Escreva Seu Primeiro Programa em C++

Introdução

Neste laboratório, você aprenderá como escrever seu primeiro programa em C++. Você começará instalando o compilador GCC (GNU Compiler Collection) e configurando as variáveis de ambiente necessárias no Ubuntu 22.04. Em seguida, criará um novo arquivo fonte C++, escreverá a estrutura básica do programa e usará a instrução cout para imprimir a mensagem "Hello World". Você também aprenderá como compilar e executar o programa, além de como adicionar comentários de linha única e de várias linhas, usar endl e \n para quebras de linha e corrigir erros de sintaxe comuns, como a falta de ponto e vírgula.

Skills Graph

Instalar o Compilador GCC e Configurar Variáveis de Ambiente no Ubuntu 22.04

Nesta etapa, você aprenderá como instalar o compilador GCC (GNU Compiler Collection) para C++ e configurar as variáveis de ambiente necessárias no Ubuntu 22.04. O GCC é essencial para compilar e executar programas em C++.

Primeiro, vamos abrir o terminal no WebIDE. Você pode fazer isso clicando no ícone do terminal na parte inferior da tela ou usando o atalho de teclado (geralmente Ctrl+`).

Começaremos atualizando a lista de pacotes para garantir que temos as informações mais recentes sobre os pacotes disponíveis:

sudo apt update

Exemplo de saída:

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.

Em seguida, instalaremos o compilador GCC e as ferramentas de desenvolvimento relacionadas:

sudo apt install -y build-essential

Exemplo de saída:

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 a instalação e checar a versão do GCC, execute:

g++ --version

Exemplo de saída:

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.

O compilador GCC geralmente já está no PATH do sistema, portanto, nenhuma configuração adicional é necessária.

Criar um Novo Arquivo Fonte C++ com Extensão .cpp

Nesta etapa, você aprenderá como criar um novo arquivo fonte C++ com a extensão .cpp. Em C++, os arquivos fonte usam a extensão .cpp para indicar que contêm código C++. Usaremos o explorador de arquivos e o editor de texto do WebIDE para criar nosso primeiro arquivo fonte C++.

Primeiro, navegue até o diretório ~/project no terminal:

cd ~/project

Agora, abra o explorador de arquivos do WebIDE. Você verá uma barra lateral com uma lista de arquivos e pastas. Procure um ícone que permita criar um novo arquivo - ele pode se parecer com um sinal "+" ou a opção "Novo Arquivo".

Clique com o botão direito no explorador de arquivos e selecione "Novo Arquivo". Quando solicitado, nomeie o arquivo hello.cpp. A extensão .cpp é crucial, pois informa ao compilador e às ferramentas de desenvolvimento que este é um arquivo fonte C++.

Exemplo de criação de arquivo no terminal (para referência):

touch hello.cpp

Clique no arquivo hello.cpp recém-criado para abri-lo no editor de texto do WebIDE. Você verá um arquivo vazio pronto para o seu primeiro código C++.

A extensão .cpp é importante porque:

• Identifica o arquivo como um arquivo de código fonte C++
• Ajuda as ferramentas de desenvolvimento e compiladores a reconhecer o tipo de arquivo
• Distingue arquivos C++ de arquivos de outras linguagens de programação, como .c (C), .java (Java) ou .py (Python)

Neste ponto, seu arquivo hello.cpp está pronto para você começar a escrever código C++. Nas próximas etapas, você aprenderá como escrever um programa C++ básico neste arquivo.

Escrever a Estrutura Básica do Programa com a Função int main()

Nesta etapa, você aprenderá sobre a estrutura fundamental de um programa C++, com foco na função main(). Todo programa C++ deve ter uma função main(), que é o ponto de entrada onde o programa começa a ser executado.

