Escribe tu primer programa en C++

Introducción

En este laboratorio, aprenderás a escribir tu primer programa en C++. Comenzarás instalando el compilador GCC (GNU Compiler Collection) y configurando las variables de entorno necesarias en Ubuntu 22.04. Luego, crearás un nuevo archivo de código fuente en C++, escribirás la estructura básica del programa y utilizarás la instrucción cout para imprimir el mensaje "Hello World". También aprenderás a compilar y ejecutar el programa, así como a añadir comentarios de una o varias líneas, utilizar endl y \n para saltos de línea, y corregir errores de sintaxis comunes, como la falta de puntos y coma.

Instalar el compilador GCC y configurar las variables de entorno en Ubuntu 22.04

En este paso, aprenderás a instalar el compilador GCC (GNU Compiler Collection) para C++ y a configurar las variables de entorno necesarias en Ubuntu 22.04. GCC es esencial para compilar y ejecutar programas en C++.

Primero, abramos la terminal en el WebIDE. Puedes hacerlo haciendo clic en el icono de la terminal en la parte inferior de la pantalla o utilizando el atajo de teclado (normalmente Ctrl+`).

Comenzaremos actualizando la lista de paquetes para asegurarnos de tener la información más reciente sobre los paquetes disponibles:

sudo apt update

Ejemplo de salida:

Hit:1 http://mirrors.cloud.aliyuncs.com/ubuntu jammy InRelease
Hit:2 http://mirrors.cloud.aliyuncs.com/ubuntu jammy-updates InRelease
Hit:3 http://mirrors.cloud.aliyuncs.com/ubuntu jammy-backports InRelease
Hit:4 http://mirrors.cloud.aliyuncs.com/ubuntu jammy-security InRelease
Reading package lists... Done
Building dependency tree... Done
Reading state information... Done
157 packages can be upgraded. Run 'apt list --upgradable' to see them.

A continuación, instalaremos el compilador GCC y las herramientas de desarrollo relacionadas:

sudo apt install -y build-essential

Ejemplo de salida:

Reading package lists...
Building dependency tree...
Reading state information...
build-essential is already the newest version.
0 upgraded, 0 newly installed, 0 to remove and 22 not upgraded.

Para verificar la instalación y comprobar la versión de GCC, ejecuta:

g++ --version

Ejemplo de salida:

g++ (Ubuntu 11.4.0-1ubuntu1~22.04) 11.4.0
Copyright (C) 2021 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

El compilador GCC suele estar ya en el PATH del sistema, por lo que no se requiere ninguna configuración adicional.

Crear un nuevo archivo de código fuente C++ con extensión .cpp

En este paso, aprenderás a crear un nuevo archivo de código fuente en C++ con la extensión .cpp. En C++, los archivos fuente utilizan la extensión .cpp para indicar que contienen código C++. Utilizaremos el explorador de archivos y el editor de texto del WebIDE para crear nuestro primer archivo fuente de C++.

Primero, navega al directorio ~/project en la terminal:

cd ~/project

Ahora, abre el explorador de archivos del WebIDE. Verás una barra lateral con una lista de archivos y carpetas. Busca un icono que te permita crear un nuevo archivo; puede parecer un signo "+" o una opción de "New File".

Haz clic derecho en el explorador de archivos y selecciona "New File". Cuando se te solicite, nombra el archivo hello.cpp. La extensión .cpp es crucial, ya que indica al compilador y a las herramientas de desarrollo que se trata de un archivo fuente de C++.

Ejemplo de creación de archivo en la terminal (como referencia):

touch hello.cpp

Haz clic en el archivo hello.cpp recién creado para abrirlo en el editor de texto del WebIDE. Verás un archivo vacío listo para tu primer código en C++.

La extensión .cpp es importante porque:

• Identifica el archivo como un archivo de código fuente de C++.
• Ayuda a las herramientas de desarrollo y a los compiladores a reconocer el tipo de archivo.
• Distingue los archivos de C++ de otros archivos de lenguajes de programación como .c (C), .java (Java) o .py (Python).

En este punto, tu archivo hello.cpp está listo para que empieces a escribir código en C++. En los siguientes pasos, aprenderás a escribir un programa básico en C++ dentro de este archivo.

Escribir la estructura básica del programa con la función int main()

En este paso, aprenderás sobre la estructura fundamental de un programa en C++, centrándote en la función main(). Todo programa en C++ debe tener una función main(), que es el punto de entrada donde comienza la ejecución del programa.

