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Capítulo 1: Introducción a C++ ​

1.1 Nivel Introductorio ​

¿Qué es C++? ​

C++ es un lenguaje de programación de propósito general que soporta programación de procedimientos, programación orientada a objetos y programación genérica. Es una extensión del lenguaje C y fue desarrollado por Bjarne Stroustrup a principios de los años 80.

Historia y evolución del lenguaje ​

  • C (1972): Creado por Dennis Ritchie, es el precursor de C++.
  • C++ (1985): Bjarne Stroustrup introduce clases y objetos.
  • Estándares ISO:
    • C++98: Primer estándar oficial.
    • C++11: Introduce características modernas como lambdas y punteros inteligentes.
    • C++14, C++17, C++20: Mejoras y nuevas funcionalidades.

Instalación y configuración del entorno de desarrollo ​

Para programar en C++, necesitas:

  1. Compilador: Traduce el código a lenguaje máquina.

    • GCC/G++: Disponible en sistemas Unix y Windows (con MinGW).
    • Clang: Alternativa moderna a GCC.
    • MSVC: Compilador de Microsoft para Windows.

  2. Entorno de Desarrollo Integrado (IDE) (opcional):

    • Visual Studio Code: Multiplataforma y extensible.
    • Code::Blocks: Enfocado en C/C++.
    • Visual Studio: Completo pero solo para Windows.

Ejemplo: Instalación de G++ en Ubuntu.

bash
sudo apt update
sudo apt install build-essential

Estructura básica de un programa en C++ ​

Un programa en C++ mínimo tiene la siguiente estructura:

cpp
#include <iostream>

int main() {
    // Código aquí
    return 0;
}
  • #include <iostream>: Directiva para incluir la biblioteca de entrada/salida.
  • int main(): Punto de entrada del programa.
  • return 0;: Indica que el programa terminó correctamente.

Primer programa: "Hola Mundo" ​

El clásico programa "Hola Mundo" muestra cómo imprimir texto en pantalla.

cpp
#include <iostream>

int main() {
    std::cout << "¡Hola, Mundo!" << std::endl;
    return 0;
}

Explicación:

  • std::cout: Objeto para salida estándar.
  • <<: Operador de inserción.
  • std::endl: Inserta un salto de línea.

Compilación y ejecución:

bash
g++ hola_mundo.cpp -o hola_mundo
./hola_mundo

1.2 Nivel Intermedio ​

Sintaxis básica y tipos de datos ​

Tipos de datos primitivos ​

  • Enteros: int, short, long, long long
  • Punto flotante: float, double
  • Caracteres: char
  • Booleanos: bool

Declaración y asignación ​

cpp
int edad = 25;
float altura = 1.75f;
char inicial = 'A';
bool esEstudiante = true;

Operadores y expresiones ​

Operadores aritméticos ​

  • Suma: +
  • Resta: -
  • Multiplicación: *
  • División: /
  • Módulo: % (solo enteros)

Ejemplo:

cpp
int a = 10;
int b = 3;
int suma = a + b;       // 13
int modulo = a % b;     // 1

Operadores de comparación ​

  • Igual a: ==
  • No igual a: !=
  • Mayor que: >
  • Menor que: <
  • Mayor o igual a: >=
  • Menor o igual a: <=

Operadores lógicos ​

  • AND lógico: &&
  • OR lógico: ||
  • NOT lógico: !

Entrada y salida de datos ​

Salida estándar ​

cpp
std::cout << "Mensaje a mostrar" << std::endl;

Entrada estándar ​

cpp
int edad;
std::cout << "Ingresa tu edad: ";
std::cin >> edad;

Nota: std::cin puede causar problemas al leer cadenas con espacios. Para ello, se utiliza std::getline.

Comentarios y buenas prácticas ​

Comentarios de una línea ​

cpp
// Esto es un comentario de una línea

Comentarios de múltiples líneas ​

cpp
/*
   Esto es un comentario
   de múltiples líneas
*/

Buenas prácticas ​

  • Nombres de variables descriptivos.
  • Indentación consistente.
  • Comentarios para explicar código complejo.

1.3 Nivel Avanzado ​

Compilación y ejecución en diferentes plataformas ​

  • Makefiles: Automatizan el proceso de compilación.
  • CMake: Herramienta multiplataforma para generar scripts de compilación.

Ejemplo de Makefile simple:

makefile
all: programa

programa: main.o funciones.o
    g++ main.o funciones.o -o programa

main.o: main.cpp
    g++ -c main.cpp

funciones.o: funciones.cpp
    g++ -c funciones.cpp

clean:
    rm *.o programa

Configuración avanzada del entorno de desarrollo ​

  • Definir macros y constantes de compilación:
    • Usando -D en la línea de comandos: g++ -DDEBUG main.cpp
  • Optimización del código:
    • Niveles de optimización: -O1, -O2, -O3
    • Para depuración: -g

Optimización de código en C++ ​

Inline Functions ​

  • Sugerir al compilador que inserte el código de la función en lugar de llamarla.
cpp
inline int suma(int a, int b) {
    return a + b;
}

Evitar copias innecesarias ​

  • Usar referencias y punteros.
  • Pasar objetos grandes por referencia constante.
cpp
void procesar(const std::vector<int>& datos);

Uso eficiente de memoria ​

  • Liberar recursos cuando no se necesiten.
  • Utilizar estructuras de datos adecuadas.