Syntaksista ja kääntämisestä¶

Tässä osiossa katsotaan ensin, miltä pieni C++-ohjelma näyttää ja minkälaisia yksityiskohtia siihen liittyy. Vertaillaan seuraavia Python- ja C++-ohjelmia, jotka ovat toiminnaltaan täysin identtisiä:

#
#  Versio 1: Pythonilla
#

def main():
    print("Hello world!")
    print("Mitä kuuluu?")

main()

//
//  Versio 2: C++:lla
//

#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
    cout << "Hello world!" << endl;
    cout << "Mita kuuluu?"
         << endl;
}

Tutkitaan eroja ja yhtäläisyyksiä ohjelmien välillä.

• C++-ohjelma käynnistyy aina automaattisesti main-funktiosta.

• Pythonissa pääohjelmafunktio nimettiin main:ksi vain “synergiasyistä”, koska se on monissa muissakin ohjelmointikielissä nimetty niin. Python-kieli itsessään ei tällaista nimeämiskäytäntöä vaadi, mutta C++ vaatii.

• Suurin osa C++-käskyistä päättyy puolipisteeseen. Valitettavasti tämä sääntö ei kuitenkaan ole niin kattava, että puolipistettä voisi tunkea aivan joka paikkaan. Tämä on merkittävä virheiden ja harmin lähde, kun aloittelevalle C++-ohjelmoijalle ei vielä ole täysin avautunut, minne puolipiste kuuluu ja minne ei.

• Koska käskyt päättyvät useimmiten puolipisteeseen, sallii C++ käskyjen jakamisen usealle riville ilman erityisnotaatiota. Python vaati yleensä katkaistun rivin loppuun \-merkin osoittamaan, että käsky jatkuu seuraavalla rivillä.

• Yhteenkuuluvat ohjelman osat (lohkot) merkitään aaltosulkeiden { } sisään, kun Pythonissa ne esitettiin sisennyksen avulla. Tämä ei kuitenkaan tarkoita sitä, että C++-ohjelma kannattaisi jättää sisentämättä, sillä sisennykset kuitenkin auttavat ohjelmakoodin rakenteen hahmottamista.

• Kommenttimerkki C++-ohjelmassa on merkkiyhdistelmä //. Pythonissa kommentit ilmaistiin #-merkillä.

• C++:ssa kieli itsessään ei sisällä tulostuskäskyä, vaan tulostaminen on toteutettu kirjaston avulla. Näytölle tulostaminen ja näppäimistöltä lukeminen vaativat iostream-kirjaston käyttöönoton:

  #include <iostream>
  

  Käytetty #include <...> -rakenne on C++:n vastine Pythonin import-käskylle. Kun halutaan käyttää johonkin toiseen tiedostoon toteutettua ohjelmakoodia, käytetään include-rakennetta. Jos halutaan, että kääntäjä etsii sisällytettävää tiedostoa sieltä, minne C++:n kirjastot on talletettu, kirjoitetaan kirjaston nimi kulmasulkeiden sisään. Jos halutaan etsiä itse toteutettuja tiedostoja, kirjoitetaan tiedoston nimi lainausmerkkien ("") sisään.

  Merkillä # alkavat rivit ovat C++:ssa esiprosessorin direktiivejä. Esiprosessori on kääntäjän osa, joka valmistelee ohjelmakooditiedostoja ennen varsinaista käännöstä. Esiprosessori tekee oikeastaan vain tekstikorvausta, eli #include-direktiivin käytännössä kopioi nimetyn tiedoston - tässä tapauksessa iostream-kirjaston - sisällön include-direktiivin paikalle.

• Kun #include <iostream> on kirjoitettu ohjelmakooditiedoston alkuun, ohjelmasta voidaan tulostaa tietoa näytölle iostream-kirjastosta löytyvän cout-käskyn ja tulostusoperaattorin << avulla. Yhdellä cout-käskyllä voi tulostaa niin monta tietoalkiota kuin haluaa, kunhan muistaa liittää jokaisen eteen tulostusoperaattorin <<. Jos cout:iin tulostaa endl:n, kursori siirtyy seuraavan rivin alkuun.

• C++-koodissa on vielä yksi käskyrivi, jota Python-versiossa ei näennäisesti ole:

  using namespace std;
  

  Tämä rivi mahdollistaa sen, että iostream-kirjastosta tarvittuja nimiä cout ja endl voidaan käyttää sellaisenaan, ilman että niiden paikalle olisi aina kirjoitettava std::cout ja std::endl.

  Pythonissa on aivan sama mekanismi, joka vaan ei tullut esimerkissä vastaan, koska siinä ei käytetty kirjastoja. Jos Python-ohjelmassa halutaan käyttää kirjastoja, voidaan kirjoittaa:

  import math
  ...
  math.sqrt(2.0)
  

  Tarvitaan siis kirjaston nimi etuliitteenä, kun halutaan kirjaston tarjoama palvelu käyttöön. Tämä voidaan välttää kirjoittamalla:

  from math import *
  ...
  sqrt(2.0)
  

  Käskyllä using namespace siis mahdollistetaan tunnisteiden käyttäminen jostain nimetystä nimiavaruudesta ilman nimiavaruuden määrittävää etuliitettä. Toisaalta etuliitteetkin voivat olla käteviä. Nimiavaruudet ikään kuin määrittävät joukon tunnisteita ja piilottavat tunnisteet näkymästä nimiavaruuden ulkopuolella, jolloin ohjelmakoodissa voidaan hyvin käyttää samaa tunnistetta useassa paikassa, kunhan ne vain on määritetty eri nimiavaruuksiin, jolloin ei ole epäselvyyttä siitä mitä tunnistetta yritetään käyttää. Esimerkiksi tunniste nimi voisi opintorekisteriohjelmassa olla käytössä sekä opiskelijan tiedoissa että opintojakson tiedoissa. Kun molemmat näistä olisi toteutettu omissa nimiavaruuksissaan, tunnisteisiin päästäisiin käsiksi esim. Opiskelija::nimi ja Opintojakso::nimi.

  Tässä vaiheessa kurssia nimiavaruuksista ei tarvitse sen kummemmin murehtia, vaan riittää hoksata, että jos tunniste kuuluu johonkin muuhun kuin globaaliin nimiavaruuteen, se ei löydy, mikäli nimiavaruutta ei ole kirjoitettu koodiin näkyviin joko using namespace-käskyllä tai kirjoittamalla nimiavaruuden näkyviin tunnisteen eteen tähän tapaan:

  nimiavaruus::tunniste
  

Ilman using namespace -käskyä edellä ollut ohjelma näyttäisikin seuraavalta:

//
//  Versio 3: Ohjelmointityylillisesti paremmin C++:lla
//

#include <iostream>

int main() {
    std::cout << "Hello world!" << std::endl;
    std::cout << "Mita kuuluu?"
              << std::endl;
}

Vaikka yllä oleva koodi onkin tyylillisesti parempi, tulee helposti käytettyä versiota, jossa lukee using namespace std, sillä Qt generoi tämän rivin automaattisesti.