Εισαγωγή στον Προγραμματισμό και C++

TL;DR

Προγραμματισμός είναι το να δίνεις οδηγίες σε έναν υπολογιστή για να κάνει κάτι. Η C++ είναι μια ισχυρή γλώσσα προγραμματισμού που χρησιμοποιείται ευρέως για την κατασκευή εφαρμογών. Θα μάθουμε τις βασικές δομές που χρειάζεσαι για να ξεκινήσεις να γράφεις τους δικούς σου κώδικες.

1. The Mental Model

Σκέψου τον προγραμματισμό σαν να δίνεις μια συνταγή μαγειρικής σε έναν πολύ υπάκουο, αλλά ανόητο, μάγειρα. Πρέπει να του δώσεις κάθε βήμα με ακρίβεια και στη σωστή σειρά, διαφορετικά θα χαλάσει το φαγητό.

2. The Core Material

Προγραμματισμός είναι η διαδικασία σχεδιασμού, συγγραφής, ελέγχου και συντήρησης του κώδικα ενός προγράμματος. Ουσιαστικά, λες στον υπολογιστή τι να κάνει, βήμα προς βήμα. Η C++ είναι μία από τις πιο δημοφιλείς και ισχυρές γλώσσες προγραμματισμού, ιδανική για εφαρμογές υψηλής απόδοσης όπως παιχνίδια, λειτουργικά συστήματα και embedded συστήματα.

Τι είναι ο Κώδικας;

Ο κώδικας είναι απλά ένα σύνολο εντολών που γράφουμε σε μια γλώσσα προγραμματισμού. Αυτές οι εντολές μεταφράζονται σε κάτι που καταλαβαίνει ο υπολογιστής.

Βασική Δομή Προγράμματος C++

Photo by ready made on Pexels

Ένα τυπικό πρόγραμμα C++ έχει μια συγκεκριμένη δομή. Θα δεις συχνά αυτά τα στοιχεία:

• #include <iostream>: Αυτή η γραμμή λέει στον μεταγλωττιστή (compiler) να συμπεριλάβει τη βιβλιοθήκη iostream. Η iostream μας επιτρέπει να κάνουμε εισαγωγή (input) και εξαγωγή (output), δηλαδή να εμφανίζουμε πράγματα στην οθόνη και να διαβάζουμε πράγματα από τον χρήστη.
• int main() { ... }: Αυτή είναι η κύρια συνάρτηση (main function) του προγράμματός σου. Κάθε πρόγραμμα C++ πρέπει να έχει μία τέτοια συνάρτηση. Είναι το σημείο από όπου ξεκινάει η εκτέλεση του κώδικά σου. Το int σημαίνει ότι η συνάρτηση θα επιστρέψει έναν ακέραιο αριθμό (συνήθως 0 για επιτυχή εκτέλεση) όταν τελειώσει.
• std::cout << "Καλώς ήρθες στον κόσμο της C++!" << std::endl;: Αυτή η εντολή χρησιμοποιείται για να εμφανίσει κείμενο στην οθόνη. Το std::cout είναι το "αντικείμενο" για την εκτύπωση, το << είναι ο τελεστής εισαγωγής (stream insertion operator) και το std::endl προσθέτει μια νέα γραμμή και αδειάζει την έξοδο.
• return 0;: Αυτή η γραμμή επιστρέφει την τιμή 0 από τη main συνάρτηση, υποδεικνύοντας ότι το πρόγραμμα τερματίστηκε επιτυχώς.

Πώς "τρέχει" ένα πρόγραμμα C++

Photo by ready made on Pexels

Ας δούμε τα βήματα από τον κώδικά σου μέχρι το εκτελέσιμο πρόγραμμα:

graph LR
    A["Πηγαίος Κώδικας (Source Code) - π.χ. .cpp αρχείο"] --> B["Προ-επεξεργαστής (Preprocessor)"]
    B --> C["Μεταγλωττιστής (Compiler)"]
    C --> D["Αρχεία Αντικειμένων (Object Files) - π.χ. .o ή .obj"]
    D --> E["Συνδέτης (Linker)"]
    E --> F["Εκτελέσιμο Πρόγραμμα (Executable) - π.χ. .exe"]
    F --> G["Εκτέλεση από τον χρήστη (Running the program)"]

1. Πηγαίος Κώδικας (Source Code): Αυτός είναι ο κώδικας που γράφεις σε ένα αρχείο με επέκταση .cpp.
2. Προ-επεξεργασία (Preprocessing): Ο προ-επεξεργαστής επεξεργάζεται εντολές όπως το #include, εισάγοντας το περιεχόμενο των βιβλιοθηκών στον κώδικά σου.
3. Μεταγλώττιση (Compilation): Ο μεταγλωττιστής (compiler) μεταφράζει τον προ-επεξεργασμένο κώδικά σου σε "αρχεία αντικειμένων" (object files). Αυτά είναι γραμμένα σε γλώσσα μηχανής, αλλά δεν είναι ακόμα εκτελέσιμα.
4. Σύνδεση (Linking): Ο συνδέτης (linker) παίρνει όλα τα αρχεία αντικειμένων (και τυχόν άλλες βιβλιοθήκες που χρησιμοποιείς) και τα συνδυάζει σε ένα ενιαίο, εκτελέσιμο πρόγραμμα.
5. Εκτέλεση (Execution): Τώρα μπορείς να τρέξεις το πρόγραμμά σου!

