Программирование Часть 2 Основы программирования. - презентация

1 Программирование Часть 2 Основы программирования

2 3. Основы программирования 3.1. Языки программирования СТРУКТУРА ДАННЫХ – способ представления данных в программе для компьютера АЛГОРИТМ – заранее заданная последовательность однозначно трактуемых команд для получения решения задачи за конечное число шагов ПРОГРАММА - описание структур данных и алгоритма решения задачи на языке программирования, автоматически переводимое на язык машинных команд конкретной ЭВМ помощи транслятора (интерпретатора). ЯЗЫК ПРОГРАММИРОВАНИЯ формальная знаковая система, предназначенная для описания структур данных и алгоритмов в форме, пригодной для дальнейшей компиляции (интерпретации) и исполнения на компьютере. Язык программирования определяет набор лексических, синтаксических и семантических правил, используемых при составлении компьютерной программы. Программа = Структуры данных + Алгоритмы

3 3. Основы программирования 3.1. Языки программирования Уровень языкаПримеры ВысокийAda Modula-2 Pascal COBOL FORTRAN BASIC СреднийJava C# C++ C Forth НизкийMacro-assembler Assembler Использует концепцию типа данных Структурирован Машинонезависим Свободные преобразования типов Манипуляции с адресами, битами и байтами Не контролирует ошибки на этапе выполнения программы Использует концепцию типа данных Структурирован Машинонезависим Свободные преобразования типов Манипуляции с адресами, битами и байтами Не контролирует ошибки на этапе выполнения программы

4 3. Основы программирования 3.1. Языки программирования СтруктурированностьПримеры Блочно структурированныеModula-2 Pascal СтруктурированныеС++ С НеструктурированныеCOBOL FORTRAN BASIC Структурированные языки: обособление кода и данных использование стандартных управляющих структур свободное форматирование текста программы Блочно структурированные языки: возможность объявления вложенных функций

5 3. Основы программирования 3.1. Языки программирования The TIOBE Programming Community index gives an indication of the popularity of programming languages. The index is updated once a month. The ratings are based on the world-wide availability of skilled engineers, courses and third party vendors. The popular search engines Google, MSN, and Yahoo! are used to calculate the ratings. Position Aug 2009 Position 2007 Delta in Position Programming Language Ratings 2009 Delta = Java19.5%-1.5%-1.5% 22 = C17.2%17.2%+0.9% 33 = C++10.5%0.0% 54 (Visual) Basic8.4%8.4%-1.3%-1.3% 45 PHP9.4%9.4%+0.8% 86 Perl4.0%4.0%-1.30% 77=C#4.4%4.4%+0.7% 68Python4.4%4.4%+1.4%+1.4% 99=JavaScript2.8%+0.2% =Ruby2.5%+0.5%

6 3. Основы программирования 3.1. Языки программирования C++ C C89 C99 Конструкции С, не рекомен- дуемые в С++

7 3. Основы программирования 3.2. Простейшая программа на С++ // Эта программа рассчитывает скорость, // с которой упадет тело, отпущенное с высоты h без начальной скорости #include using namespace std; int main() { const float g=9.8; float h; cout >h; float v=sqrt(2.0*g*h); cout

8 3. Основы программирования 3.3. Комментарии // Эта программа рассчитывает скорость, // с которой упадет тело, отпущенное с высоты h без начальной скорости #include using namespace std; int main() { const float g=9.8; float h; cout >h; float v=sqrt(2.0*g*h); cout

9 3. Основы программирования 3.3. Комментарии // Эта программа рассчитывает скорость, // с которой упадет тело, отпущенное с высоты h без начальной скорости #include // В stdafx включены conio.h math.h и iostream using namespace std; // Используем пространство имен std int main() // Головная программа { // Начало тела функции main const float g=9.8; // Ускорение свободного падения float h; // Высота cout >h; // Ввод высоты float v=sqrt(2.0*g*h); // Расчет скорости из закона сохранения энергии cout

10 3. Основы программирования 3.3. Комментарии // Эта программа рассчитывает скорость, // с которой упадет тело, отпущенное с высоты h без начальной скорости #include using namespace std; int main() { const float g=9.8; // Ускорение свободного падения float h; // Высота cout >h; float v=sqrt(2.0*g*h); // Расчет скорости из закона сохранения энергии cout

11 3. Основы программирования 3.4. Директивы препроцессора // Эта программа рассчитывает скорость, // с которой упадет тело, отпущенное с высоты h без начальной скорости #include using namespace std; int main() { const float g=9.8; float h; cout >h; float v=sqrt(2.0*g*h); cout

12 3. Основы программирования 3.4. Директивы препроцессора // stdafx.h : include file for standard system include files, // or project specific include files that are used frequently, but // are changed infrequently #pragma once #define WIN32_LEAN_AND_MEAN // Exclude rarely-used stuff from Windows headers #include // TODO: reference additional headers your program requires here #include Пример заголовочного файла stdafx.h

13 3. Основы программирования 3.5. Пространство имен // Эта программа рассчитывает скорость // с которой упадет тело, отпущенное с высоты h без начальной скорости #include using namespace std; int main() { const float g=9.8; float h; cout >h; float v=sqrt(2.0*g*h); cout

