Файл: История возникновения и развития языка программирования Си (С++) и Java (Создание языка С++ и история языка Java).pdf

Программы становились всё сложнее, и над одним проектом могли работать десятки человек. Нужно было найти универсальный путь, который бы объединял код, написанный разными программистами. Эту проблему решило объектно-ориентированное программирование (ООП), построенное вокруг абстракции данных. Это значит, что базовым элементом программы становится абстрактный «объект». Объектом может быть что угодно — радуга, квадратное уравнение, «Чёрный квадрат» Малевича. У каждого объекта есть набор характеристик. Например, у радуги это длина дуги, насыщенность, количество видимых цветов. Объекты с одинаковым набором характеристик объединяются в классы. Если взять класс «дом» и задать параметры — длину, высоту, количество этажей, можно получить конкретный дом, в котором вы живёте, — объект. При этом принцип работы один, и не важно, с какими именно данными вы работаете. Работать с объектами класса можно, не вникая в структуру: чтобы снести дом, нам необязательно знать, сколько в нем этажей и комнат.

Первым распространённым объектно-ориентированным языком стал Smalltalk. Его в 1970-х годах разработала группа учёных корпорации Xerox под руководством Алана Кэя. Этого американского учёного называют одним из отцов-основателей ООП — за работу над ним он получил премиюТьюринга. Позже, взяв за основу язык Си, датчанин Бьёрн Страуструп придумал С++. Сейчас этот язык используют для создания высоконагруженных систем (в которых нагрузки начинаются от 10 тысяч пользователей в секунду).

При создании C++ Бьёрн Страуструп хотел [10]

Получить универсальный язык со статическими типами данных, эффективностью и переносимостью языка C.

Непосредственно и всесторонне поддерживать множество стилей программирования, в том числе процедурное программирование, абстракцию данных, объектно-ориентированное программирование и обобщённое программирование.

Дать программисту свободу выбора, даже если это даст ему возможность выбирать неправильно.

Максимально сохранить совместимость с C, тем самым делая возможным лёгкий переход от программирования на C.

Избежать разночтений между C и C++: любая конструкция, допустимая в обоих языках, должна в каждом из них обозначать одно и то же и приводить к одному и тому же поведению программы.

Избегать особенностей, которые зависят от платформы или не являются универсальными.

«Не платить за то, что не используется» — никакое языковое средство не должно приводить к снижению производительности программ, не использующих его.

Не требовать слишком усложнённой среды программирования.

Выбор именно C в качестве базы для создания нового языка программирования объясняется тем, что язык C:

1. является многоцелевым, лаконичным и относительно низкоуровневым языком;

2. подходит для решения большинства системных задач;

3. исполняется везде и на всём;

4. стыкуется со средой программирования UNIX. 

Несмотря на ряд известных недостатков языка C, Страуструп пошёл на его использование в качестве основы, так как «в C есть свои проблемы, но их имел бы и разработанный с нуля язык, а проблемы C нам известны». Кроме того, это позволило быстро получить прототип компилятора (cfront), который лишь выполнял трансляцию добавленных синтаксических элементов в оригинальный язык C. 

По мере разработки C++ в него были включены другие средства, которые перекрывали возможности конструкций C, в связи с чем неоднократно поднимался вопрос об отказе от совместимости языков путём удаления устаревших конструкций. Тем не менее, совместимость была сохранена из следующих соображений: 

 сохранение действующего кода, написанного изначально на C и прямо перенесённого в C++; 

исключение необходимости переучивания программистов, ранее изучавших C (им требуется только изучить новые средства C++); 

исключение путаницы между языками при их совместном использовании («если два языка используются совместно, их различия должны быть или минимальными, или настолько большими, чтобы языки было невозможно перепутать»).

К 1983 году в язык были добавлены новые возможности, такие как виртуальные функции, перегрузка функций и операторов, ссылки, константы, пользовательский контроль над управлением свободной памятью, улучшенная проверка типов и новый стиль комментариев (//). Получившийся язык уже перестал быть просто дополненной версией классического C и был переименован из C с классами в «C++». Его первый коммерческий выпуск состоялся в октябре 1985 года. 

