سوالات مصاحبه ++C

C++ یک ابزار برنامه نویسی قدرتمند و همه منظوره است که توسط Bjarne Stroustrup در آزمایشگاه Bell توسعه یافته است. این زبان توسعه یافته ی زبان C است و یکی از سریع ترین زبان های برنامه نویسی شی گرا است. ++C به دلیل سرعت بالا و سازگاری بسیار محبوب است و به طور گسترده در توسعه بازی ها و سرورها استفاده می شود. برخی از برنامه های کاربردی نوشته شده به زبان ++C به شرح زیر است: - سیستم های عامل - برنامه های کاربردی مبتنی بر رابط کاربری گرافیکی (GUI) - سیستم های توزیع شده - نرم افزار پایگاه داده - برنامه های کاربردی بانکی - محاسبات و گرافیک پیشرفته - سیستم های جاسازی شده (Embedded Systems)

++C نه تنها تمام جنبه های زبان C را حفظ می کند، بلکه مدیریت حافظه را نیز ساده می کند و چندین ویژگی مانند موارد زیر دارد: - ++C یک زبان بسیار قابل حمل است به این معنی که نرم افزار توسعه یافته با زبان ++Cمی تواند بر روی هر پلتفرمی اجرا شود. - ++C یک زبان برنامه نویسی شی گرا است که شامل مفاهیمی مانند کلاس ها، اشیا، وراثت(Inheritance)، چندشکلی(Polymorphism)، انتزاع(Abstraction) است. - ++C دارای مفهوم وراثت است. از طریق وراثت، می توان کد اضافی را حذف کرد و از کلاس های موجود مجددا استفاده کرد. - پنهان کردن داده ها به برنامه نویس کمک می کند تا برنامه های ایمن بسازد تا برنامه توسط مهاجمان مورد حمله قرار نگیرد. - ارسال پیام تکنیکی است که برای ارتباط بین اشیا استفاده می شود. - ++C حاوی یک کتابخانه غنی از توابع است.

کلاس یک نوع داده تعریف شده توسط کاربر است که دارای متغییرها و توابعی هستند که برای انجام عملیات روی این متغیرها استفاده می شوند. یک شی نمونه ای از یک کلاس است. از آنجایی که یک کلاس یک نوع داده تعریف شده توسط کاربر است، بنابراین یک شی را می توان متغیری از آن نوع داده نیز نامید. زمانی که یک شی از یک کلاس ساخته می شود این شی تمام متغییرها و توابع کلاس را دارا می باشد. کلاس و شی در ++C به صورت زیر تعریف می شود:

//class
class Car {
public:
    string make;
    string model;
    int year;

    void drive() {
        cout << "Driving " << make << " " << model << " " << year << endl;
    }
};


int main() {
//object
    Car myCar;
    myCar.make = "Toyota";
    myCar.model = "Camry";
    myCar.year = 2021;
    myCar.drive();
    return 0;
}

تنها تفاوت بین Struct و کلاس در ++C در دسترسی پیش فرض متغیرها و متدهای عضو آنها است. در Struct، آنها عمومی هستند. در کلاس خصوصی هستند.

- C زیر مجموعه ای از ++C است. - C یک زبان برنامه نویسی ساخت یافته است. ++C هم ساخت یافته است و هم از شی گرایی پشتیبانی می کند. - در زبان C، داده ها و توابع موجودیت های آزاد و مستقلی هستند. در زبان ++ C داده و توابع در قالب یک پروژه با هم کپسوله می شوند. - C از Data Hiding پشتیبانی نمی کند. بنابراین، داده ها می توانند توسط دنیای خارج مورد استفاده قرار گیرند ولی ++C از Data Hiding پشتیبانی می کند و داده ها توسط دنیای خارج قابل دسترسی نیستند. - C از Function Overloading پشتیبانی نمی کند اما ++C این قابلیت را دارد. - در C، تابع را نمی توان در داخل Structure پیاده سازی کرد ولی در ++C می توان این کار را انجام داد. - Reference Variables در زبان C پشتیبانی نمی شوند ولی ++C از Reference Variables پشتیبانی می کند. - زبان C از توابع Virtual و Friend پشتیبانی نمی کند ولی ++C از هر دو پشتیبانی می کند. - زبان C عمدتا از ()scanf و ()printf برای ورودی/خروجی استفاده می شوند ولی ++C عمدتاً از cin و cout برای انجام عملیات ورودی و خروجی استفاده می کند.

