C++-Programmierung/ Einführung zum Buch/ Es war einmal…

C++ wurde von Bjarne Stroustrup ab 1979 in den AT&T Bell Laboratories entwickelt. Ausgangspunkt waren Untersuchungen des UNIX-Betriebssystemkerns in Bezug auf verteiltes Rechnen.

Auf die Idee für eine neue Programmiersprache war Stroustrup schon durch Erfahrungen mit der Programmiersprache Simula im Rahmen seiner Doktorarbeit an der Cambridge University gekommen. Simula erschien zwar geeignet für den Einsatz in großen Software-Projekten, die Struktur der Sprache erschwerte aber die für viele praktische Anwendungen erforderliche Erzeugung hocheffizienter Programme. Demgegenüber ließen sich effiziente Programme zwar mit der Sprache BCPL schreiben, für große Projekte war BCPL aber wiederum ungeeignet.

Mit den Erfahrungen aus seiner Doktorarbeit erweiterte Stroustrup nun die Programmiersprache C um ein Klassenkonzept, für das die Sprache Simula-67 das primäre Vorbild war. Die Wahl fiel auf die Programmiersprache C, eine Mehrzwecksprache, die schnellen Code produzierte und einfach auf andere Plattformen zu portieren war. Als dem Betriebssystem UNIX beiliegende Sprache hatte C außerdem eine nicht unerhebliche Verbreitung. Zunächst fügte er der Sprache Klassen (mit Datenkapselung) hinzu, dann abgeleitete Klassen, ein strengeres Typsystem, Inline-Funktionen und Standard-Argumente.

Während Stroustrup „C with Classes“ („C mit Klassen“) entwickelte (woraus später C++ wurde), schrieb er auch cfront, einen Compiler, der aus C with Classes zunächst C-Code als Zwischenresultat erzeugte. Die erste kommerzielle Version von cfront erschien im Oktober 1985.

1983 wurde C with Classes in C++ umbenannt. Erweiterungen darin waren: virtuelle Funktionen, Überladen von Funktionsnamen und Operatoren, Referenzen, Konstanten, änderbare Freispeicherverwaltung und eine verbesserte Typüberprüfung. Die Möglichkeit von Kommentaren, die an das Zeilenende gebunden sind, wurde wieder aus BCPL übernommen (//).

1985 erschien die erste Version von C++, die eine wichtige Referenzversion darstellte, da die Sprache damals noch nicht standardisiert war. 1989 erschien die Version 2.0 von C++. Neu darin waren Mehrfachvererbung, abstrakte Klassen, statische Elementfunktionen, konstante Elementfunktionen und die Erweiterung des Schutzmodells um protected. 1990 erschien das Buch „The Annotated C++ Reference Manual“, das als Grundlage für den darauffolgenden Standardisierungsprozess diente.

Relativ spät wurden der Sprache Templates, Ausnahmen, Namensräume, neuartige Typumwandlungen und boolesche Typen hinzugefügt.

Im Zuge der Weiterentwicklung der Sprache C++ entstand auch eine gegenüber C erweiterte Standardbibliothek. Erste Ergänzung war die Stream-I/O-Bibliothek, die Ersatz für traditionelle C-Funktionen wie zum Beispiel printf() und scanf() bietet. Eine der wesentlichen Erweiterungen der Standardbibliothek kam später durch die Integration großer Teile der bei Hewlett-Packard entwickelten Standard Template Library (STL) hinzu.

Nach jahrelanger Arbeit wurde schließlich 1998 die endgültige Fassung der Sprache C++ (ISO/IEC 14882:1998) genormt. 2003 wurde ISO/IEC 14882:2003 verabschiedet, eine Nachbesserung der Norm von 1998.

Die vorhandenen Performance-Probleme der Sprache C++, die Rechenzeit und Speicherplatz betreffen, wurden auf hohem Niveau zusammen mit Lösungen im Technical Report ISO/IEC TR 18015:2006 diskutiert. Das Dokument ist zum Download von ISO freigegeben. (http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/TR18015.pdf)

Die aktuelle Version wurde am 11. Oktober 2011 als ISO/IEC 14882:2011 von der ISO veröffentlicht. Inoffiziell wird der Name C++11 verwendet, der Entwurf lief lange Zeit unter der inoffiziellen Bezeichnung C++0x. Die Entwürfe des C++-Standards können unter http://www.open-std.org/JTC1/SC22/WG21/ heruntergeladen werden. Das Dokument http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2012/n3337.pdf stimmt mit C++11 bis auf minimale Änderungen überein.

Der offizielle Standard muss käuflich erworben werden, bei der ISO ist er für 238 Schweizer Franken zu haben, beim DIN zahlt man 659,60 €, beim ANSI steht der Preis bei 285 US-Dollar, bzw. 761 US-Dollar wenn man die britische Ausgabe kauft. Das INCITS verkauft ihn unter der Beizeichnung INCITS/ISO/IEC 14882-2012 für 30 US-Dollar. Es lohnt sich also die Preise der unterschiedlichen Herausgeber bzw. Anbieter zu vergleichen.

Der Name „C++“

Der Name ist eine Wortschöpfung von Rick Mascitti und wurde zum ersten Mal im Dezember 1983 benutzt. Der Name kommt von der Verbindung der Vorgängersprache C und dem Inkrement-Operator „++“, der den Wert einer Variable um eins erhöht.

Weiterentwicklung der Programmiersprache C++

Um mit den aktuellen Entwicklungen der sich schnell verändernden Computer-Technik Schritt zu halten, aber auch zur Ausbesserung bekannter Schwächen, erarbeitet das C++-Standardisierungskomitee derzeit die nächste größere Revision von C++, die inoffiziell mit C++16 abgekürzt wird, worin die Ziffernfolge eine grobe Einschätzung des möglichen Erscheinungstermins andeuten soll. Derzeit ist 2016 als Termin im Gespräch, doch ist eine Verschiebung um wenige Jahre durchaus nicht unwahrscheinlich.

Erweiterung der Programmbibliothek

Im April 2006 gab das C++-Standardisierungskomitee den so genannten ersten technischen Report (TR1) heraus, eine nichtnormative Ergänzung zur damals gültigen, 1998 definierten Bibliothek, mit der Erweiterungsvorschläge vor einer möglichen Übernahme in die C++-Standardbibliothek auf ihre Praxistauglichkeit hin untersucht werden sollen.

Enthalten sind im TR1 u.a. reguläre Ausdrücke, verschiedene intelligente Zeiger, ungeordnete assoziative Container, eine Zufallszahlenbibliothek, Hilfsmittel für die C++-Metaprogrammierung, Tupel sowie numerische und mathematische Bibliotheken. Die meisten dieser Erweiterungen stammen aus der Boost-Bibliothek, woraus sie mit minimalen Änderungen übernommen wurden. Außerdem sind viele Bibliothekserweiterungen der 1999 überarbeiteten Programmiersprache C (C99) in einer an C++ angepassten Form enthalten.

Mit Ausnahme der numerischen und mathematischen Bibliotheken wurde die Übernahme aller TR1-Erweiterungen in die aktuelle Sprachnorm C++11 vom C++-Standardisierungskomitee beschlossen.

In Vorbereitung auf den nächsten Standard wird die Erweiterung im Bereich der Netzwerke, des Dateisystems und der Verwendung von XML und möglicherweise auch HTML diskutiert.