14 3. Основы программирования 3.5. Пространство имен // Эта программа рассчитывает скорость // с которой упадет тело, отпущенное с высоты h без начальной скорости #include int main() { const float g=9.8; float h; std::cout >h; float v=sqrt(2.0*g*h); std::cout

15 3. Основы программирования 3.6. Функции // Эта программа рассчитывает скорость // с которой упадет тело, отпущенное с высоты h без начальной скорости #include using namespace std; int main() { const float g=9.8; float h; cout >h; float v=sqrt(2.0*g*h); cout

16 3. Основы программирования 3.6. Функции Функции Функция – особым образом оформленный фрагмент программы, имеющий собственное имя. Отличительная черта функции – круглые скобки после имени, в которые могут быть заключены аргументы функции. Для выполнения функции достаточно указать ее имя, за которым может следовать список аргументов, заключенный в круглые скобки. Список аргументов может обеспечивать как передачу данных в функцию, так и возврат значений аргументов из нее. Аргументами могут быть константы, переменные и другие объекты программы. Результат работы функции возвращается в виде значения этой функции и может использоваться наряду с другими операндами в выражениях.

17 3. Основы программирования 3.6. Функции Функция main int main() { const float g=9.8; float h; cout >h; float v=sqrt(2.0 * g * h); cout

18 3. Основы программирования 3.6. Функции Функция main int main() { const float g=9.8; float h; cout >h; float v=sqrt(2.0 * g * h); cout

19 3. Основы программирования 3.6. Функции Функция main int main() { const float g=9.8; float h; cout >h; float v=sqrt(2.0 * g * h); cout

20 3. Основы программирования 3.6. Функции // Эта программа рассчитывает скорость // с которой упадет тело, отпущенное с высоты h без начальной скорости #include using namespace std; int main() { const float g=9.8; float h; cout >h; float v=sqrt(2.0 * g * h); cout

21 3. Основы программирования 3.7. Функции, заголовочные и библиотечные файлы Библиотечные функции Описываются в заголовочных файлах, включаемых в программу с помощью директивы #include Исходные тексты (если они доступны) хранятся в одноименных файлах с расширением cpp. Откомпилированные функции хранятся в объектных (с расширением obj) или библиотечных (с расширением lib) файлах. Примеры обращений к встроенным функциям: v = sqrt (2.0 * g * h); // math.h _getch();// conio.h

22 3. Основы программирования 3.8. Инструкции // Эта программа рассчитывает скорость // с которой упадет тело, отпущенное с высоты h без начальной скорости #include using namespace std; int main() { const float g=9.8; float h; cout >h; float v=sqrt(2.0*g*h); cout

23 3. Основы программирования 3.8. Инструкции Инструкция (предложение, оператор языка) – синтакисически правильное предложение, структурная единица программы на С++. Примеры инструкций: const float g=9.8; cout

24 3. Основы программирования 3.8. Операторы Разделяющие знаки – пробелы, символы возврата каретки, табуляции, перехода на новую строку и новую страницу – не обрабатываются компилятором и игнорируются. Исключение: директивы препроцессора и строковые константы. Разделяющие знаки нельзя вставлять в идентификаторы (имена) объектов (функций, классов, переменных, констант, манипуляторов и т.п.), знаки операций (например,

25 3. Основы программирования 3.8. Инструкции // Эта программа рассчитывает скорость, // с которой упадет тело, отпущенное с высоты h без начальной скорости #include using namespace std; int main() { const float g = 9.8; float h; cout >h; float v=sqrt(2.0*g*h); cout

26 3. Основы программирования 3.9. Константы Константы Константа – информационный объект программы, не изменяющийся в процессе ее исполнения. Различают неименованные (литералы) и именованные константы В качестве литералов в С++ могут использоваться: целые числа: десятичные восьмеричные шестнадцатеричные0X2F56-0x2A13B вещественные числа е-12f логические TrueFalse символы Ж2 строки проба124 перечислимые {red, yellow, green} неопределенный указатель NULL

27 3. Основы программирования 3.9. Константы Символьные литералы Значение – символ. Заключаются в одиночные кавычки. Например: a, #, 1 Когда компилятор встречает символьную константу, он заменяет ее значением ASCII кода. Строковые литералы Заключаются в двойные кавычки. Например: "Please, enter the value of height (m): " Компилятор объединяет две следующие одна за другой строковые константы, разделенные любыми символами - разделителями Символы и строки могут содержать управляющие последовательности. При их записи они начинаются с символа \.