4 نوع داده در ++C وجود دارد: - نوع داده اولیه یا پایه (Primitive) مثل char، short، int، float، long، double، bool و غیره. - نوع داده مشتق شده (ِDerived Type) مثل آرایه، اشاره گر و غیره - Enumerable مثل enum - انواع داده های تعریف شده توسط کاربر مثل ساختار، کلاس و غیره

Pointer متغیری در ++C است که آدرس متغیر دیگری را نگه می دارد. آنها دقیقاً مانند متغیرها دارای نوع داده هستند، برای مثال یک اشاره گر نوع عدد صحیح می تواند آدرس یک متغیر از نوع عدد صحیح را نگه دارد و یک اشاره گر نوع کاراکتر می تواند آدرس متغیر نوع کاراکتر را نگه دارد. نحوه تعریف اشاره گر به صورت زیر است:

data_type *pointer_name;

Example:
/* This pointer p can hold the address of an integer 
 * variable, here p is a pointer and var is just a
 * simple integer variable
 */
int *p, var

/* This is how you assign the address of another variable
 * to the pointer
 */
p = &var;

// This will print the address of variable var
cout<<&var;    

/* This will also print the address of variable
 * var because the pointer p holds the address of var
 */
cout<<p;    

/* This will print the value of var, This is 
 * important, this is how we access the value of
 * variable through pointer
*/
cout<<*p;

++C توسعه یافته زبان برنامه نویسی C است که شی گرایی به آن اضافه شده است.به این معنی که به توسعه دهندگان اجازه می دهد با استفاده از کلاس ها و اشیاء کد بنویسند.

Access modifier برای تعریف سطح دسترسی برای اعضای کلاس مورد استفاده قرار می گیرد، در واقع نحوه ی دسترسی به اعضای یک کلاس از خارج از کلاس را تعیین می کند. به طور سه نوع Access modifier وجود دارد: - Public: اعضای Public یک کلاس از هر نقطه برنامه، از جمله خارج از کلاس، قابل دسترسی هستند. به عنوان مثال می توان با استفاده از شی کلاس یا از طریق اشاره گرها به آنها دسترسی پیدا کرد. - Private: اعضای Private فقط در داخل کلاس قابل دسترسی هستند و از خارج از کلاس قابل دسترسی نیستند. - Protected: اعضای Protected شبیه به اعضای خصوصی هستند، اما تنها توسط توابع کلاس های مشتق شده (فرزند) قابل دسترسی هستند.

OOP مخفف Object-Oriented Programming است که یک الگوی برنامه نویسی است که از اشیاء برای نمایش موجودیت های دنیای واقعی استفاده می کند. OOP بر کپسوله سازی (Encapsulation)، وراثت (Inheritance)، چندشکلی (Polymorphism) و انتزاع (Abstraction) تاکید دارد و به طور گسترده در توسعه نرم افزار استفاده می شود.

چهار رکن برنامه نویسی شی گرا (OOP) عبارتند از: کپسوله سازی (Encapsulation): کپسوله سازی به ایمن نگه داشتن داده ها و متدهای یک شی از تداخل یا سوء استفاده خارجی اشاره دارد. این روش کمک می کند تا جزئیات پیاده سازی شی از دنیای بیرون پنهان بماند و یک رابط عمومی تمیز برای تعامل با شی فراهم کند. وراثت (Inheritance): وراثت مکانیزمی است که به یک کلاس اجازه می دهد تا ویژگی ها و رفتار را از کلاس دیگر به ارث ببرد. کلاسی که از آن ارث بری می شود، کلاس پایه و کلاسی که از آن ارث می برد، کلاس مشتق شده نامیده می شود. وراثت برای ترویج استفاده مجدد از کد و ایجاد کلاس های تخصصی تر بر اساس کلاس های موجود استفاده می شود. چندشکلی (Polymorphism): چندشکلی به ما کمک می کند تا با اشیاء از کلاس های مختلف به گونه ای رفتار کنیم که گویی از یک کلاس هستند. این روش به ما اجازه می دهد تا از یک Interface واحد برای نمایش چندین نوع شیء استفاده کنیم. چند شکلی از طریق توابع Virtual، کلاس های Abstract و Interface به دست می آید. انتزاع (Abstraction): انتزاع فرآیند ساده سازی سیستم های پیچیده با شناسایی ویژگی های اساسی و نادیده گرفتن بقیه موارد است. در OOP، انتزاع با ایجاد کلاس های انتزاعی یا Interface هایی که مجموعه ای از متدها را بدون ارائه پیاده سازی برای آنها تعریف می کنند، به دست می آید. این روش منجر به پیاده سازی مکرر یک Interface، انعطاف پذیری و ماژولار شدن بیشتر کد می شود.

