Język C/C++

Typy, stałe, zmienne, tablice

Typy zmiennych



Języki C dostarczają dwa rodzaje typów:



typy podstawowe,



typy pochodne, wyprowadzane z typów

podstawowych za pomocą operatorów deklaracji i

mechanizmu deklarownia struktury

Typ danej określa jakie operacje mogą być

wykonywane na danej danego typu i jak te

operacje są intrerpretowane

Z każdą daną związany jest typ określony:

jawnie (w deklaracji/definicji),
poprzez użycie literału (napisu z którego

ten typ wynika)

Typy podstawowe

(nazwy są słowami kluczowymi)



Typami podstawowymi są:



char



int

do reprezentownia zmiennych całkowitych różnych rozmiarów,



float



double

do reprezentownia zmiennych zmiennopozycyjnych
Modyfikatory typu unsigned / signed (domniemany) short /

long do zmiany dokładności i znakowości danych

(np. unsigned long int to całkowita, 4 bajtowa, zakres od 0 –do

ok.4 mld)

CHAR jest LICZBĄ

Typy

(kombinacje signed/unsigned;
short/long;
nazw int, char, float, double)



char (ze znakiem)

- 1 bajt

-128 do 127



unsigned char

- 1 bajt

0 do 255



unsigned short

- 2 bajt

0 do 65535



signed short

- 2 bajty

-32768 do 32767



 



unsigned int

- 2 bajty

0 do 65535



signed int

- 2 bajty -32768 do 32767



unsigned long int - 4 bajty

0 do 4294967295



signed long int - 4 bajty

-2147483648 do 2147483647



float

- 4 bajty 3.4 E- 38 do 3.4e+38



double

- 8 bajtów 1.7 E-308 do 1.7 E+308



long double

- 10 bajtów 3.4 E-4932 do1.1E+4932

Gdy brak nazwy – to domyślnie jest int
Przy wyborze typu należy pamiętać, że za lepszą dokładność płaci się
większymi żądaniami zasobowymi, a powyższa elastyczność ma różnice
implementacyjne

Standard języka zapewnia



signed char, unsigned char, char – to różne typy,
choć zajmują tyle samo miejsca w pamięci



1=sizeof(char)<=sizeof(short)<=sizeof(int)<=size
of(long)



sizeof(float)<=sizeof(double)<=sizeof(long
double)



sizeof(T)=sizeof(signed T)=sizeof(unsigned T)
gdzie T – typ char, short, int, long

Literały (stałe)



W programach często posługujemy się
stałymi. Możemy używać:



- stałych całkowitych (np. 15)



- stałych zmiennopozycyjnych (np. –1.3E-2)



- stałych znakowych (np. ‘A’)



- literałów napisowych (np. ”Ala ma kota”)



W większości implementacji brak
logicznych

Stałe całkowite



Dziesiętne (bez znaków wiodących) np.:

15, -100



Ósemkowe (jeśli napis zaczniemy od cyfry 0)

014 to 1*8

1

+4*8

0

=12

10



Szesnastkowe (jeśli zapis zaczniemy od 0x/0X)

z cyframi a-f lub A-F (10-15)

0xA1 to 10*16

1

+1*16

0

=17

10



Stałe całkowite traktowane są jak int, chyba,

że trzeba traktować je jako long – wtedy

dopisujemy (przyrostkowo) l/L np. 200L

Stałe zmiennoprzecinkowe



Zapis klasyczny (z kropką), np. 8.22 3. -.6



Notacja naukowa z wykładnikiem
8e2 (to 800) -6.8E-5 (to -0,000068)



Część całkowitą i ułamkową można pominąć, ale
nie obie naraz.



Stałe są traktowane jako double, chyba że
musimy ustalić rozmiar jawnie - używamy
przyrostka f/F lub l/L



Jak widać tutaj nie rozróżnia się wielkości liter!!!