28 3. Основы программирования 3.9. Константы

29 Тип литерала неявно определяется его значением Каждому литералу в программе соответствует область оперативной памяти ЭВМ, в которой хранится значение этого литерала. Именованную константу можно описать, присвоив ей идентификатор (имя), который можно будет затем использовать в программе вместо того, чтобы непосредственно записывать значение константы. Когда следует обязательно использовать именованные константы: для задания параметров, управляющих размером структур данных (массивов и др.), числом итераций в циклах, и других, изменение которых может потребоваться при отладке или модернизации программы; для обозначения часто встречающихся в программе постоянных величин. при использовании констант, имеющих общеупотребительные обозначения

30 3. Основы программирования 3.9. Константы Примеры использования именованных констант: … const unsigned int ar_size=10; typedef float myarray [ar_size]; typedef float mymatrix [ar_size] [ar_size]; … myarray ar_1; mymatrix matr_1, matr_2; … for (int i=0; i

31 3. Основы программирования Переменные // Эта программа рассчитывает скорость // с которой упадет тело, отпущенное с высоты h без начальной скорости #include using namespace std; int main() { const float g=9.8; float h; cout >h; float v=sqrt(2.0 * g * h); cout

32 3. Основы программирования Переменные Переменная – информационный объект программы, предназначенный для хранения значений, которые могут изменяться в процессе исполнения программы. Переменная имеет идентификатор (имя) по которому в программе осуществляется доступ к содержимому и адресу переменной. Каждой переменной в программе соответствует область оперативной памяти ЭВМ, в которой хранится значение этой переменной. Каждая переменная относится к тому или иному типу данных, который определяет: размер отведенной для переменной области памяти; множество возможных значений, которые может принимать переменная, то есть как интерпретировать информацию (последовательность двоичных чисел), записанных в этой области памяти; Множество операций, которые допустимы над переменной данного типа

33 3. Основы программирования Переменные h0103 h0104 h mysymbolmydigit … … Идея: символическое имя начального байта области памяти, где размещаются данные

34 3. Основы программирования Переменные h0103 h0104 h mysymbolmydigit … … char mysymbol; unsigned short mydigit; G (ASCII код 71) 5 Идея: символическое имя начального байта области памяти, где размещаются данные + размер области + способ интерпретации этих данных

35 3. Основы программирования Переменные h0103 h0104 h mysymbolmydigit … … char mysymbol unsigned short mydigit G (ASCII код 71) 5 Тип Имя Адрес Значение

36 3. Основы программирования Переменные Перед тем, как использовать переменную, ее нужно объявить или определить. Объявление - введение нового идентификатора в программе. Объявление указывает тип, к которому будет относиться объект (переменная, функция и т.п.), которому присваивается идентификатор. С помощью объявления обычно также можно ввести новый идентификатор для типа данных. Объявления, в отличие от определений не определяют сущность, соответствующую идентификатору. В частности, объявление какого- либо объекта не осуществляет выделение памяти для этого объекта. Определение - объявление идентификатора, которое дополнительно определяет сущность, соответствующую данному идентификатору (например, для переменной при ее определении выделяется требуемый объем оперативной памяти).

37 3. Основы программирования Переменные В С++ объявление переменной одновременно обычно является ее определением (если переменная не определена извне области программы, где она объявлена со спецификатором extern). Синтаксис определения переменной: Тип ИдентПерем; Тип ИдентПерем1, ИдентПерем2, ИдентПерем3 …; Например:float h; int a, b, c; Приветствуется инициализация переменных при их описании Тип ИдентПерем=Знач; Тип ИдентПерем1=Знач1, ИдентПерем2=Знач2…; Например: int a=3, b=4; Или так Тип ИдентПерем (Знач); Тип ИдентПерем1 (Знач1), ИдентПерем2 (Знач2)…; Например: double c (13.0), d (12.4e-4);

38 3. Основы программирования Переменные // Эта программа рассчитывает скорость, // с которой упадет тело, отпущенное с высоты h без начальной скорости #include using namespace std; int main() { const float g=9.8; float h, v; cout >h; v=sqrt(2.0*g*h); cout

39 3. Основы программирования Переменные // Эта программа рассчитывает скорость, // с которой упадет тело, отпущенное с высоты h без начальной скорости #include using namespace std; int main() { cout >h; const float g=9.8; float v=sqrt(2.0*g*h); cout

40 3. Основы программирования Переменные L-value и R-value Данные в С++ могут представляться неименованными константами (литералами) и переменными (именованные константы можно рассматривать как частный случай переменных, значения которых нельзя изменять в ходе выполнения программы. Литералы и переменные хранят свои значения в областях памяти. Это хранимое значение данных называется R-value (от Read value – значение которое можно прочитать) Переменные (в отличие от литералов) именуют область памяти, в которой хранится значение - R-value. Таким образом, имя переменной предоставляет доступ к области памяти, где хранится значение. Значение адреса области памяти, где хранится значение переменной, называется L-value (от Location value – значение, определяющее местоположение). Так как L-value определяет адрес, то по этому адресу может быть записано новое значение переменной.

