C++ là gì? Kiến thức bạn cần biết về ngôn ngữ lập trình C++

C++ là một trong những ngôn ngữ lập trình cấp cao linh hoạt và đa dụng nhất hiện nay. Nó được sử dụng để tạo ra nhiều chương trình và ứng dụng khác nhau. Nếu bạn là kỹ sư phần mềm, nhà phát triển hoặc nhà phân tích hệ thống, C++ là ngôn ngữ cực kỳ hữu ích để sử dụng. Và nếu bạn là chủ doanh nghiệp đang tuyển dụng các vị trí trên, việc thuê nhân viên có khả năng lập trình bằng C++ có thể mang lại hiệu quả vượt trội cho đội ngũ của bạn cũng như các sản phẩm hoặc hệ thống mà bạn cung cấp.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về C++, các khái niệm chính của ngôn ngữ này, lịch sử phát triển và tiềm năng trong tương lai. Đồng thời, bài viết cũng sẽ phân tích lý do tại sao C++ vẫn giữ được vị thế quan trọng trong ngành công nghệ và được nhiều lập trình viên thành công lựa chọn.

C++ là gì?

C++ là một ngôn ngữ lập trình đa mục đích, cấp trung. Ngôn ngữ này hỗ trợ lập trình hướng đối tượng, lập trình thủ tục và lập trình tổng quát. C++ được sử dụng rộng rãi đến mức thường được ví như "con dao đa năng Thụy Sĩ" trong thế giới lập trình. Ban đầu, C++ được thiết kế như một phần mở rộng của ngôn ngữ C, nhưng giờ đây nó đã trở thành một ngôn ngữ độc lập và là lựa chọn phổ biến cho việc lập trình các ứng dụng đồ họa.

Thường được sử dụng để lập trình các ứng dụng chạy trên môi trường Windows hoặc Macintosh, C++ là một trong những lựa chọn ngôn ngữ linh hoạt nhất, được ứng dụng rộng rãi trên toàn cầu, từ những đoạn mã cơ bản đến các chương trình máy tính phức tạp.

C++ không chỉ nổi bật với sức mạnh và hiệu suất mà còn cung cấp một tập hợp tính năng phong phú cho lập trình hướng đối tượng, khiến nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho phát triển phần mềm quy mô lớn. Nhờ đó, C++ có thể được sử dụng để tạo ra mã lệnh tái sử dụng và mô-đun, giúp dễ dàng bảo trì và cải tiến theo thời gian.

Dù bạn là một nhà phát triển giàu kinh nghiệm hay mới bước chân vào thế giới lập trình, C++ là một ngôn ngữ đáng để học. Với tiềm năng rộng lớn và các ứng dụng đa dạng, C++ chắc chắn sẽ mở ra nhiều cơ hội và con đường mới cho bạn.

C++ được sử dụng để làm gì?

C++ được sử dụng để viết mã trong nhiều bối cảnh khác nhau, hỗ trợ lập trình hướng đối tượng, lập trình thủ tục và lập trình tổng quát. Về mặt kỹ thuật, ngôn ngữ này cho phép người dùng tổ chức dữ liệu và mã thành một chương trình mà họ có thể hiểu được, sau đó nền tảng lập trình hoặc trình biên dịch sẽ chuyển đổi thành các lệnh mà máy tính có thể thực thi.

Điều này có nghĩa là C++ có thể được sử dụng để viết hầu như bất cứ thứ gì chạy trên máy tính, miễn là lập trình viên biết họ đang làm gì và có nền tảng hoặc thiết bị mà chương trình hoàn thiện có thể chạy được.

Một trong những lý do chính khiến C++ được sử dụng rộng rãi là vì nó cho phép người dùng tái sử dụng các lệnh mã mà họ đã viết, tiết kiệm rất nhiều thời gian phải viết lại các hàm giống hệt nhau. Ngoài ra, C++ còn cho phép người dùng kết hợp dữ liệu và lệnh thành các "lớp" (classes), từ đó xây dựng các chức năng phức tạp mà các ngôn ngữ lập trình khác không thể hỗ trợ.

