Corso di C++ in italiano

Introduzione a C++

C++ è un linguaggio creato da Bjarne Stroustrup nel 1985 come estensione del linguaggio C, al quale aggiunge la programmazione a oggetti. Unisce l'efficienza e il controllo di basso livello del C con strumenti di astrazione di alto livello.

È il linguaggio di riferimento per videogiochi (Unreal Engine), motori grafici, applicazioni desktop, software scientifico, sistemi real-time e tutto ciò che richiede massime prestazioni. Padroneggiare C++ significa avere il pieno controllo del computer mantenendo un codice organizzato.

Sintassi e primo programma

Un programma C++ parte dal main(). Si includono le librerie con #include (qui iostream per l'input/output). La riga using namespace std; evita di scrivere std:: davanti a cout e cin.

Output: cout

In C++ si stampa con cout e l'operatore di inserimento <<. endl (o "\n") manda a capo. Puoi concatenare più valori.

I commenti

Le variabili

Come in C, ogni variabile va dichiarata con il suo tipo. C++ aggiunge auto per dedurre automaticamente il tipo dal valore.

I tipi di dato

A differenza del C, C++ ha il tipo bool nativo e la classe string.

Gli operatori

Input: cin

Si legge dalla tastiera con cin e l'operatore di estrazione >>.

Le stringhe

La classe string (libreria <string>) rende il testo molto più semplice rispetto al C. Si concatena con + e offre metodi come .length() e .substr().

Math in C++

La libreria <cmath> fornisce funzioni matematiche. Per min/max si usano max() e min() di <algorithm>.

Booleans in C++

Il tipo bool assume i valori true (1) o false (0). È il risultato di tutte le espressioni di confronto.

Le condizioni: if, else if, else

Il costrutto switch

Il ciclo while

Il ciclo for

Break e Continue

break interrompe il ciclo; continue salta all'iterazione successiva.

Gli array

Strutture (struct)

Una struct raggruppa più variabili (anche di tipo diverso) in un unico tipo. In C++ è quasi identica a una classe, ma con membri public di default.

Enum

Un enum definisce un insieme di costanti con nomi leggibili. In C++ moderno si preferisce enum class per maggiore sicurezza di tipo.

I vector

Il vector è un array dinamico della libreria standard (STL): può crescere e ridursi. È molto più comodo degli array classici.

Le funzioni

Le funzioni in C++ possono avere parametri di default e si possono sovraccaricare (overloading): stesso nome, parametri diversi.

Riferimenti e puntatori

Un riferimento (&) è un alias di una variabile; un puntatore (*) ne contiene l'indirizzo. Servono per modificare variabili dentro le funzioni ed evitare copie costose.

I puntatori

Un puntatore contiene l'indirizzo di memoria di un'altra variabile. Si dichiara con * e si ottiene l'indirizzo con &. A differenza dei riferimenti, può essere null e riassegnato.

Gestione della memoria

In C++ si alloca memoria dinamicamente con new e si libera con delete. Il C++ moderno preferisce gli smart pointer (unique_ptr, shared_ptr) che liberano la memoria automaticamente.

Parametri delle funzioni

I parametri possono essere passati per valore (copia), per riferimento (&, modifica l'originale) o con valori di default.

Overloading delle funzioni

C++ permette più funzioni con lo stesso nome ma parametri diversi (tipo o numero). Il compilatore sceglie quella giusta in base agli argomenti.

Scope delle variabili

Lo scope determina dove una variabile è visibile: locale (nel blocco), globale (ovunque). L'operatore :: accede alla variabile globale se "oscurata" da una locale.

Ricorsione

Una funzione ricorsiva chiama se stessa. Serve sempre un caso base per fermarla.

Espressioni lambda

Le lambda (C++11) sono funzioni anonime compatte, utili con gli algoritmi STL. Sintassi: [cattura](parametri){ corpo }.

Programmazione a oggetti (OOP)

La grande novità di C++ rispetto al C è la programmazione orientata agli oggetti: il codice si organizza in classi e oggetti. I pilastri sono incapsulamento, ereditarietà, polimorfismo e astrazione.

Classi e oggetti

Una classe contiene attributi e metodi. Le sezioni public e private ne controllano la visibilità.

Metodi di classe

I metodi sono le funzioni di una classe. Possono essere definiti dentro la classe o fuori usando l'operatore di scope ::.

I costruttori

Il costruttore ha lo stesso nome della classe e inizializza l'oggetto al momento della creazione.

Access specifier

Gli access specifier controllano la visibilità dei membri di una classe.

L'incapsulamento

Si nascondono gli attributi rendendoli private e si espongono metodi pubblici (getter/setter) per accedervi in modo controllato.