Stałe znakowe



Ujmujemy znaki w symbole apostrofu!!!
‘a’ ‘7’ (cyfra 7 – nie liczba 7)



Podajemy kod znaku ósemkowo lub
szesnastkowo (ale też w apostrofach)
‘\x6B’ to mała litera k (kod 107)



‘\061’ to znak cyfry 1 (kod 49)

Są jednak znaki, których nie można bezpośrednio
umieścić między apostrofami. Służą one do
sterowania wypisywanym tekstem. Są to znaki nie
mające reprezentacji graficznej



'\b' - cofacz(Bsp )

'\v' - tabulator pionowy



'\f' - nowa strona

'\a' - sygnał alarmowy



'\n' - nowa linia -NL(LF)

'\r' - powrót karetki



'\t' - tabulator poziomy 



'\\' backslash '\' ' - apostrof



'\" ' - cudzysłów

'\?' = pytajnik.



 '\0' - NULL specjalny znak o kodzie 0



‘\0oo’

- ASCII ósemkowo (oktalna)



‘\xhh’

- ASCII szesnastkowo

(heksadecymalna)

Stałe tekstowe (stringi)



Ciągi znaków ujęte w cudzysłów



Przechowywane są w pamięci jako ciąg znaków zakończony

znakiem o kodzie 0(zero) - NULL, dlatego jednoznakowy

string ma długość 2 char’y (jeden na znak i drugi na NULL)



Ze względu na szczególny charakter znaków w rodzaju ” ‘ \

i podobnych, musimy je w stringu poprzedzić

backslashem \

”Witamy w świecie \”C\\C++\””

co daje napis : Witamy w świecie ”C\C++”



Jeśli w napisie umieścimy znak zero \0 to tam się napis

skończy (na ogół)



Jeśli napis jest długi i nie mieści się w jednej linii programu,

kończymy cudzysłowem w jednej i zaczynamy od

cudzysłowu w kolejnej linii. Kompilator je złączy.

Deklaracje stałych (nie-
literałów)



Za pomocą słowa kluczowego const np.:

const float pi=3.14;



Każda próba przypisania stałej pi

wartości (nawet 3.14) jest traktowana

jako błąd



Za pomocą dyrektywy preprocesora

#define np.:

#define pi 3.14



Przed analizą tekstu przez kompilator

następuje automatyczna zamiana tokenów pi

na stałą liczbową 3.14

Typ void



Specyfikuje pusty zbiór wartości



Nie występuje jako typ podstawowy (nie
może być zmiennej/stałej tego typu)



Jest typem funkcji, która nie przekazuje
żadnej wartości



Jest wskaźnikiem do obiektu nieznanego
typu
(coś w rodzaju Pointer pascala)

To były typy proste – a
złożone?



Istnieje nieskończenie wiele typów

pochodnych konstruowanych z typów

podstawowych (tablice, funkcje, wskaźniki,

stałe <const>, klasy, struktury, unie)



Można je wyprowadzić z prostych, za pomocą

operatorów:



Indeksowania []



Wskazania *



Deklarowania funkcji ()



Referencji &



Indeksowanie i funkcje są przyrostkowe,

wskazanie i referencja przedrostkowe.

Deklaracje zmiennych



Postać deklaracji:

typ

lista

;



Gdzie:

lista

to oddzielone przecinkami:



nazwa zmiennej



nazwa zmiennej=stała



nazwa tablicy[liczba elementów]



nazwa tablicy[liczba elementów]={lista

stałych}



nazwa tablicy[ ]={lista stałych}



*nazwa zmiennej adresowej

Należy pamiętać, że w C/C++ jak w każdym języku o znaczeniu praktycznym,
użycie zmiennej musi być poprzedzone jej deklaracją

Tablice



To dane jednego typu (niekoniecznie
prostego) zajmujące ciągły (przyległy) obszar
pamięci (wektor pamięci)



Lokalizacja pojedynczego (atomowego)
składnika tablicy wymaga podanie jej nazwy
oraz indeksu (indeksów) ujętego (dla każdego
wymiaru) w operator indeksowania []



Rozmiar/rozmiary tablicy muszą być znane w
trakcie kompilacji (dynamiczna alokacja
pamięci to praca ze wskaźnikami – później)

Deklaracja tablicy
(jednowymiarowej)



Typ nazwa[liczba elementów]

indeks może zmieniać się od zero do liczba

elementów-1.