Abra o arquivo hello.cpp no WebIDE que você criou na etapa anterior. Agora, adicionaremos a estrutura básica do programa:

#include <iostream>

int main() {
    // Your code will go here
    return 0;
}

Nota: Digitar o código manualmente é recomendado para melhores resultados de aprendizado. Tenha cuidado com as chaves { } e os ponto e vírgulas ;, pois eles são essenciais na sintaxe C++. Não se esqueça dos espaços e da indentação, caso contrário, a verificação da etapa pode falhar.

Vamos detalhar essa estrutura básica:

1. #include <iostream>: Esta é uma diretiva de pré-processador que inclui a biblioteca de fluxo de entrada/saída. Ela nos permite usar operações de entrada e saída, como imprimir na tela.
2. int main(): Esta é a declaração da função principal
   • int especifica que a função retornará um valor inteiro
   • main() é o ponto de entrada padrão para programas C++
   • Os parênteses vazios () indicam que a função não recebe argumentos
3. Chaves { }: Definem o corpo da função onde seu código será escrito
4. return 0;: Indica a conclusão bem-sucedida do programa
   • Retornar 0 informa ao sistema operacional que o programa foi executado sem erros
   • Esta é uma prática padrão em programas C++

O WebIDE salvará automaticamente suas alterações conforme você digita. Ou, você pode salvar o arquivo manualmente usando a opção de salvar do editor.

Se você quiser saber mais sobre o WebIDE, consulte o Guia do WebIDE.

Alguns pontos importantes para lembrar:

• Todo programa C++ deve ter uma função main()
• A função main() é onde a execução do programa começa
• A instrução return 0; é tipicamente usada para indicar a execução bem-sucedida do programa

Você pode pensar na função main() como o ponto de partida de uma jornada. Assim como uma viagem de carro começa em um local específico, um programa C++ inicia sua execução na função main().

Usar cout para Imprimir a Mensagem "Hello, World!"

Nesta etapa, você aprenderá como usar cout para imprimir a mensagem "Hello, World!" na tela. cout faz parte da biblioteca padrão de entrada/saída do C++ e é usado para exibir a saída.

Abra o arquivo hello.cpp no WebIDE e modifique a função main() para incluir o seguinte código:

#include <iostream>

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

Vamos detalhar a nova linha de código:

• std::cout: Este é o objeto de fluxo de saída padrão
  • std:: indica que estamos usando o namespace padrão
  • cout significa "saída do console" (console output)
• <<: O operador de inserção de fluxo, usado para enviar dados para o fluxo de saída
• "Hello, World!": A mensagem de texto que queremos imprimir
• std::endl: Adiciona uma nova linha e descarrega o buffer de saída
  • Garante que a mensagem seja exibida imediatamente
  • Move o cursor para a próxima linha

Ao salvar o arquivo, certifique-se de incluir toda a estrutura mostrada acima.

Alguns pontos-chave sobre cout:

• É usado para imprimir texto, números e outros tipos de dados na tela
• O operador << pode ser encadeado para imprimir vários itens
• std::endl é usado para criar uma nova linha após a impressão

Você pode pensar em cout como um megafone que anuncia sua mensagem ao mundo. O operador << ajuda você a carregar a mensagem, e std::endl garante que todos a ouçam claramente.

Compilar o Programa com o Comando g++ hello.cpp -o hello

Nesta etapa, você aprenderá como compilar seu programa C++ usando o compilador g++. A compilação é o processo de converter seu código-fonte C++ legível por humanos em um programa executável que o computador pode executar.

Abra o terminal no WebIDE. Certifique-se de estar no diretório ~/project:

cd ~/project

Agora, vamos compilar o arquivo hello.cpp que você criou anteriormente usando o comando g++:

g++ hello.cpp -o hello

Vamos detalhar este comando:

• g++: O compilador GNU C++
• hello.cpp: O arquivo-fonte que você deseja compilar
• -o hello: Especifica o nome do executável de saída
  • -o é uma opção que permite nomear o arquivo de saída
  • hello é o nome do executável que você criará

Exemplo de saída:

## Nenhuma saída significa compilação bem-sucedida

Se a compilação for bem-sucedida, nenhuma mensagem de erro será exibida. O compilador cria um arquivo executável chamado hello no mesmo diretório.