Abre el archivo hello.cpp en el WebIDE que creaste en el paso anterior. Ahora añadiremos la estructura básica del programa:

#include <iostream>

int main() {
    // Tu código irá aquí
    return 0;
}

Nota: Se recomienda escribir el código manualmente para obtener mejores resultados de aprendizaje. Ten cuidado con las llaves { } y los puntos y coma ;, ya que son esenciales en la sintaxis de C++. No olvides los espacios y la sangría, de lo contrario, la verificación del paso podría fallar.

Analicemos esta estructura básica:

1. #include <iostream>: Esta es una directiva de preprocesador que incluye la biblioteca de flujo de entrada/salida. Nos permite utilizar operaciones de entrada y salida, como imprimir en la pantalla.
2. int main(): Esta es la declaración de la función principal.
   • int especifica que la función devolverá un valor entero.
   • main() es el punto de entrada estándar para los programas en C++.
   • Los paréntesis vacíos () indican que la función no toma argumentos.
3. Llaves { }: Definen el cuerpo de la función donde se escribirá tu código.
4. return 0;: Indica que el programa ha finalizado correctamente.
   • Devolver 0 le dice al sistema operativo que el programa se ejecutó sin errores.
   • Esta es una práctica estándar en los programas de C++.

El WebIDE guardará automáticamente tus cambios a medida que escribas. O bien, puedes guardar el archivo manualmente usando la opción de guardar del editor.

Si deseas obtener más información sobre el WebIDE, consulta la Guía del WebIDE.

Algunos puntos importantes a recordar:

• Todo programa en C++ debe tener una función main().
• La función main() es donde comienza la ejecución del programa.
• La instrucción return 0; se utiliza normalmente para indicar una ejecución exitosa del programa.

Puedes pensar en la función main() como el punto de partida de un viaje. Al igual que un viaje por carretera comienza en una ubicación específica, un programa en C++ comienza su ejecución en la función main().

Usar cout para imprimir el mensaje Hello World

En este paso, aprenderás a usar cout para imprimir un mensaje de "Hello, World!" en la pantalla. cout es parte de la biblioteca estándar de entrada/salida de C++ y se utiliza para mostrar resultados.

Abre el archivo hello.cpp en el WebIDE y modifica la función main() para incluir el siguiente código:

#include <iostream>

int main() {
    std::cout << "Hello, World!" << std::endl;
    return 0;
}

Analicemos la nueva línea de código:

• std::cout: Este es el objeto de flujo de salida estándar.
  • std:: indica que estamos utilizando el espacio de nombres estándar.
  • cout significa "console output" (salida por consola).
• <<: El operador de inserción de flujo, utilizado para enviar datos al flujo de salida.
• "Hello, World!": El mensaje de texto que queremos imprimir.
• std::endl: Añade una nueva línea y vacía el búfer de salida.
  • Asegura que el mensaje se muestre inmediatamente.
  • Mueve el cursor a la siguiente línea.

Cuando guardes el archivo, asegúrate de incluir toda la estructura mostrada anteriormente.

Algunos puntos clave sobre cout:

• Se utiliza para imprimir texto, números y otros tipos de datos en la pantalla.
• El operador << se puede encadenar para imprimir varios elementos.
• std::endl se utiliza para crear una nueva línea después de imprimir.

Puedes pensar en cout como un megáfono que anuncia tu mensaje al mundo. El operador << te ayuda a cargar el mensaje, y std::endl asegura que todos lo escuchen claramente.

Compilar el programa con el comando g++ hello.cpp -o hello

En este paso, aprenderás a compilar tu programa en C++ utilizando el compilador g++. La compilación es el proceso de convertir tu código fuente en C++ (legible por humanos) en un programa ejecutable que la computadora pueda ejecutar.

Abre la terminal en el WebIDE. Asegúrate de estar en el directorio ~/project:

cd ~/project

Ahora, compilemos el archivo hello.cpp que creaste anteriormente usando el comando g++:

g++ hello.cpp -o hello

Analicemos este comando:

• g++: El compilador GNU C++.
• hello.cpp: El archivo fuente que deseas compilar.
• -o hello: Especifica el nombre del ejecutable de salida.
  • -o es una opción que te permite nombrar el archivo de salida.
  • hello es el nombre del ejecutable que crearás.

Ejemplo de salida:

## Si no hay salida, significa que la compilación fue exitosa

Si la compilación es exitosa, no se mostrarán mensajes de error. El compilador crea un archivo ejecutable llamado hello en el mismo directorio.