Uwaga program nie kontroluje (na ogół)

przekroczenia zakresu, np.

float boki[3];

deklaruje tablicę zmiennoprzecinkowych :

boki[0], boki[1], boki[2]

przypisanie boki[3]=5; spowoduje zniszczenie

(wstawienie float 5.0) w komórki pamięci

leżące bezpośrednio za tablicą boki

Tablica jednowymiarowa cd



Nadanie wartości elementom tablicy może
odbywać się:



Programowo np. boki[2]=7.e-3;



Podczas deklaracji np.
float boki[3]={3,7.5,20e-2};
gdy wymienionych stałych jest mniej, reszta
uzupełniana jest zerami, np.
float boki[3]={3}; //boki

0

=3, boki

1,2

=0



Możliwa jest kombinacja bez podania rozmiaru, jeśli
podana jest lista stałych – rozmiar jest taki jak długość
listy, np.
int a[]={1,2,3,4,5,0,0}; // tak jak int a[7]={1,2,3,4,5};

Tablice wielowymiarowe



To tablice tablic, operator indeksowania działa na
jednym indeksie



int tab[2][3]; // macierz 2 wierszex3 kolumny



Nadajemy wartości jak poprzednio, pamiętając, że:



Odwołanie w programie – każdy indeks w nowym
nawiasie



Nadanie wartości w deklaracji - najszybciej zmienia się
ostatni indeks



Niepełna lista stałych generuje brakujące zera



Kombinacja z brakującym rozmiarem jest
dozwolona tylko dla pierwszego indeksu

Uwagi o deklaracji
zmiennych



C/C++ są elastyczne, jeśli chodzi o
miejsce deklaracji (nie jak w Pascalu,
gdzie sekcje deklaracji i instrukcji były
rozdzielone)



Istnieją różnice implementacyjne
dotyczące zakresu ważności deklaracji
w wewnętrznych blokach (albo od
deklaracji do końca funkcji, albo tylko
wewnątrz bloku)

Program o algorytmie liniowym
to nieporozumienie (albo
przykład)



Wykonaniem instrukcji trzeba sterować



Instrukcją wyboru



Instrukcją wielokrotnego wyboru



Instrukcjami iteracyjnymi



Rekurencją



Pozostałymi instrukcjami sterującymi



Prawie zawsze za wyborem stoją
uwarunkowania logiczne

W języku C/C++ brak typu
logicznego



Decyduje wartość wyrażenia dowolnego
typu



Wartość 0 (zero) odpowiada fałszowi



Wartość niezerowa odpowiada prawdzie



Operacje relacji i operacje logiczne dają
wynikową wartość zero gdy wynikiem
jest fałsz i różną od zera gdy wynikiem
jest prawda

Instrukcja if



Składnia instrukcji if

if (wyrażenie decydujące)instrukcja1;



Składnia instrukcji if else

if (wyrażenie decydujące)instrukcja1;

else instrukcja2;



Instrukcja1 zostanie wykonana gdy wyrażenie będzie niezerowe

a instrukcja2 tylko w przypadku gdy wystąpiła konstrukcja z else

i wyrażenie ma wartość zero



Gdy instrukcja1 lub/i instrukcja2 są złożone, należy użyć

nawiasów { }, uwarunkowane jest wówczas wykonanie

wszystkich instrukcji wewnątrz nawiasów. Użycie nawiasów { }

jest manierą tzw. „prawdziwych Cecowców” nawet gdy

uwarunkowana jest tylko jedna instrukcja

Jeszcze o zagnieżdżonych if
else



Instrukcja else wiązana jest z ostatnią if,
która nie ma else



Do zmiany tego przyporządkowania
używamy { }

if(a>0) if (b<0) printf(”a>0 i b<0”);else
print(”a>0 i b>=0”);

if(a>0){if (b<0) printf(”a>0 i b<0”);}else
print(”a<=0”);