Lịch sử của C++

C++ có nguồn gốc từ ngôn ngữ lập trình C. C được tạo ra để viết mã cho hệ điều hành bằng một ngôn ngữ lập trình thủ tục đơn giản và đã trở nên cực kỳ phổ biến vào thời điểm đó.

Vấn đề duy nhất với C là mang tính thủ tục, nên các lập trình viên phải mô tả dữ liệu trước khi mã hóa và sau đó viết các thủ tục để thao tác dữ liệu. Điều này khá tốn thời gian và dễ gây nhầm lẫn. Để khắc phục, một phương pháp lập trình hướng đối tượng mới đã ra đời - nhóm dữ liệu lại với nhau cùng với các hoạt động thực hiện trên chúng.

Vào những năm 1980, Bjarne Stroustrup (làm việc tại Bell Labs ở Hoa Kỳ) đã bắt đầu phát triển một phiên bản cải tiến của ngôn ngữ lập trình C mà ông gọi là “C with classes” (C với các lớp). Vì đây là một ngôn ngữ hướng đối tượng, các nhóm dữ liệu được gọi là “đối tượng” hoặc “lớp”.

Stroustrup mong muốn có một loại mã mới vừa nhanh, hiệu quả vừa có thể tạo ra các tính năng phức tạp, cấp cao để phục vụ các dự án phát triển phần mềm lớn . Ngôn ngữ lập trình C++ ra đời từ công trình của ông, cho phép dữ liệu được tổ chức và xử lý tốt hơn nhiều so với phần lớn các ngôn ngữ khác.

Kể từ khi ra đời, C++ đã được cập nhật và cải tiến với nhiều tính năng mới, giúp nâng cao chất lượng mã và khả năng ứng dụng của ngôn ngữ này.

C++11

Bản cập nhật lớn nhất của ngôn ngữ C++ là C++11. Nó được gọi như vậy vì nó được ISO phát hành vào tháng 8 năm 2011. Bản cập nhật này đã thay đổi cách bạn viết mã trong C++, giúp việc này dễ dàng và hợp lý hơn nhiều, đồng thời đi kèm với nhiều tính năng mới trong thư viện, mở rộng những gì có thể đạt được với mã và mức độ hiệu quả khi sử dụng mã.

Một số tính năng mới quan trọng nhất được đưa vào bản phát hành C++11:

• auto: Giảm bớt thời gian viết các khai báo mà trình biên dịch đã biết.
• static assert: Thêm điều kiện cho tham số mẫu (template parameters).
• Bốn bộ chứa không được sắp xếp mới (unordered containers).

C++14

C++14 là bản cập nhật tiếp theo sau C++11, với ít tính năng mới hơn nhưng vẫn mang lại điều gì đó mới mẻ cho mã. Mục đích đằng sau các bổ sung trong bản cập nhật năm 2014 là giúp ngôn ngữ thân thiện hơn với người mới bắt đầu:

• Cải thiện cách viết hàm lambda.
• Nới lỏng các giới hạn cho hàm constexpr.
• Cho phép suy luận kiểu trả về cho tất cả các hàm.

C++17

Vào năm 2017, các tiêu chuẩn C++ đã được cập nhật lại với C++17, một bản cập nhật khác có ít tính năng mới hơn C++11 nhưng vẫn mang lại khá nhiều cải tiến cho mã. Bản cập nhật này được phát hành để giúp người dùng viết mã sạch hơn và cải thiện tính an toàn và bảo mật của các chương trình hoặc ứng dụng được tạo bằng lập trình trong C++.

C++20

Bản cập nhật C++20 phát hành vào năm 2020, với nhiều tính năng đáng chú ý như:

• Modules: Cơ chế chuẩn hóa để tái sử dụng mã.
• Coroutines: Tạm dừng thực thi hàm và trả quyền điều khiển về người gọi mà không làm mất trạng thái của hàm.
• Ranges: Cho phép người dùng lọc dữ liệu dễ dàng hơn.

