönelgeleri içeren bir projedir. Projenin editörlüğünü dilin yaratıcısı Bjarne Stroustrup ile ISO C++ Çalışma Grubu başkanı Herb Sutter sürdürür.

Core guidelines pek çok stil, iyi uygulama ve modern C++ tavsiyeleri bulundurur. Statik analiz araçları bu tavsiyeleri gerçekleyerek kod yazılırken programcıları kötü uygulamalardan kaçınmasına yardımcı olur.

Guideline Support Library (GSL)^[18], Core Guidelines'ta tavsiye edilen pek çok tür ve fonksiyonu barındıran bir kütüphanedir.

C++ çoğunlukla derlenen bir dil olarak gerçeklenmiştir. Kaynak kodun derlenme süreci^[19] dört aşamadan oluşur, sırasıyla; önişleme, derleme, assembly ve bağlama. Derleyici kaynak koda uygulandığında bu aşamalar birbiri ardına gerçekleşir.

• Önişlemci (preprocessor) #include direktifiyle eklenen dosyaları koda taşır. Ayrıca kodda sözcük değişiklikleri yapabilir,^[20] koşullu derleme sağlayabilir, derleyicinin bir takım özelliklerini kontrol edebilir veya kodun derleneceği platform hakkında bilgi alabilir.
• Derleyici (compiler veya compiler proper) kodu parçalara ayırır, sözdizimi ve anlamı analiz eder, hataları bildirir, optimize eder ve işlemcinin sahip olduğu mimarinin assembly koduna derler.
• Assembly kodu assembler tarafından yerdeğiştirebilir (relocatable object code) hedef koduna dönüştürülür.
• Bağlayıcı (linker) yerdeğiştirebilir hedef kodunu diğer hedef kodlarına (kütüphane vs.) bağlar ve çalıştırılabilir hedef kodunu oluşturur.

Yorum Satırları

Yorum satırları derleyici tarafından çalıştırılmaz. Bunlar kodun anlaşılmasını kolaylaştırmak için eklenir.^[21]

// Tek satirdan olusan bir yorum/*  Birden   fazla   satirdan olusan yorum*/

Merhaba Dünya

Bu program uçbirim ekranına "Merhaba, dunya!" yazacaktır.

#include <iostream>int main() {  std::cout << "Merhaba, dunya!\n";}

İşleçlerinin fazladan yüklenmesi

#include <iostream>struct Complex {  double real{};  double imaginary{};  Complex& operator+=(const Complex& other) {    real += other.real, imaginary += other.imaginary;    return *this;  }  Complex& operator-=(const Complex& other) {    real -= other.real, imaginary -= other.imaginary;    return *this;  }  friend std::istream& operator>>(std::istream& is, Complex& c) {    return is >> c.real >> c.imaginary;  }  friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Complex& c) {    return os << c.real << '+' << c.imaginary << 'i' << '\n';  }};Complex operator+(const Complex& l, const Complex& r) {  return Complex{l.real + r.real, l.imaginary + r.imaginary};}Complex operator-(const Complex& l, const Complex& r) {  return Complex{l.real - r.real, l.imaginary - r.imaginary};}int main() {  Complex c;  std::cout << c; // 0+0i  Complex first{1, 0};  std::cout << first; // 1+0i  Complex second{0, 1};  std::cout << second; // 0+1i  first += second;  std::cout << first; // 1+1i  Complex result = first + second;  std::cout << result; // 1+2i}

Lambda ifadeleri

#include <vector>#include <iostream>#include <range/v3/all.hpp>int main() {  using namespace ranges;                               // .-- boş kapma  auto                         // |  .-- parametre  harmonic_sum = views::iota(1)// v  v       v-- dönüş tipi               | views::transform([](int n) -> double { return 1.0 / n; })               | views::partial_sum // lambda gövdesi-^-----------------^               | views::take(10)               | to<std::vector<double>>;  for(auto [n, hn] : harmonic_sum | views::enumerate)    std::cout << n << ' ' << hn << '\n';}// 0 1// 1 1.5// 2 1.83333// 3 2.08333// ...

Sıradışı durum yönetimi

#include <exception>#include <filesystem>#include <cstdio>// kullanicilar std::exception'i kalitlayarak // kendi siradisi durum tipini tanimlarstruct appUsageError : std::exception {  [[nodiscard]] const char *what() const noexcept override {    return "Usage: mkdir directory";  }};int main(int argc, const char *const argv[]) {  try {    if (argc != 2)      throw appUsageError{};    // noexcept degil, filesystem_error hatasi firlatabilir    // https://en.cppreference.com/w/cpp/filesystem/create_directory    std::filesystem::create_directory(argv[1]);  } catch (const appUsageError &e) {    puts(e.what());  } catch (const std::filesystem::filesystem_error &e) {    puts(e.what());  } catch (const std::exception &e) {    puts(e.what());  }}// c++ -std=c++17 main.cpp -o mkdir// ./mkdir// Usage: mkdir directory// ./mkdir /usr/local/Folder// filesystem error: cannot create directory: Permission denied [/usr/local/Folder]// ./mkdir Folder // # Folder adinda bir dizin hatasiz olusturuldu

• C tabanlı programlama dilleri listesi

Vikikitapta bu konu hakkında daha fazla bilgi var:

C++

• Standart C++'ı Yeni Bir Dil Olarak Öğrenmek8 Nisan 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.—Bjarne Stroustrup'un yazısının çevirisi

• C++ reference 1 Mart 2024 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. (İngilizce)

• Cplusplus.com1 Mart 2024 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. (İngilizce)

• C++ Super-FAQ1 Mart 2024 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. (İngilizce)

• C++ Language Reference 1 Mart 2024 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. (İngilizce)

• Hacking C++ — Çağdaş C++ Öğrenin 15 Şubat 2024 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. (İngilizce)