3. Worked Example

Ας γράψουμε ένα απλό πρόγραμμα C++ που ζητάει το όνομά σου και σου λέει "Γεια σου" με το όνομά σου.

#include <iostream> // Συμπεριλαμβάνουμε τη βιβλιοθήκη για είσοδο/έξοδο
#include <string>   // Συμπεριλαμβάνουμε τη βιβλιοθήκη για strings (αλφαριθμητικά)

int main() {
    // Δηλώνουμε μια μεταβλητή τύπου string για να αποθηκεύσουμε το όνομα
    std::string name; 

    // Ζητάμε από τον χρήστη να εισάγει το όνομά του
    std::cout << "Ποιο είναι το όνομά σου; "; 

    // Διαβάζουμε το όνομα που εισάγει ο χρήστης
    std::cin >> name; 

    // Εκτυπώνουμε ένα μήνυμα καλωσορίσματος με το όνομα
    std::cout << "Γεια σου, " << name << "!" << std::endl; 

    // Το πρόγραμμα τερματίστηκε επιτυχώς
    return 0; 
}

Εξήγηση:
1. #include <iostream>: Το χρειαζόμαστε για το std::cout και το std::cin.
2. #include <string>: Αυτό είναι απαραίτητο για να μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τον τύπο δεδομένων std::string, που είναι κατάλληλος για κείμενο.
3. std::string name;: Δηλώνουμε μια μεταβλητή με όνομα name που μπορεί να αποθηκεύσει κείμενο.
4. std::cout << "Ποιο είναι το όνομά σου; ";: Εμφανίζουμε ένα μήνυμα στον χρήστη.
5. std::cin >> name;: Διαβάζουμε την είσοδο του χρήστη από το πληκτρολόγιο και την αποθηκεύουμε στη μεταβλητή name.
6. std::cout << "Γεια σου, " << name << "!" << std::endl;: Εμφανίζουμε ένα εξατομικευμένο μήνυμα, συνδυάζοντας σταθερό κείμενο και την τιμή της μεταβλητής name.
7. return 0;: Το πρόγραμμα τελειώνει χωρίς σφάλματα.

Αν τρέξεις αυτόν τον κώδικα, θα σου ζητήσει το όνομά σου και μετά θα σου πει "Γεια σου, [το όνομά σου]!".

4. Key Takeaways

• Προγραμματισμός σημαίνει να δίνεις σαφείς και ακριβείς εντολές στον υπολογιστή.
• Η C++ είναι μια ισχυρή γλώσσα προγραμματισμού, κατάλληλη για πολλά είδη εφαρμογών.
• Κάθε πρόγραμμα C++ ξεκινά την εκτέλεση από τη συνάρτηση int main().
• Χρησιμοποιούμε #include για να συμπεριλάβουμε βιβλιοθήκες, όπως το iostream για είσοδο/έξοδο.
• Ο κώδικας περνάει από προ-επεξεργασία, μεταγλώττιση και σύνδεση για να γίνει εκτελέσιμο πρόγραμμα.
• Το std::cout χρησιμοποιείται για να εμφανίζει έξοδο, και το std::cin για να διαβάζει είσοδο.

Common mistakes to avoid:
- Να ξεχνάς το ; στο τέλος των εντολών (είναι σαν την τελεία στην πρόταση).
- Να μην συμπεριλαμβάνεις τις απαραίτητες βιβλιοθήκες με #include.
- Να κάνεις λάθος ορθογραφία στις λέξεις-κλειδιά ή στα ονόματα των μεταβλητών.
- Να περιμένεις ότι ο υπολογιστής θα καταλάβει τι εννοείς αντί για το τι του λες.
- Να μην ελέγχεις τον κώδικά σου για λάθη μετά από κάθε μικρή αλλαγή.

5. Now Try It

Άνοιξε έναν επεξεργαστή κειμένου ή ένα IDE (όπως το Code::Blocks ή το Visual Studio Code) και γράψε ένα πρόγραμμα C++ που να εμφανίζει το μήνυμα "Είμαι προγραμματιστής C++!". Μετά, πρόσθεσε μια γραμμή που να εμφανίζει το όνομά σου σε μια νέα γραμμή. Επίσης, βεβαιώσου ότι ο κώδικας μεταγλωττίζεται και εκτελείται χωρίς σφάλματα. Η επιτυχία μοιάζει με την εμφάνιση των δύο μηνυμάτων στην κονσόλα, ένα κάτω από το άλλο.