41 3. Основы программирования Переменные L-value и R-value Понятия L-value и R-value вводятся для того, чтобы точнее определить, какие значения могут быть операндами (аргументами) операций и какое значение получается в результате вычисления выражений. Рассмотрим, например, операторы объявления и инициализации переменной int i = 4; int j = i - 2; L-value R-value L-value R-value

42 3. Основы программирования Переменные L-value и R-value Понятия R-value и R-value вводятся для того, чтобы точнее определить, какие значения могут быть операндами операций и какое значение получается в результате вычисления выражений. Рассмотрим, например, операторы объявления и инициализации переменной int i = 4; int j = i - 2; 4 …i…… L-value R-value L-value R-value АЛУ

43 3. Основы программирования Переменные L-value и R-value Понятия R-value и R-value вводятся для того, чтобы точнее определить, какие значения могут быть операндами операций и какое значение получается в результате вычисления выражений. Рассмотрим, например, операторы объявления и инициализации переменной int i = 4; int j = i - 2; L-value R-value L-value R-value 44 …i…… 4 L-value R-value АЛУ

44 3. Основы программирования Переменные L-value и R-value Понятия R-value и R-value вводятся для того, чтобы точнее определить, какие значения могут быть операндами операций и какое значение получается в результате вычисления выражений. Рассмотрим, например, операторы объявления и инициализации переменной int i = 4; int j = i - 2; L-value R-value L-value R-value 424 …ij…… АЛУ

45 3. Основы программирования Переменные L-value и R-value Понятия R-value и R-value вводятся для того, чтобы точнее определить, какие значения могут быть операндами операций и какое значение получается в результате вычисления выражений. Рассмотрим, например, операторы объявления и инициализации переменной int i = 4; int j = i - 2; L-value R-value L-value R-value 424 …ij…… 4-2 = R-value

46 3. Основы программирования Переменные L-value и R-value Понятия R-value и R-value вводятся для того, чтобы точнее определить, какие значения могут быть операндами операций и какое значение получается в результате вычисления выражений. Рассмотрим, например, операторы объявления и инициализации переменной int i = 4; int j = i - 2; L-value R-value L-value R-value 4224 …ij…… 4-2 = 2 2 L-value R-value

47 3. Основы программирования Переменные Область видимости переменных Переменные доступны в том блоке программы, в котором они объявлены. Блок ограничивается фигурными скобками. Например, тело функции main (как и любой другой функции) является блоком. Внутри функции может быть введено сколько угодно блоков, и внутри каждого из них можно описывать локальные переменные, доступные только внутри этого блока. Если во вложенном блоке описана переменная с тем же именем, что и в охватывающем, внутри блока будет доступна описанная в нем локальная переменная. После завершения вложенного блока, в охватывающем блоке будет доступна описанная в нем переменная (и ее значение). Если переменная описана вне функций, она является глобальной и доступна из любой части программы. Доступ к глобальной переменной может быть утрачен при объявлении одноименной локальной переменной Для доступа к одноименной глобальной переменной из блока, где описана одноименная локальная переменная, следует использовать оператор разрешения области действия (разрешения области видимости) ::

48 3. Основы программирования Переменные #include using namespace std; int i=2; // глобальная переменная int main() { cout

49 3. Основы программирования Переменные #include using namespace std; int i=2; // глобальная переменная int main() { cout

50 3. Основы программирования Переменные #include using namespace std; int i=2; // глобальная переменная int main() { cout

51 3. Основы программирования Переменные #include using namespace std; int i=2; // глобальная переменная int main() { cout

52 3. Основы программирования Переменные #include using namespace std; int i=2; // глобальная переменная int main() { cout

53 3. Основы программирования Переменные #include using namespace std; int i=2; // глобальная переменная int main() { cout

54 3. Основы программирования Переменные #include using namespace std; int i=2; // глобальная переменная int main() { cout

55 3. Основы программирования Выражения, операции и операторы // Эта программа рассчитывает скорость // с которой упадет тело, отпущенное с высоты h без начальной скорости #include using namespace std; int main() { const float g=9.8; float h; cout >h; float v=sqrt(2.0 * g * h); cout

56 3. Основы программирования Выражения, операции и операторы Любая комбинация переменных, констант, функций и операций, приводящая к вычислению некоторого значения, называется выражением: sqrt(2.0 * g * h) 2.0 * g * h g * h Выражения сами могут входить в состав других выражений. Операции – действия над объектами программы (переменными, константами, выражениями, структурами данных, объектами и др.), задаваемые специально определенными символами - операторами. Объекты, над которыми производятся операции называются операндами. В зависимости от числа требуемых операндов различают унарные, бинарные и тернарные операции

57 3. Основы программирования Концепция типа данных Каждый объект программы, предназначенный для хранения данных или вырабатывающий данные (константа, переменная, выражение, функция) обычно относится к определенному типу. Тип данных определяется набором возможных значений, которые может принимать или вырабатывать объект программы (переменная, выражение, константа, функция и др.), относящийся к этому типу, и совокупностью операций, определенных над этими значениями.

58 3. Основы программирования Концепция типа данных Концепция типа данных основывается на следующих положениях: 1. Любой тип данных определяет множество значений, к которому принадлежит константа, которые может принимать переменная или выражение или вырабатывать операция или функция. 2. Каждая операция или функция требует аргументов фиксированного типа и выдает результат фиксированного типа. Если операция допускает аргументы нескольких типов, то тип результата можно определить по специальным правилам языка. Статическая типизация (Fortran, Pascal, C, C++): 3. Тип значения, задаваемого константой, переменной или выражением, можно определить по их виду или описанию и остается неизменным для переменных. Динамическая типизация (Python, Ruby, Perl): 3. Тип значения, задаваемого константой, переменной или выражением определяется присвоенным или выработанным им значением в момент присваивания (выработки), может быть определен по их значению и для переменных изменен в процессе выполнения программы.