Namiastka if else - ?:



W C/C++ występuje unikalna konstrukcja

szacowania wartości, która w prostych

przypadkach alternatywego wyznaczania wartości

zastępuje if else. Ma postać:



(warunek)?wyrażenie1:wyrażenie2

wynikiem jest wartość wyrażenia1 gdy warunek

jest prawdziwy (różny od zera) lub wartość

wyrażenia2 gdy warunek jest fałszywy (równy

zeru)



Uwaga: ta konstrukcja (zwana operatorem

pytajnikowym) zastępuje if else tylko w

określonych przypadkach. if else służy bowiem do

warunkowania wykonania instrukcji (a nie tylko

pojedynczego podstawienia)

Wybór wielokrotny



W przypadku, gdy od wartości jednego

wyrażenia (o typie porządkowym) zależy

wybór instrukcji używa się zdania switch

o postaci:



switch (wyrażenie desygnujące)

{

case wyrażenie stałe1:instrukcje1;

…

default : instrukcje_w_przeciwnym_razie:

}

Uwagi o switch



Wyrażeń stałych nie można grupować, tworzyć
z nich listy, okrojeń itp. – przed każdą
wartością musi stać słowo case a po niej
dwukropek



Równość wyrażenia stałego z desygnującym to
”punkt wejścia” do listy instrukcji. Od tego
miejsca do końca switch wykonywane są
kolejne instrukcje (także z innymi case). Do
przerwania służy instrukcja break



Manierą jest ujmowanie instrukcji (po
dwukropku) w klamry

Instrukcje iteracyjne



Wykonywanie pętli programowych to

wykorzystanie naturalnych zalet komputera.

Jak wszystkie praktyczne języki, C/C++

mają kilka konstrukcji iteracyjnych:

while, do i for



Zawsze należy dbać o poprawne

skonstruowanie warunków zakończenia pętli

– powszechność pętli w algorytmach to

także powszechność zawieszania się

programów w wyniku złej konstrukcji końca

pętli

Instrukcja while



Instrukcja while



Składnia tej instrukcji jest następująca:



while (wyrażenie) instrukcja;



W pętli while wykonanie instrukcji

powtarza się tak długo, jak długo wartość
wyrażenia jest różna od zera (prawdziwa).
Sprawdzenia tego warunku dokonuje się
przed każdym wykonaniem instrukcji.

Przykłady z while

#include<stdio.h>
void main()
{

char znak;
znak = getchar(); // pobierz znak, <enter>
while(znak != ‘t’)

{ // blok instrukcji

putchar(znak); //wypisz znak

znak = getchar();
}
}

#include<stdio.h>
void main()
{

char znak;
while ((znak = getchar())!= ‘t’)

{ // blok instrukcji

putchar(ch);

}
}

Pętle są częstym (i wdzięcznym) polem „manieryzmu” skutecznie
zmniejszającego czytelność tekstu programu

Instrukcja do..while



Instrukcja do...while



Składnia instrukcji jest następująca:



do instrukcja while wyrażenie;



W pętli do...while wykonanie instrukcji

powtarza się tak długo, jak długo wartość

wyrażenia jest różna od zera (prawdziwa).

Sprawdzenia tego dokonuje się po każdym

wykonaniu instrukcji, dlatego pętla wykona się

zawsze conajmniej raz; to różni ją od pętli while

która może nie wykonać się wcale.