До начала официальной стандартизации язык развивался в основном силами Страуструпа в ответ на запросы программистского сообщества. Функцию стандартных описаний языка выполняли написанные Страуструпом печатные работы по C++ (описание языка, справочное руководство и так далее).

Стандарт C++ состоит из двух основных частей: описание стандартного сборника подпрограмм или объектов, используемых для разработки программ, и описание ядра языка. Кроме того, существует огромное количество нестандартных библиотек C++ . В программах на C++ можно использовать многие библиотеки C.

Нововведениями C++ в сравнении с C являются:

- поддержка объектно-ориентированного программирования;

- поддержка обобщённого программирования;

- новые типы данных;

- исключения - реакции программы на ошибки;

- пространства имён (хранилища для группировки уникальных идентификаторов);

- встраиваемые функции;

- перегрузка операторов (существования в одной области видимости нескольких различных вариантов применения оператора);

- перегрузка имён функций;

- ссылки и операторы управления свободно распределяемой памятью;

- дополнения к стандартной библиотеке.

История стандартов

В 1985 году вышло первое издание «Языка программирования C++», обеспечивающее первое описание этого языка, что было чрезвычайно важно из-за отсутствия официального стандарта [12]. 

В 1989 году состоялся выход C++ версии 2.0. Его новые возможности включали множественное наследование, абстрактные классы, статические функции-члены, функции-константы и защищённые члены. В 1990 году вышло «Комментированное справочное руководство по C++», положенное впоследствии в основу стандарта. Последние обновления включали шаблоны, исключения, пространства имён, новые способы приведения типов и булевский тип. 

Стандартная библиотека C++ также развивалась вместе с ним. Первым добавлением к стандартной библиотеке C++ стали потоки ввода-вывода, обеспечивающие средства для замены традиционных функций C printf и scanf. Позднее самым значительным развитием стандартной библиотеки стало включение в неё Стандартной библиотеки шаблонов. 

В 1998 году был опубликован стандарт языка ISO/IEC 14882:1998 (известный как C++98),[8] разработанный комитетом по стандартизации C++ (ISO/IEC JTC1/SC22/WG21 working group). Стандарт C++ не описывает способы именования объектов, некоторые детали обработки исключений и другие возможности, связанные с деталями реализации, что делает несовместимым объектный код, созданный различными компиляторами. Однако для этого третьими лицами создано множество стандартов для конкретных архитектур и операционных систем [9]. 

Язык подвергся небольшим изменениям в 1995 (изменения описаны в документе, который обычно называют Поправка 1). Более значительные изменения случились в 1999 году, когда был опубликован стандарт ISO/IEC 9899:1999. Язык, описанный в этом стандарте обычно называют C99. Термины "ANSI C", "ANSI/ISO C" и "ISO C", когда-то используемые для описания C99 из-за существования двух стандартов имеют двоякое толкование.

В 1998 году был опубликован стандарт языка ISO/IEC 14882:1998 (известный как C++98),[8] разработанный комитетом по стандартизации C++ (ISO/IEC JTC1/SC22/WG21 working group). Стандарт C++ не описывает способы именования объектов, некоторые детали обработки исключений и другие возможности, связанные с деталями реализации, что делает несовместимым объектный код, созданный различными компиляторами. Однако для этого третьими лицами создано множество стандартов для конкретных архитектур и операционных систем. 

В 2003 году был опубликован стандарт языка ISO/IEC 14882:2003, где были исправлены выявленные ошибки и недочёты предыдущей версии стандарта. 

В 2005 году был выпущен отчёт Library Technical Report 1 (кратко называемый TR1). Не являясь официально частью стандарта, отчёт описывает расширения стандартной библиотеки, которые, как ожидалось авторами, должны быть включены в следующую версию языка C++. Степень поддержки TR1 улучшается почти во всех поддерживаемых компиляторах языка C++ [8]. 

С 2009 года велась работа по обновлению предыдущего стандарта, предварительной версией нового стандарта сперва был C++09, а спустя год C++0x, сегодня — C++11, куда были включены дополнения в ядро языка и расширение стандартной библиотеки, в том числе большую часть TR1. 

В 2011 году вместе с редакцией языка Си++ был выпущен стандарт C11. Несмотря на наличие стандарта 11 года, многие компиляторы до сих пор не поддерживают полностью даже версии C99, так что использование стандарта С11 будет указано явно.