59 3. Основы программирования Концепция типа данных В большинстве случаев новые типы данных определяются с помощью ранее определенных типов данных. Значения, принадлежащие к такому типу, обычно представляют собой совокупности значений компонент, принадлежащих к определенным ранее типам компонент. Такие составные значения называются структурированными. Если значение имеет всего одну компоненту, принадлежащую определенному ранее типу, то этот тип называется базовым или простым. Средства, которыми должен обладать язык программирования: 1. Стандартные предопределенные типы данных (числовые, логические, символьные, указательные и др.) 2. Возможность описания новых простых неструктурированных типов (путем перечисления значений, указания интервалов значений и т.п.) 3. Наличие нескольких методов структурирования, как минимум, позволяющих строить массивы, структуры (записи), последовательности (файлы).

60 3. Основы программирования Классификация типов данных Типы данных СтандартныеПользовательские Структури- рованные ПростыеСтруктури- рованные Простые Поряд- ковые Непоряд- ковые Порядко- вые Непоряд- ковые Перечисляе- мые Указа- тельные Несвя- занные Связанные Булев- ские Символь- ный Целые Вещест- венные Указа- тельный Строковые Мас- сивы Струк- туры сивы Файлы Клас- сы … Спис- ки Де- ревья …

61 3. Основы программирования Классификация типов данных Типы данных Стандартные Простые Поряд- ковые Непоряд- ковые Булев- ский Символь- ный Целые Вещест- венные Указа- тельный

62 3. Основы программирования Простые стандартные типы данных языка С++ Название типа Нижняя граница диапазона Верхняя граница диапазона Точность десятичн. разрядов Размер в байтах boolFalseTrue1 char short short int int long long int float-3.4* double-1.7* * void void *4

63 3. Основы программирования Простые стандартные типы данных языка С++ Название типа Нижняя граница диапазона Верхняя граница диапазона Точность десятичн. разрядов Размер в байтах unsigned char unsigned short unsigned int unsigned long

64 3. Основы программирования Операции в языке С++ Основные виды операций в C++ по назначению: присваивания арифметические сравнения логические побитовые условная взятия адреса и разыменования по количеству операндов: унарные бинарные тернарная

65 3. Основы программирования Операция присваивания Операция присваивания Имя_переменной = Выражение; Действие: взять значение выражения из правой части (rvalue) и записать его в память по адресу, на который ссылается переменная в левой части (lvalue). g=9.8; v=sqrt (2.0 * g * h); Правило преобразования типов для операции присваивания: значение правой части (rvalue) преобразовать к типу левой части (rvalue)

66 3. Основы программирования Операция присваивания Операция присваивания: правила преобразования типов lvalue =rvalueВозможные потери char, signed charunsigned charЕсли rvalue > 125, результатом будет отрицательное число

67 3. Основы программирования Операция присваивания Операция присваивания: преобразование из unsigned char в signed char int main() { char c=0; unsigned char cs=239; int i=cs; cout

68 3. Основы программирования Операция присваивания Операция присваивания: правила преобразования типов lvalue =rvalueВозможные потери char, signed charunsigned charЕсли rvalue > 125, результатом будет отрицательное число unsigned charchar, signed charЕсли rvalue < 0, результатом будет положительное число

69 3. Основы программирования Операция присваивания Операция присваивания: преобразование из signed char в unsigned char int main() { char c=-30; int i=c; cout

70 3. Основы программирования Операция присваивания Операция присваивания: правила преобразования типов lvalue =rvalueВозможные потери char, signed charunsigned charЕсли rvalue > 125, результатом будет отрицательное число unsigned charchar, signed charЕсли rvalue < 0, результатом будет положительное число charshort, short intСтаршие 8 бит charint, long intСтаршие 24 бит short, short intint, long intСтаршие 16 бит short, short int, int, long int float, doubleДробная часть и, возможно, что-то еще

71 3. Основы программирования Операция присваивания Операция присваивания: преобразование из float в short int main() { short i = 0; float r = e2; cout

72 3. Основы программирования Операция присваивания Операция присваивания: правила преобразования типов lvalue =rvalueВозможные потери char, signed charunsigned charЕсли rvalue > 125, результатом будет отрицательное число unsigned charchar, signed charЕсли rvalue < 0, результатом будет положительное число charshort, short intСтаршие 8 бит charint, long intСтаршие 24 бит short, short intint, long intСтаршие 16 бит short, short int, int, long int float, doubleДробная часть и, возможно, что-то еще floatdoubleТочность; возможны переполнение или потеря порядка

73 3. Основы программирования Операция присваивания Операция присваивания: преобразование из double во float int main() { float r = 0; double d= -123e14; cout

74 3. Основы программирования Операция присваивания Операция присваивания: правила преобразования типов lvalue =rvalueВозможные потери char, signed charunsigned charЕсли rvalue > 125, результатом будет отрицательное число unsigned charchar, signed charЕсли rvalue < 0, результатом будет положительное число charshort, short intСтаршие 8 бит charint, long intСтаршие 24 бит short, short intint, long intСтаршие 16 бит short, short int, int, long int float, doubleДробная часть и, возможно, что-то еще floatdoubleТочность, возможно переполнение или потеря порядка