Para verificar a compilação, você pode verificar os arquivos no diretório:

ls

Exemplo de saída:

hello  hello.cpp

Agora você deve ver dois arquivos:

• hello.cpp: Seu arquivo de código-fonte
• hello: O programa executável compilado

Algumas notas importantes sobre a compilação:

• Se houver algum erro em seu código, g++ exibirá mensagens de erro
• Sempre verifique e corrija quaisquer erros de compilação antes de tentar executar o programa
• A opção -o é opcional, mas é uma boa prática dar ao seu executável um nome significativo

Você pode pensar na compilação como traduzir um livro de um idioma para outro. O compilador g++ traduz seu código C++ legível por humanos para uma linguagem que o computador pode entender e executar.

Executar o Programa com o Comando ./hello

Nesta etapa, você aprenderá como executar o programa executável que acabou de compilar. Após compilar seu programa C++, você pode executá-lo usando o comando ./ seguido pelo nome do executável.

Certifique-se de estar no diretório ~/project:

cd ~/project

Para executar o programa que você compilou na etapa anterior, use o seguinte comando:

./hello

O ./ informa ao sistema para procurar o executável no diretório atual, e hello é o nome do executável que você criou.

Exemplo de saída:

Hello, World!

Vamos detalhar o que está acontecendo:

• ./ significa "no diretório atual"
• O programa lê as instruções em seu executável compilado
• Ele imprime a mensagem que você definiu em seu código-fonte C++
• Após a impressão, o programa sai

Algumas notas importantes sobre a execução:

• Sempre use ./ antes do nome do executável ao executar um programa no diretório atual
• O programa deve ter permissões de execução (que g++ fornece automaticamente)
• Se você não vir a saída, verifique novamente se você compilou o programa corretamente

Você pode pensar em executar um programa como dar partida em um carro. A compilação é preparar o carro, e executar o programa é girar a chave e dirigir.

Se você quiser executar o programa várias vezes, você pode simplesmente repetir o comando ./hello.

Adicionar Comentários de Linha Única e de Múltiplas Linhas

Nesta etapa, você aprenderá como adicionar comentários ao seu código C++. Comentários são notas em seu código que explicam o que o código faz. Eles são ignorados pelo compilador e ajudam a tornar seu código mais legível.

Abra o arquivo hello.cpp no WebIDE e modifique-o para incluir diferentes tipos de comentários:

#include <iostream>

// Este é um comentário de linha única
// Ele explica o que o programa faz

/*
Este é um comentário de múltiplas linhas
Você pode escrever várias linhas de explicação
Sem se preocupar em adicionar // a cada linha
*/
int main() {
    // Imprime uma mensagem de saudação
    std::cout << "Hello, World!" << std::endl;  // Comentário inline explicando a saída

    /*
    Você também pode usar comentários de múltiplas linhas
    no meio do seu código, se necessário
    */
    return 0;  // Retorna o status de sucesso para o sistema operacional
}

Vamos detalhar os tipos de comentários:

1. Comentários de linha única:

   • Começam com //
   • Estendem-se até o final da linha
   • Ótimos para explicações curtas

2. Comentários de múltiplas linhas:

   • Começam com /*
   • Terminam com */
   • Podem abranger várias linhas
   • Úteis para explicações mais longas

3. Comentários inline:

   • Adicionados no final de uma linha de código
   • Explicam a linha de código específica

Compile e execute o programa para verificar se ele ainda funciona:

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

Exemplo de saída:

Hello, World!

Alguns pontos-chave sobre comentários:

• Comentários tornam seu código mais compreensível
• Eles ajudam outros programadores (e você mesmo) a entender o propósito do código
• O compilador ignora completamente os comentários
• Use comentários para explicar "por que" algo é feito, não "o que" está sendo feito

Você pode pensar em comentários como post-its em um livro. Eles fornecem contexto e explicação extras sem alterar o texto real.