Với các bản cập nhật mã mới dự kiến ​​diễn ra 3 năm một lần, người dùng có thể quyết định xem họ có muốn chuyển sang phiên bản cập nhật hay tiếp tục sử dụng mã mà họ quen thuộc hay không. Mặc dù có thể mất thời gian để học cách sử dụng các hàm mới hoặc thay đổi cách viết, nhưng việc cập nhật phiên bản C++ mới nhất là rất hữu ích để bạn có thể tận dụng lợi ích của mỗi phiên bản.

Bạn có thể làm gì với C++?

C++ là một trong những ngôn ngữ lập trình linh hoạt nhất hiện nay, nghĩa là có rất nhiều thứ khác nhau mà bạn có thể thực hiện sau khi đã thành thạo việc viết code.

Một số ứng dụng phổ biến của C++ bao gồm:

• Xây dựng ứng dụng có giao diện đồ họa người dùng.
• Tạo phần mềm cho các chương trình hoạt hình, như mô hình hóa 3D, mô phỏng và kết xuất.
• Phát triển trình duyệt web, đặc biệt là các công cụ kết xuất của chúng. 
• Tạo trình phát media quản lý cả tệp video và âm thanh.
• Lập trình các engine phát triển trò chơi.
• Hỗ trợ các ứng dụng đồ họa thực hiện kết xuất và xử lý hình ảnh
• Xây dựng hệ điều hành, trong đó Microsoft là ví dụ phổ biến nhất về hệ thống sử dụng C++ 
• Lập trình các hệ thống nhúng được sử dụng trong các thiết bị y tế , công nghệ kỹ thuật và công nghệ thông minh có thể đeo được
• Trình biên dịch lập trình dịch các ngôn ngữ mã hóa khác

Cách để bắt đầu với C++

Để sử dụng C++, bạn cần học cách viết và sử dụng mã nguồn. Nếu bạn học một chuyên ngành liên quan đến lập trình hoặc mã hóa ở bậc cao học, khả năng cao bạn sẽ được dạy cách lập trình bằng C++ ngay từ đầu trong chương trình học, cùng với các ngôn ngữ phổ biến khác.

Ngoài ra, bạn cũng có thể tự học lập trình C++ bằng cách làm theo các hướng dẫn hoặc tham gia các khóa học, hội thảo trực tuyến. Mặc dù có thể mất thời gian để thành thạo, đặc biệt nếu bạn mới bắt đầu học lập trình, nhưng C++ là một ngôn ngữ rất đa năng và hữu ích khi bạn đã nắm vững.

Trước khi bắt đầu học và sử dụng C++, bạn cần có một trình soạn thảo văn bản để viết mã và một trình biên dịch (compiler) để chuyển đổi mã của bạn sang ngôn ngữ mà máy tính có thể hiểu. Có nhiều trình biên dịch khác nhau, nhưng bạn có thể sử dụng các ứng dụng đơn giản như Notepad trên máy tính để bắt đầu viết mã.

Một lựa chọn khác là sử dụng môi trường phát triển tích hợp (IDE), nơi bạn có thể vừa chỉnh sửa vừa biên dịch mã. Microsoft Visual Studio là một lựa chọn phổ biến, nhưng cũng có nhiều tùy chọn tốt trên hệ điều hành Linux và các thiết bị Apple.

C++ nổi tiếng là một ngôn ngữ lập trình hơi khó học, nhưng đường cong học tập của nó đối với nhiều người cũng có xu hướng dốc. Khi bạn đã nắm vững những điều cơ bản, bạn có thể dễ dàng bắt đầu viết các hàm phức tạp hơn và có hàng ngàn hướng dẫn ngoài kia giúp bạn tiếp tục mở rộng kiến ​​thức.