75 3. Основы программирования Операция присваивания Операция присваивания в правой части выражения Операция присваивания, как и другие, вырабатывает значение: это значение равно значению, присвоенному переменной, находящейся в левой части операции. Это делает возможным использование операции присваивания в правой части выражений: int main() { int i=0; double x=0; x = ( i = 5.25) + 6.5; cout

76 3. Основы программирования Операция присваивания Операция присваивания в правой части выражения Правильнее: операция присваивания возвращает указатель на переменную (адрес переменной), находящуюся в его левой части. Если этот указатель находится в правой части другого оператора присваивания, то он «отдает» значение переменной. int i=0; double x=0; x=(i=5.25)+6.5; ix

77 3. Основы программирования Операция присваивания Операция присваивания в правой части выражения Правильнее: операция присваивания возвращает указатель на переменную (адрес переменной), находящуюся в его левой части. Если этот указатель находится в правой части другого оператора присваивания, то он «отдает» значение переменной. int i=0; double x=0; x=(i=5.25)+6.5; ix i

78 3. Основы программирования Операция присваивания Операция присваивания в правой части выражения Правильнее: операция присваивания возвращает указатель на переменную (адрес переменной), находящуюся в его левой части. Если этот указатель находится в правой части другого оператора присваивания, то он «отдает» значение переменной. int i=0; double x=0; x=(i=5.25)+6.5; x=i ix =

79 3. Основы программирования Операция присваивания Операция присваивания в правой части выражения Правильнее: операция присваивания возвращает указатель на переменную (адрес переменной), находящуюся в его левой части. Если этот указатель находится в правой части другого оператора присваивания, то он «отдает» значение переменной. int i=0; float x=0; x=(i=5.25)+6.5; x=i ix = 11.5 x

80 3. Основы программирования Операция присваивания Множественное присваивание В С++ допустимо множественное присваивание: i=j=k; x=y=z=0; int main() { int i=0; float x=0, y=0; bool b=false; x = b = i = y = 4.567; cout

81 3. Основы программирования Арифметические операции Арифметические операции (целые и вещественные операнды) ОператорДействие (операнды целые и вещественные, результат - в соответствии с типом операндов) - +Присвоение противоположного/сохранение знака +Сложение -Вычитание *Умножение /Деление (если применяется к целочисленным операндам – целочисленное деление с отбрасыванием остатка: 5/2 = 2) %Деление по модулю (остаток целочисленного деления: 14%3 = 2) --Декрементация (уменьшение на 1) ++Инкрементация (увеличение на 1)

82 3. Основы программирования Арифметические операции Приоритеты арифметических операций ОператорПриоритет Высший унарные + - * / % * + - Низший Операции, имеющие одинаковый приоритет, выполняются слева направо Для изменения порядка выполнения операций применяют скобки

83 3. Основы программирования Арифметические операции Порядок вычисления выражения, включающего арифметические операции и присваивание double x=1.2, y=4.5, z=3.0; x = x+y*z; xyz АЛУ

84 3. Основы программирования Арифметические операции Порядок вычисления выражения, включающего арифметические операции и присваивание double x=1.2, y=4.5, z=3.0; x = x+y*z; xyz * 3.0 =

85 3. Основы программирования Арифметические операции Порядок вычисления выражения, включающего арифметические операции и присваивание double x=1.2, y=4.5, z=3.0; x = x+y*z; xyz 13.5

86 3. Основы программирования Арифметические операции Порядок вычисления выражения, включающего арифметические операции и присваивание double x=1.2, y=4.5, z=3.0; x = x+y*z; xyz =

87 3. Основы программирования Арифметические операции Порядок вычисления выражения, включающего арифметические операции и присваивание double x=1.2, y=4.5, z=3.0; x = x+y*z; xyz = 14.7 x

88 3. Основы программирования Арифметические операции Инкрементация ++ и декрементация -- увеличение и уменьшение значения аргумента на 1 Префиксная форма ++ Аргумент -- Аргумент Постфиксная форма Аргумент ++ Аргумент -- int main() { int i=2, j=0; i++; cout

89 3. Основы программирования Арифметические операции Префиксная и постфиксная формы инкрементации ++ и декрементации – изменяемая переменная может находиться и в правой, и в левой части операции присваивания: int main() { float x=2; x=++x*4; cout

90 3. Основы программирования Арифметические операции Префиксная и постфиксная формы инкрементации ++ и декрементации -- int main() { float x=2; x=++x*4; cout

91 3. Основы программирования Арифметические операции Префиксная и постфиксная формы инкрементации ++ и декрементации -- int main() { float x=2; x=++x*4; cout

92 3. Основы программирования Арифметические операции Префиксная и постфиксная формы инкрементации ++ и декрементации -- int main() { float x=2; x=++x*4; cout

93 3. Основы программирования Арифметические операции Префиксная и постфиксная формы инкрементации ++ и декрементации -- int main() { float x=2; x=++x*4; cout