Friend functions

Una funzione friend (amica) può accedere ai membri private e protected di una classe, pur non essendone un metodo. Si dichiara con la parola chiave friend.

L'ereditarietà

Una classe può ereditare da un'altra con la sintassi class Figlia : public Genitore.

Il polimorfismo

Con i metodi virtual una classe figlia può ridefinire il comportamento del genitore (override), realizzando il polimorfismo.

I template

I template permettono di scrivere funzioni e classi generiche, che funzionano con qualsiasi tipo di dato. Sono alla base della STL (vector, map...).

Gestione file in C++

C++ gestisce i file con la libreria <fstream>: ofstream per scrivere, ifstream per leggere, fstream per entrambi.

Data e ora

Con la libreria <ctime> si ottiene data e ora di sistema.

Gestione errori in C++

Gli errori in C++ si dividono in tre tipi: sintassi (rilevati dal compilatore), runtime (durante l'esecuzione) e logici (risultati sbagliati). Le eccezioni gestiscono gli errori a runtime in modo controllato.

• Errori di sintassi: punto e virgola mancante, parentesi non chiuse — bloccano la compilazione
• Errori a runtime: divisione per zero, accesso fuori dai limiti, puntatori nulli
• Errori logici: il programma gira ma produce un risultato errato

Debugging in C++

Il debugging individua e corregge gli errori. Gli strumenti principali sono cout di controllo, il debugger GDB, Valgrind per la memoria e i debugger integrati negli IDE (Visual Studio, CLion, VS Code).

Eccezioni (try / catch / throw)

Le eccezioni gestiscono gli errori a runtime senza interrompere bruscamente il programma. Si lancia un'eccezione con throw e si cattura con try/catch.

Validazione dell'input

Validare l'input previene crash e comportamenti imprevisti. Con cin.fail() si verifica se la lettura è andata a buon fine.

List (lista concatenata)

std::list è una lista doppiamente concatenata: inserimenti e rimozioni in qualsiasi punto sono efficienti (O(1)), ma non c'è accesso casuale tramite indice.

Stack (pila LIFO)

std::stack è una struttura LIFO (Last In, First Out): l'ultimo elemento inserito è il primo a uscire.

Queue (coda FIFO)

std::queue è una struttura FIFO (First In, First Out): il primo elemento inserito è il primo a uscire, come una fila allo sportello.

Deque (coda a doppia entrata)

std::deque (double-ended queue) permette inserimenti e rimozioni efficienti sia in testa che in coda, con accesso casuale tramite indice.

Set (insieme ordinato)

std::set memorizza elementi unici e ordinati automaticamente. Inserimento e ricerca sono O(log n).

Map (dizionario chiave-valore)

std::map memorizza coppie chiave → valore con chiavi uniche e ordinate. Perfetta per associazioni come nome → voto.

Iterator

Un iterator è un oggetto che permette di scorrere gli elementi di un container STL, indipendentemente dal tipo di container.

Algoritmi STL

La libreria <algorithm> offre algoritmi pronti per ordinare, cercare, contare e trasformare i container.

Namespace

I namespace organizzano il codice ed evitano conflitti di nomi. std è il namespace della libreria standard. Si può creare il proprio.

Esempi pratici C++

Esempi reali e completi per consolidare C++ con OOP e STL.

Gestione voti con map e vector

Classe ContoBancario

Editor online C++

Scrivi e leggi codice C++ con la sintassi colorata. Per eseguirlo installa g++ (o usa OnlineGDB), salva come programma.cpp e compila con g++ programma.cpp -o programma && ./programma.

Quiz C++ — verifica le tue conoscenze

1. Differenza tra C e C++?
   Risposta: C++ estende C aggiungendo la programmazione a oggetti (classi), i template, le eccezioni, l'overloading e la STL.
2. Cos'è un riferimento (&)?
   Risposta: Un alias di una variabile esistente. A differenza del puntatore non può essere null né riassegnato, e si usa con la sintassi normale.
3. Differenza tra struct e class?
   Risposta: Tecnicamente solo la visibilità di default: public nelle struct, private nelle class. Per convenzione struct si usa per dati semplici.
4. Cos'è il polimorfismo?
   Risposta: La capacità di trattare oggetti di classi derivate tramite un puntatore/riferimento alla classe base, con metodi virtual risolti a runtime.
5. A cosa serve la STL?
   Risposta: La Standard Template Library fornisce container (vector, map, set), iteratori e algoritmi generici pronti all'uso, basati sui template.

Esercizi C++ con soluzioni

Cinque esercizi con soluzione completa. Provaci prima di guardare!