سازنده یک متد خاص است که برای مقداردهی اولیه اشیاء یک کلاس استفاده می شود. هنگامی که یک شی ایجاد می شود، این متد فراخوانی می شود و می تواند پارامترهایی را برای مقداردهی اولیه اعضای کلاس دریافت کند.

class Car {
public:
    string make;
    string model;
    int year;

    Car() {
        make = "";
        model = "";
        year = 0;
    }
};

int main() {
    Car myCar;
    return 0;
}

وراثت یک ویژگی در برنامه نویسی شی گرا است که به یک کلاس اجازه می دهد تا خصوصیات (Properties) و رفتار (Methods) را از کلاس دیگری ارث برای کند. کلاسی که از آن به ارث برده می شود، کلاس پایه یا سوپرکلاس نامیده می شود، در حالی که کلاسی که ارث بری می کند، کلاس یا زیر کلاس مشتق شده نامیده می شود. در مثال زیر، کلاس Dog از کلاس Animal با استفاده از کلمه کلیدی Public ارث بری می کند. سپس کلاس Dog یک رفتار با متد ()bark به خودش اضافه می کند. تابع main یک شی از کلاس Dog به نام myDog ایجاد می کند که این شی به متد ()eat از کلاس Animal و متد bark() از کلاس Dog دسترسی دارد.

class Animal {
public:
    void eat() {
        cout << "Animal is eating" << endl;
    }
};

class Dog : public Animal {
public:
    void bark() {
        cout << "Dog is barking" << endl;
    }
};

int main() {
    Dog myDog;
    myDog.eat();
    myDog.bark();
    return 0;
}

پلی مورفیسم یک ویژگی در برنامه نویسی شی گرا است که اجازه می دهد از یک اینترفیس (Interface) واحد برای ایجاد اشیا از انواع مختلف استفاده شود. چند شکلی در ++C از طریق توابع Virtual و Overloading متدها به دست می آید. در مثال زیر، کلاس Shape یک تابع Virtual به نام ()draw تعریف می کند. کلاس‌های Rectangle و Circle از کلاس Shape به ارث می‌برند و متد ()draw را به روش خود بازنویسی (Override) می کنند. تابع main آرایه ای از اشاره گرها (Pointers) از نوع Shape ایجاد می کند و یک شی از نوع Rectangle و یک شی از نوع Circle را به آن اساین می کند. سپس حلقه for متد ()draw را بر روی هر شیء فراخوانی می کند که "Drawing rectangle" و "Drawing circle" را به عنوان خروجی کنسول نمایش می دهد.

class Shape {
public:
    virtual void draw() {
        cout << "Drawing shape" << endl;
    }
};

class Rectangle : public Shape {
public:
    void draw() {
        cout << "Drawing rectangle" << endl;
    }
};

class Circle : public Shape {
public:
    void draw() {
        cout << "Drawing circle" << endl;
    }
};

int main() {
    Shape* shapes[2];
    shapes[0] = new Rectangle();
    shapes[1] = new Circle();
    for (int i = 0; i < 2; i++) {
        shapes[i]->draw();
    }
    return 0;
}

Destructor یک متد خاص است که در زمان از بین بردن یک شی فراخوانی می شود. این متد برای پاکسازی هر منبعی که توسط شی اشغال داده شده است (مانند حافظه) مورد استفاده قرار می گیرد. یک متد Destructor هم نام کلاس خود است که قبل از آن یک علامت tilde (~) قرار دارد و بدون نوع بازگشتی است. در مثال زیر، کلاس Car یک Constructor تعریف می‌کند که در آن اعضای کلاس را با مقادیر پیش‌فرض مقداردهی می‌کند، و همچنین یک Destructor دارد که هنگام از بین رفتن شی، پیامی را در کنسول چاپ می‌کند. تابع main یک شی از کلاس Car به نام myCar ایجاد می کند که به طور خودکار در انتهای تابع از بین می رود و Destructor را فرا می خواند.

class Car {
public:
    string make;
    string model;
    int year;

    Car() {
        make = "";
        model = "";
        year = 0;
        cout << "Car object created" << endl;
    }

    ~Car() {
        cout << "Car object destroyed" << endl;
    }
};

int main() {
    Car myCar;
    return 0;
}