94 3. Основы программирования Арифметические операции Префиксная и постфиксная формы инкрементации ++ и декрементации -- int main() { float x=2; x=++x*4; cout

95 3. Основы программирования Арифметические операции Префиксная и постфиксная формы инкрементации ++ и декрементации -- int main() { float x=2; x=++x*4; cout

96 3. Основы программирования Арифметические операции Префиксная и постфиксная формы инкрементации ++ и декрементации -- int main() { float x=2; x=++x*4; cout

97 3. Основы программирования Арифметические операции Префиксная и постфиксная формы инкрементации ++ и декрементации -- int main() { float x=2; x=++x*4; cout

98 3. Основы программирования Арифметические операции Арифметические операции с присваиванием ОператорДействие +=Сложение с замещением: x+=2 эквивалентно x=x+2 -=Вычитание с замещением: x-=2 эквивалентно x=x-2 *=Умножение с замещением: x*=2 эквивалентно x=x*2 /=Деление с замещением: x/=2 эквивалентно x=x/2 %=Деление по модулю с замещением: n%=2 эквивалентно n=n%2 double x=1.2, y=4.5, z=3.0; x += y*z; эквивалентно x=x+y*z;

99 3. Основы программирования Операции сравнения и логические операции Операции сравнения и логические операции ОператорОперации сравнения. Действие (операнды – целые, вещественные, булевские, указательные, результат – булевский) >Больше >=Больше или равно

100 3. Основы программирования Операции сравнения и логические операции Операции сравнения int main() { int i=2, j=-3, k=5, l=1; char c1='S', c2='U'; bool b; b = i > 3; cout

101 3. Основы программирования Операции сравнения и логические операции Сравнение вещественных чисел на точное равенство int main() { float x=1; x+=0.5; bool b=(x==1.5); // float x, double1.5 are terminating binary fractions cout

102 3. Основы программирования Операции сравнения и логические операции Сравнение вещественных чисел на точное равенство int main() { float x=1, z=1.1; x+=0.1; bool b=(x==z); ); // float x, float z are infinite binary fractions cout

103 3. Основы программирования Операции сравнения и логические операции Логические операции aba AND b false truefalse truefalse true bool abool ba OR b false truefalsetrue falsetrue bool abool ba XOR b false truefalsetrue falsetrue false Не реализована в С и С++ bool aNOT a falsetrue false 0 – false 1 – true

104 3. Основы программирования Операции сравнения и логические операции Приоритеты операций сравнения и логических операций ОператорыПриоритет ! Высший > >= <

105 3. Основы программирования Побитовые операции Побитовые операции ОператорыДействие (операнды – целые, результат – целый) &Побитовое И |Побитовое ИЛИ ^Побитовое ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ >>Сдвиг вправо

106 3. Основы программирования Побитовые операции Сброс бита четности char get_char_from_modem (); { // читаем из порта модема символ, // закодированный 7 битами+старший бит четности char ch = read_modem (); return (ch & 127); // устанавливаем старший бит в 0 } ch содержит символ A (код 65) +бит четности двоичное представление 127 & побитовый оператор И символ A без бита четности

107 3. Основы программирования Побитовые операции Побитовые операции с присваиванием Знак операции Действие (операнды – целые, результат – целый) &=&=Побитовое И с замещением |=|=Побитовое ИЛИ м замещением ^=^=Побитовое ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с замещением >>=Сдвиг вправо с замещением

108 3. Основы программирования Побитовые операции Операции побитового сдвига влево и вправо: умножение и деление на степени 2 unsigned char xДвоичное представление Десятичное значение x= x = x

109 3. Основы программирования Другие операции С/С++ Операция последовательного вычисления Операция последовательного вычисления, (запятая) связывает в одно целое несколько выражений. Выражения, разделенные запятой, вычисляются слева направо. Если операция «запятая» выполняется в правой части оператора присваивания, то она возвращает значение выражения, находящегося справа (вычисленного последним). Например, в результате выполнения: int i=0; float x=0, y=0; x= (y=3, y+1); переменная x получит значение 4. x = (y=3.5, i=2, x=y+i, i=x); переменная x получит значение 5. Приоритет операции «запятая» ниже, чем операции присваивания.

110 3. Основы программирования Другие операции С/С++ Другие операции Формат операцииНазвание Выражение_1 ? Выражение_2 : Выражение_3 Операция выбора & Идентификатор Взятия адреса * Идентификатор Разыменования указателя sizeof Идентификатор или sizeof ( Тип )Вычисление длины операнда (байт) Идентиф_структуры. Идентиф_члена Доступа к члену структуры Указатель_на_структуру -> Идентиф_члена Ссылки на член структуры Идентификатор [ Индексное_ выражение ]Индексации массива Пространство_имен :: Идентификатор Разрешения области действия ( Выражение )Повышения приоритета операций

111 3. Основы программирования Приоритет основных операций в С++ ОперацияПриоритет ::Высший. -> [ ] ( ) ! ~ * (разыменование) & sizeof преобразование типа / % * (умножение) + - > >= == != | && || ? = += -= *= /= %= &= |= ^= >>=