Para verificar la compilación, puedes comprobar los archivos en el directorio:

ls

Ejemplo de salida:

hello  hello.cpp

Ahora deberías ver dos archivos:

• hello.cpp: Tu archivo de código fuente.
• hello: El programa ejecutable compilado.

Algunas notas importantes sobre la compilación:

• Si hay errores en tu código, g++ mostrará mensajes de error.
• Comprueba y corrige siempre cualquier error de compilación antes de intentar ejecutar el programa.
• La opción -o es opcional, pero es una buena práctica darle a tu ejecutable un nombre significativo.

Puedes pensar en la compilación como traducir un libro de un idioma a otro. El compilador g++ traduce tu código C++ legible por humanos a un lenguaje que la computadora puede entender y ejecutar.

Ejecutar el programa con el comando ./hello

En este paso, aprenderás a ejecutar el programa ejecutable que acabas de compilar. Después de compilar tu programa en C++, puedes ejecutarlo usando el comando ./ seguido del nombre del ejecutable.

Asegúrate de estar en el directorio ~/project:

cd ~/project

Para ejecutar el programa que compilaste en el paso anterior, utiliza el siguiente comando:

./hello

El ./ le dice al sistema que busque el ejecutable en el directorio actual, y hello es el nombre del ejecutable que creaste.

Ejemplo de salida:

Hello, World!

Analicemos lo que está sucediendo:

• ./ significa "en el directorio actual".
• El programa lee las instrucciones en tu ejecutable compilado.
• Imprime el mensaje que definiste en tu código fuente de C++.
• Después de imprimir, el programa finaliza.

Algunas notas importantes sobre la ejecución:

• Utiliza siempre ./ antes del nombre del ejecutable al ejecutar un programa en el directorio actual.
• El programa debe tener permisos de ejecución (que g++ proporciona automáticamente).
• Si no ves la salida, verifica dos veces que compilaste el programa correctamente.

Puedes pensar en ejecutar un programa como arrancar un coche. La compilación es preparar el coche, y ejecutar el programa es girar la llave y conducir.

Si deseas ejecutar el programa varias veces, simplemente puedes repetir el comando ./hello.

Añadir comentarios de una y varias líneas

En este paso, aprenderás a añadir comentarios a tu código en C++. Los comentarios son notas en tu código que explican qué hace el código. Son ignorados por el compilador y ayudan a que tu código sea más legible.

Abre el archivo hello.cpp en el WebIDE y modifícalo para incluir diferentes tipos de comentarios:

#include <iostream>

// Este es un comentario de una sola línea
// Explica lo que hace el programa

/*
Este es un comentario de varias líneas
Puedes escribir varias líneas de explicación
Sin preocuparte por añadir // a cada línea
*/
int main() {
    // Imprimir un mensaje de saludo
    std::cout << "Hello, World!" << std::endl;  // Comentario en línea que explica la salida

    /*
    También puedes usar comentarios de varias líneas
    en medio de tu código si es necesario
    */
    return 0;  // Devolver el estado de éxito al sistema operativo
}

Analicemos los tipos de comentarios:

1. Comentarios de una sola línea:

   • Comienzan con //.
   • Se extienden hasta el final de la línea.
   • Ideales para explicaciones breves.

2. Comentarios de varias líneas:

   • Comienzan con /*.
   • Terminan con */.
   • Pueden abarcar varias líneas.
   • Útiles para explicaciones más largas.

3. Comentarios en línea:

   • Se añaden al final de una línea de código.
   • Explican la línea de código específica.

Compila y ejecuta el programa para verificar que sigue funcionando:

g++ hello.cpp -o hello
./hello

Ejemplo de salida:

Hello, World!

Algunos puntos clave sobre los comentarios:

• Los comentarios hacen que tu código sea más comprensible.
• Ayudan a otros programadores (y a ti mismo) a entender el propósito del código.
• El compilador ignora completamente los comentarios.
• Usa comentarios para explicar "por qué" se hace algo, no "qué" se está haciendo.

Puedes pensar en los comentarios como notas adhesivas en un libro. Proporcionan contexto y explicación adicionales sin cambiar el texto real.

Usar endl y \n para saltos de línea

En este paso, aprenderás dos formas de crear saltos de línea en la salida de C++: std::endl y el carácter de nueva línea \n. Ambos métodos te ayudan a formatear tu salida en varias líneas.