Usar endl e \n para Quebras de Linha

Nesta etapa, você aprenderá duas maneiras de criar quebras de linha na saída C++: std::endl e o caractere de nova linha \n. Ambos os métodos ajudam a formatar sua saída em várias linhas.

Abra o arquivo hello.cpp no WebIDE e modifique-o para demonstrar quebras de linha:

#include <iostream>

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

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

    // Mixing both methods
    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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Vamos detalhar os métodos de quebra de linha:

1. std::endl:

   • Adiciona uma nova linha
   • Limpa o buffer de saída (garante a impressão imediata)
   • Parte da biblioteca <iostream>
   • Usado com std::cout

2. \n (Caractere de nova linha):

   • Maneira simples de criar uma nova linha
   • Mais leve que std::endl
   • Funciona em muitos contextos de programação
   • Não limpa o buffer de saída

Compile e execute o programa:

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

Exemplo de saída:

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

Pontos chave:

• Tanto std::endl quanto \n criam novas linhas
• std::endl é mais abrangente, mas um pouco mais lento
• \n é mais rápido e mais leve
• Você pode misturar e combinar esses métodos

Você pode pensar em quebras de linha como quebras de parágrafo em um livro. Elas ajudam a organizar e estruturar sua saída.

Corrigir Erros de Sintaxe Comuns, como Semicolons Ausentes

Nesta etapa, você aprenderá sobre erros de sintaxe comuns em C++, com foco em semicolons ausentes. Semicolons são cruciais em C++, pois marcam o fim das instruções (statements).

Crie um novo arquivo chamado syntax_errors.cpp no WebIDE:

cd ~/project
touch syntax_errors.cpp

#include <iostream>

int main() {
    // Erro de sintaxe comum: Semicolon ausente
    std::cout << "This line has an error"  // Missing semicolon here!
    std::cout << "This line will not compile" << std::endl;

    // Versão correta com semicolons
    std::cout << "This line is correct" << std::endl;
    std::cout << "All statements end with a semicolon" << std::endl;

    return 0;  // Don't forget the semicolon here too!
}

Tente compilar o programa:

g++ syntax_errors.cpp -o syntax_errors

Exemplo de erro de compilação:

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;
      |     ~~~

Pontos-chave sobre semicolons:

• Cada instrução (statement) em C++ deve terminar com um semicolon ;
• Semicolons dizem ao compilador onde uma instrução termina e outra começa
• Semicolons ausentes causam erros de compilação
• Locais comuns para esquecer semicolons:
  • Após instruções cout
  • Após instruções return
  • No final das declarações de variáveis

Vamos corrigir os erros:

1. Adicione os semicolons ausentes
2. Certifique-se de que cada instrução termine com ;

Compile a versão corrigida:

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

Se for bem-sucedido, nenhuma mensagem de erro aparecerá.

Você pode pensar em semicolons como pontos finais em uma frase. Eles marcam o fim de um pensamento completo em seu código.

Resumo

Neste laboratório, você aprenderá como instalar o compilador GCC (GNU Compiler Collection) para C++ e configurar as variáveis de ambiente necessárias no Ubuntu 22.04. Você criará um novo arquivo fonte C++, escreverá uma estrutura básica de programa com a função int main() e usará cout para imprimir a mensagem "Hello World". Em seguida, você compilará o programa usando o comando g++ e o executará. Além disso, você aprenderá como adicionar comentários de uma e várias linhas, usar endl e \n para quebras de linha e corrigir erros de sintaxe comuns, como semicolons ausentes.

Após concluir estas etapas, você terá uma base sólida para escrever e executar seu primeiro programa C++, bem como uma compreensão das ferramentas e conceitos básicos necessários para o desenvolvimento em C++ no Ubuntu 22.04.