112 3. Основы программирования Преобразование типов в выражениях Неявные преобразования типов Если в выражение входят переменные и константы различных типов, они, в конечном итоге, преобразуются к одному, «покрывающему», типу. Компилятор последовательно преобразовывает операнды каждой операции в тип «покрывающего» операнда, с которым совпадает тип результата. char ch; int i; float f; double d; result = ( ch / i ) + ( f + d ) – ( f + i ) int double float int double float double

113 3. Основы программирования Преобразование типов в выражениях Неявные преобразования типов: иерархия типов данных Тип данныхстаршинство long double (в MS VS совпадает с double)Высший double float unsigned long (в MS VS совпадает с unsigned int) long (в MS VS совпадает c int) unsigned int int short (short int) unsigned char char boolНизший

114 3. Основы программирования Преобразование типов в выражениях Явные преобразования типов Для явного приведения типов в С++ можно использовать операцию static_ cast: Результат = static_cast ( Аргумент ); Старый синтаксис: Результат = ( Tребуемый_тип ) Аргумент ; или Результат = Tребуемый_тип ( Аргумент ) ; Например: aCharVar = static_cast (anIntVar); aCharVar = (char) anIntVar; aCharVar = char (anIntVar);

115 3. Основы программирования Преобразование типов в выражениях Явные преобразования типов // cast.cpp (от Лафоре) #include using namespace std; int main() { int intVar = ; // intVar = (intVar * 10) / 10; // product overflow cout

116 3. Основы программирования Преобразование типов в выражениях Явные преобразования типов (потеря значащих цифр) // cast1.cpp (от Воротницкого) #include using namespace std; int main() { int intVar = ; // intVar = (static_cast (intVar) * 10) / 10; //cast to float cout

117 3. Основы программирования Стандартные потоки ввода и вывода // Эта программа рассчитывает скорость // с которой упадет тело, отпущенное с высоты h без начальной скорости #include using namespace std; int main() { const float g=9.8; float h; cout >h; float v=sqrt(2.0 * g * h); cout

118 3. Основы программирования Стандартные потоки ввода и вывода Вывод с использованием cout Оператор cout

119 3. Основы программирования Стандартные потоки ввода и вывода Вывод с использованием cout В операторе cout

120 3. Основы программирования Стандартные потоки ввода и вывода // formatted output // Демонстрирует форматируемый вывод в С++ #include using namespace std; int main() { int i=456; double x= ; bool b=true; char c=66; void* p=&x; cout

121 3. Основы программирования Стандартные потоки ввода и вывода Вывод с использованием cout В операторе cout

122 3. Основы программирования Стандартные потоки ввода и вывода

123 Хотим: Please, enter the value of height (m): Способ 1: cout

124 3. Основы программирования Стандартные потоки ввода и вывода Хотим: Hello, Способ 1: соответствует код ASCII =0F 16 cout

125 3. Основы программирования Стандартные потоки ввода и вывода // width1.cpp // Демонстрирует необходимость применения манипулятора setw #include using namespace std; int main() { long pop1= , pop2=47, pop3=9761; cout

126 3. Основы программирования Стандартные потоки ввода и вывода Результат выполнения программы width1.cpp CITY POPULATION Seattle Hightown 47 Lowville 9761

127 3. Основы программирования Стандартные потоки ввода и вывода // width2.cpp // Демонстрирует применение манипулятора setw #include using namespace std; int main() { long pop1= , pop2=47, pop3=9761; cout

128 3. Основы программирования Стандартные потоки ввода и вывода Результат выполнения программы width2.cpp CITY POPULATION Seattle Hightown 47 Lowville 9761 Манипулятор setw устанавливает ширину поля для вывода следующей за ним строки или следующего числа. Выводимая строка или число прижимаются вправо. Если параметр, заданный в манипуляторе меньше, чем длина строки или числа, манипулятор игнорируется.

129 3. Основы программирования Стандартные потоки ввода и вывода Ввод с использованием cin Оператор cin >>h; требует ввода из стандартного потока значения, которое будет записано в памяти ЭВМ по адресу, где располагается переменная h. Идентификатор cin – объект С++, предназначенный для работы со стандартным потоком вывода. Стандартный поток ввода обычно содержит данные, вводимые с клавиатуры. Операция >> называется операцией извлечения. Она копирует содержание объекта, находящегося в правой части, в объект, содержащийся в левой части. cin >> Переменная

130 3. Основы программирования Стандартные потоки ввода и вывода Ввод с использованием cin Преобразование вводимого значения в двоичное представление производится в соответствии с типом переменной, значение которой вводится (форматированный ввод). После ввода значения пользователь должен нажать Enter Допускается каскадирование операции >> : int i; double x; char c; cin >> i >> x >> c; В этом случае вначале вводится значение i, затем – один или несколько разделителей (пробел или Enter), затем – значение x, затем – разделитель(и), затем – значение с. Завершается ввод нажатием Enter. Чтобы ввести символ, не нажимая Enter, следует использовать библиотечные функции _getch() или getche() (с отображением echo), описанные в conio.h. Например, char c=_getch(); Возвращаемое значение можно игнорировать: _getch();