Abre el archivo hello.cpp en el WebIDE y modifícalo para demostrar los saltos de línea:

#include <iostream>

int main() {
    // Usando std::endl para saltos de línea
    std::cout << "Hello, World!" << std::endl;
    std::cout << "Welcome to C++ Programming!" << std::endl;

    // Usando \n para saltos de línea
    std::cout << "Using newline character:\n";
    std::cout << "Line 1\n";
    std::cout << "Line 2\n";

    // Mezclando ambos métodos
    std::cout << "Mixing methods: " << std::endl;
    std::cout << "Line with endl\n";
    std::cout << "Line with newline character" << std::endl;

    return 0;
}

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Analicemos los métodos de salto de línea:

1. std::endl:

   • Añade una nueva línea.
   • Vacía el búfer de salida (asegura la impresión inmediata).
   • Parte de la biblioteca <iostream>.
   • Se utiliza con std::cout.

2. \n (Carácter de nueva línea):

   • Forma sencilla de crear una nueva línea.
   • Más ligero que std::endl.
   • Funciona en muchos contextos de programación.
   • No vacía el búfer de salida.

Compila y ejecuta el programa:

g++ hello.cpp -o hello
./hello

Ejemplo de salida:

Hello, World!
Welcome to C++ Programming!
Using newline character:
Line 1
Line 2
Mixing methods:
Line with endl
Line with newline character

Puntos clave:

• Tanto std::endl como \n crean nuevas líneas.
• std::endl es más completo pero ligeramente más lento.
• \n es más rápido y ligero.
• Puedes mezclar y combinar estos métodos.

Puedes pensar en los saltos de línea como los saltos de párrafo en un libro. Ayudan a organizar y estructurar tu salida.

Corregir errores de sintaxis comunes como la falta de puntos y coma

En este paso, aprenderás sobre los errores de sintaxis comunes en C++, centrándote en la falta de puntos y coma. Los puntos y coma son cruciales en C++ ya que marcan el final de las instrucciones.

Crea un nuevo archivo llamado syntax_errors.cpp en el WebIDE:

cd ~/project
touch syntax_errors.cpp

#include <iostream>

int main() {
    // Error de sintaxis común: Falta punto y coma
    std::cout << "This line has an error"  // ¡Falta el punto y coma aquí!
    std::cout << "This line will not compile" << std::endl;

    // Versión correcta con puntos y coma
    std::cout << "This line is correct" << std::endl;
    std::cout << "All statements end with a semicolon" << std::endl;

    return 0;  // ¡No olvides el punto y coma aquí también!
}

Intenta compilar el programa:

g++ syntax_errors.cpp -o syntax_errors

Ejemplo de error de compilación:

syntax_errors.cpp: In function ‘int main()’:
syntax_errors.cpp:5:42: error: expected ‘;’ before ‘std’
    5 |     std::cout << "This line has an error"  // Missing semicolon here!
      |                                          ^
      |                                          ;
    6 |     std::cout << "This line will not compile" << std::endl;
      |     ~~~

Puntos clave sobre los puntos y coma:

• Toda instrucción en C++ debe terminar con un punto y coma ;.
• Los puntos y coma le dicen al compilador dónde termina una instrucción y comienza otra.
• La falta de puntos y coma provoca errores de compilación.
• Lugares comunes donde olvidar los puntos y coma:
  • Después de las instrucciones cout.
  • Después de las instrucciones return.
  • Al final de las declaraciones de variables.

Corrijamos los errores:

1. Añade los puntos y coma que faltan.
2. Asegúrate de que cada instrucción termine con ;.

Compila la versión corregida:

g++ syntax_errors.cpp -o syntax_errors
./syntax_errors

Si tiene éxito, no aparecerán mensajes de error.

Puedes pensar en los puntos y coma como los puntos en una oración. Marcan el final de un pensamiento completo en tu código.

Resumen

En este laboratorio, aprendiste a instalar el compilador GCC (GNU Compiler Collection) para C++ y a configurar las variables de entorno necesarias en Ubuntu 22.04. Creaste un nuevo archivo de código fuente en C++, escribiste la estructura básica del programa con la función int main() y utilizaste cout para imprimir el mensaje "Hello World". Luego, compilaste el programa usando el comando g++ y lo ejecutaste. Además, aprendiste a añadir comentarios de una y varias líneas, a utilizar endl y \n para saltos de línea, y a corregir errores de sintaxis comunes, como la falta de puntos y coma.

Después de completar estos pasos, tendrás una base sólida para escribir y ejecutar tu primer programa en C++, así como una comprensión de las herramientas y conceptos básicos necesarios para el desarrollo en C++ en Ubuntu 22.04.