2014-выход стандарта C++14 («International Standard ISO/IEC 14882:2014(E) Programming Language C++»); C++14 можно рассматривать как небольшое расширение над C++11, содержащее в основном исправления ошибок и небольшие улучшения

2017 время появления нового стандарта. Имя нового стандарта – C++1z. Стали известны основные нововведения в будущем стандарте, но этот список, вероятно, будет многократно увеличен ко времени выхода. C++17 – релиз, который расширил возможности C++: в языке появились структурированные привязки, контейнеры и новые типы данных. В версии 17 в стандартной библиотеке C++ появилось много полезных типов данных. Структурированные привязки – полезная новинка C++17. Они позволяют делать множественные привязки к структурированным типам, вроде массивов и кортежей. Это нужно, чтобы, например, присвоить все члены структуры независимым переменным единственным вызовом. Использование структурных привязок делает код в целом более чистым и понятным. Эта структура появилась в C++11. Они аналогичны массивам и представляют собой коллекции с фиксированной длиной. Кортежи можно использовать, чтобы вернуть несколько значений функции [11].

Никто не обладает правами на язык C++, он является свободным. Однако сам документ стандарта языка (за исключением черновиков) не доступен бесплатно.

Глава 3. История развития  языка Java

3.1 История языка Java

В 1992 г. в рамках проекта "Green" была выпущена первая продукция под названием "*7". Это было устройство интеллектуального дистанционного управления. (Умещаясь в корпусе 6x4x4 дюйма, оно имело мощность рабочей станции SPARC.) К сожалению, ни одна из компаний-производителей электронной техники не заинтересовалась этой разработкой. Затем группа стала заниматься созданием устройства для кабельного телевидения, которое могло бы осуществлять новые виды услуг, например, включать видеосистему по требованию. И снова они не получили ни одного контракта. Примечательно, что одной из компаний, согласившихся все-таки с ними сотрудничать, руководил Джим Кларк (Jim Clark) — основатель компании Netscape, впоследствии сделавшей очень много для развития языка Java.

Весь 1993 год и половину 1994 года продолжались безрезультатные поиски покупателей продукции, разработанной в рамках проекта "Green", получившего новое название — "First Person, Inc.". Патрик Нотой, один из основателей группы, в основном занимавшийся маркетингом, налетал в общей сложности более 300 тысяч миль, пытаясь продать разработанную технологию. Работа над проектом "First Person, Inc." была прекращена в 1994 г.

Тем временем в рамках Интернета начала развиваться система под названием World Wide Web (Всемирная паутина). Ключевым элементом этой системы является браузер, превращающий гипертекстовые данные в изображение на экране. В 1994 году большинство пользователей применяли некоммерческий веб-браузер Mosaic, разработанный в суперкомпьютерном центре университета штата Иллинойс в 1993 г. Частично этот браузер был написан Марком Андреессеном (Mark Andreessen), подрядившимся работать за 6,85 доллара в час. В то время Марк заканчивал университет, и браузер был его дипломной работой. (Затем он достиг известности и успеха как один из основателей и ведущих специалистов компании Netscape.)

В своем интервью журналу Sun World Гослинг сказал, что в середине 1994 г. разработчики нового языка поняли: "Нам нужно создать высококачественный браузер. Такой браузер должен представлять собой приложение, соответствующее технологии "клиент-сервер", в которой жизненно важным является именно то, что мы сделали: архитектурная независимость, выполнение в реальном времени, надежность, безопасность — вопросы, которые были не так уж важны для рабочих станций. И мы создали такой браузер" [6].

Сам браузер был разработан Патриком Йотоном и Джонатаном Пэйном (Johnatan Payne). Позднее он был доработан и получил имя Hotjava. Чтобы продемонстрировать все возможности Java, браузер был написан на этом языке. Но разработчики не забывали о таких средствах, которые теперь называются аплетами, наделив свой продукт способностью выполнять код на веб-страницах. Программный продукт, подтверждавший действенность новой технологии, был представлен 23 мая 1995 года на выставке SunWorld '95 и вызвал всеобщий интерес к Java, сохраняющийся и по сей день.