Ưu điểm của C++

Các tính năng của ngôn ngữ lập trình C++

Dưới đây là các tính năng chính làm cho C++ trở thành một trong những ngôn ngữ lập trình được sử dụng rộng rãi nhất:

• Ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng
• Ngôn ngữ dựa trên trình biên dịch
• Di động và độc lập với máy
• Cho phép tái sử dụng mã nguồn
• Giúp giảm chi phí phát triển
• Thân thiện với người dùng và dễ học
• Thư viện phong phú với nhiều hàm tích hợp sẵn
• Cộng đồng người dùng và chuyên gia trực tuyến lớn mạnh

Ứng dụng của lập trình C++

C++ là một ngôn ngữ lập trình phổ biến được sử dụng để phát triển các công cụ tìm kiếm, ứng dụng thực tế ảo (VR) và nhiều ứng dụng khác. Dưới đây là danh sách các ứng dụng nổi bật sử dụng C++:

Các khái niệm chính trong C++

Dưới đây là các khái niệm quan trọng mà bạn phải biết khi học C++.

Các công ty hàng đầu đã và đang sử dụng C++

C++ là một ngôn ngữ lập trình được sử dụng rộng rãi, và nhiều công ty trong các ngành công nghiệp khác nhau sử dụng nó cho nhiều mục đích. Dưới đây là một số công ty hàng đầu sử dụng C++:

Tương lai của C++

Do các trường hợp ứng dụng rộng rãi của C++, các lập trình viên và nhà phát triển thành thạo C++ đang rất được săn đón. C++ có tương lai tươi sáng và là ngôn ngữ lập trình tuyệt vời hứa hẹn sẽ tiếp tục hữu ích trong những năm tới. Nếu bạn quyết định trở thành nhà phát triển C++, bạn có thể yên tâm rằng mình sẽ có một sự nghiệp tốt với mức lương cạnh tranh. Học lập trình C++ sẽ giúp bạn dễ xin việc hơn và thúc đẩy sự nghiệp của bạn. 

Những câu hỏi thường gặp về C++

Dưới đây là một số câu hỏi phổ biến mà người mới học hoặc lập trình viên thường thắc mắc về C++:

Phải mất bao lâu để học C++?

Đối với hầu hết mọi người, trung bình mất khoảng 2-3 tháng để nắm vững các khái niệm cơ bản của ngôn ngữ lập trình C++ và bắt đầu viết mã. Tuy nhiên, C++ khá phức tạp đối với người mới, nên thời gian học còn phụ thuộc vào mức độ quen thuộc của bạn với lập trình và các ngôn ngữ khác.

Ai là người phát minh ra C++?

Người phát minh ra ngôn ngữ lập trình mà ngày nay chúng ta gọi là C++ là Bjarne Stroustrup, ông bắt đầu phát triển ngôn ngữ này vào năm 1979 trong một luận án Tiến sĩ. C++ là một phần mở rộng của ngôn ngữ lập trình C, do Dennis Ritchie phát minh, vì vậy nhiều người thường nhầm lẫn giữa hai nhà phát minh này.

Sự khác biệt giữa C++ và C# là gì?

C# và C++ là hai biến thể khác nhau của họ ngôn ngữ lập trình C. Sự khác biệt lớn nhất là C++ là ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng, trong khi C# là ngôn ngữ lập trình hướng thành phần (component-oriented).

Microsoft Visual C++ là gì?

Microsoft Visual C++ là một chương trình máy tính dịch mã nguồn từ ngôn ngữ này sang ngôn ngữ khác, được sử dụng với các ngôn ngữ C, C#, và C++. Hiện nay, nó là một phần của Microsoft Visual Studio nhưng ban đầu là một phần mềm độc lập.

Đa hình trong C++ là gì?

Đa hình (polymorphism) trong C++ có nghĩa là "nhiều hình thức", các lớp có thể thực hiện một hành động theo nhiều cách khác nhau. Có hai loại đa hình chính trong C++:

• Đa hình tại thời gian biên dịch (compile-time polymorphism): Dựa trên nạp chồng hàm (function overloading).
• Đa hình tại thời gian chạy (runtime polymorphism): Dựa trên ghi đè hàm (function overriding).

Kết luận

Ngay cả sau vài thập kỷ phát triển, C++ vẫn là một trong những ngôn ngữ thống trị nhất trong thế giới lập trình. Trong tương lai, rất có thể nó sẽ tiếp tục được sử dụng trong nhiều ngành và lĩnh vực khác nhau.