Esercizio 1 — Numeri primi con vector

Esercizio 2 — Inversione stringa

Esercizio 3 — Conta parole con map

Esercizio 4 — Classe Studente

Esercizio 5 — Fibonacci con ricorsione

Sfide C++

1. 🟢 Crea una classe Frazione con overload degli operatori +, - e <<.
2. 🟡 Implementa una rubrica con map<string, string> e menu testuale (aggiungi, cerca, elimina).
3. 🟡 Realizza un template di classe Pila generica che funziona con qualsiasi tipo.
4. 🔴 Crea una gerarchia di classi Forma → Cerchio/Rettangolo/Triangolo con metodo virtuale area() e polimorfismo.
5. 🔴 Implementa un albero binario di ricerca con inserimento, ricerca e visita in-order.

Progetti pratici con C++

• 🎮 Gioco testuale: avventura a scelte multiple con classi e stati
• 🏦 Sistema bancario: conti, transazioni, ereditarietà (conto base/premium)
• 📚 Gestione biblioteca: libri/utenti con STL e persistenza su file
• 🧮 Calcolatrice con parser: valutazione di espressioni matematiche
• 📊 Analisi dati: lettura CSV, statistiche con vector e algoritmi STL
• 🕹️ Snake o Tetris in console con la libreria ncurses

Programma completo del corso C++

Piano di studio C++ (8 settimane)

Domande da colloquio C++

• 💬 Differenza tra riferimento e puntatore? — Un riferimento è un alias (non può essere null né riassegnato); un puntatore è una variabile che contiene un indirizzo e può essere riassegnato.
• 💬 Cos'è un metodo virtual? — Un metodo che può essere ridefinito nelle classi derivate e risolto a runtime (late binding), base del polimorfismo.
• 💬 Cosa sono gli smart pointer? — unique_ptr, shared_ptr, weak_ptr: gestiscono automaticamente la memoria evitando i memory leak (RAII).
• 💬 Cos'è il RAII? — Resource Acquisition Is Initialization: le risorse si acquisiscono nel costruttore e si rilasciano nel distruttore, garantendo la pulizia automatica.
• 💬 Differenza tra vector e list? — vector è un array dinamico (accesso casuale O(1), inserimento in mezzo O(n)); list è doppiamente concatenata (inserimento O(1), niente accesso casuale).
• 💬 Cos'è l'overloading degli operatori? — Permette di ridefinire il comportamento degli operatori (+, ==, <<) per i tipi personalizzati.

Riepilogo C++

• ✅ Sintassi: cout/cin, variabili, tipi, operatori, math, booleans
• ✅ Controllo: if/else, switch, while, for, break/continue
• ✅ Dati: array, struct, enum, riferimenti, puntatori, gestione memoria
• ✅ Funzioni: parametri, overloading, scope, ricorsione, lambda
• ✅ OOP: classi, costruttori, access specifier, incapsulamento, friend, ereditarietà, polimorfismo
• ✅ Generici: template di funzioni e classi
• ✅ Errori: eccezioni, debugging, validazione input
• ✅ STL: vector, list, stack, queue, deque, set, map, iteratori, algoritmi

Riferimento — Parole chiave C++

Riferimento — <iostream> e <fstream>

Riferimento — <string>

Riferimento — <vector>

Riferimento — <algorithm>

Certificazione C++

Le certificazioni C++ sono molto apprezzate nei settori game dev, finanza e sistemi ad alte prestazioni:

Come prepararsi

• 📚 Studia The C++ Programming Language di Bjarne Stroustrup (il creatore del linguaggio)
• 💻 Pratica con progetti reali: STL, OOP, template, gestione memoria con smart pointer
• 🛠️ Impara g++, GDB, Valgrind e un IDE (CLion, Visual Studio)
• 📖 Approfondisci il C++ moderno (C++11/14/17/20): auto, lambda, smart pointer, move semantics
• ⏱️ Tempo medio di preparazione CPA: 3-4 mesi

Conclusione — E ora?

Hai completato il corso di C++! Hai imparato la sintassi, l'OOP completa, i template, le lambda, la gestione della memoria, le eccezioni e la potente STL. C++ è un linguaggio vasto e potente: padroneggiarlo ti rende un programmatore versatile e ricercato.

E ora cosa fare?

• 💻 Installa g++ (MinGW su Windows) o un IDE come CLion / Visual Studio
• 📖 Studia il C++ moderno: smart pointer, move semantics, auto, range-based for, structured bindings
• 🐙 Pubblica i progetti su GitHub per il tuo portfolio
• 🎮 Esplora lo sviluppo di videogiochi con Unreal Engine o SFML
• ⚡ Approfondisci le prestazioni: ottimizzazione, multithreading, programmazione concorrente
• 🎯 Punta alla certificazione CPA/CPP del C++ Institute