Od znanej z Pascala repeat..until różni ją

przeciwne uwarunkowanie kontynuacji

Porównanie while z do while

#include<stdio.h>
#include<conio.h>
void main()
{
int i=0; float licznik=0;
clrscr();
while(i)
{ // blok instrukcji

printf (”i=%d\n”,i);

i--;
licznik++;
}
printf (”po pętli licznik=%f”,licznik);
}

Wartość licznika 0

#include<stdio.h>
#include<conio.h>
void main()
{
int i=0; float licznik=0;
clrscr();
do
{ // blok instrukcji
printf (”i=%d\n”,i);
i = i-1;
licznik++;
} while (i);
printf(”po pętli licznik=%f”,licznik);
}

Wartość licznika 65536 (???)

Potężna pętla for



Instrukcja for



Składnia pętli for ma postać:



for (inst_ini; wyr_war; wyr_krok) instrukcja;



inst _ini wykorzystywana jest zwykle do deklarowania

(C++)

i inicjowania początkowych wartości zmiennych na

potrzeby pętli,



wyr_war wyrażenie warunkowe wykorzystywane jest do

testowania warunków wykonywania pętli,



wyr_krok określa zmianę stanu pętli i używane jest

zwykle do zwiększania lub zmniejszania zmiennej

indeksującej pętlę.



Wszystkie składniki w nawiasie są opcjonalne, jednak

muszą być zachowane średniki je oddzielające

Dalszy ciąg for



Praca pętli for wykonywana jest według
nastepującego algorytmu:



1. Wykonują się instrukcje inicjujące pętlę inst_inic.



2. Obliczana jest wartość wyrażenia wyr_war. Jeśli

wartość tego wyrażenia jest równa zero, praca pętli
jest przerywana.



3. Jeśli powyżej okazało się, że wyr_war jest != 0,

wtedy wykonywana jest instrukcja



4. Po wykonaniu instrukcji, obliczana jest wartość

wyrażenia wyr_krok.



Powtarzany jest punkt 2.

Jeszcze o pętlach

Pętlami tzw. nieskończonymi są

pętle:

for (;;)
{
//instrukcje
}

while( 1)

{
// instrukcje
}

do
{
//instrukcje
} while (1);

Pozostałe konstrukcje
sterujące



Do tej grupy instrukcji należą:



break;



continue;



return wyrażenie;



goto etykieta;

pozostałe sterujące



break – Służy do przerwania działania

pętli for, while, do...while oraz

instrukcji switch. Instrukcja ta, przenosi

sterowanie do instrukcji bezpośrednio

występującej po pętli lub po instrukcji

switch. Jeśli mamy do czynienia z pętlami

zagnieżdżonymi break przerywa tylko tę

petlę lub instrukcję switch w której

zostało użyte. Instrukcja break przerywa

pętlę zanim wyrażenie testujące pętlę

osiągnie wartość 0.

Pozostałe sterujące



continue -Instrukcja ta może być
używana tylko w pętli for, while,
do...while. Powoduje przeniesienie
sterowania na koniec pętli, pomijając
ciąg instrukcji do końca ciała pętli –
inaczej przechodzi do następnego
„obiegu” pętli.

Pozostałe sterujące



return pozwala funkcji na
natychmiastowe przeniesienie
sterowania do miejsca wywołania
funkcji i przekazania wartości stojącej
po słowie return (w przypadku funkcji
main do systemu operacyjnego).

Pozostałe sterujące



Instrukcja goto
Instrukcja ta, wykonuje bezwarunkowe
przeniesienie sterowania do miejsca
gdzie występuje dana etykieta. Etykieta
musi być umieszczona w tej samej
funkcji. Etykietą jest identyfikator po
którym występuje : (dwukropek)

Często używane w pętlach

operatory inkrementacji i dekrementacji

++;

--;

Realizują operacje zwiększania i zmniejszania o jeden.
Operatory dekrementacji i inkrementacji mogą mieć dwie formy:

- przedrostkową ( prefix):

++i; --i;

- przyrostkową (postfix):

i++; i--;

W obu przypadkach wynikiem jest zmiana wartości i, ale

wyrażenie ++i zwiększa i przed użyciem jej wartości,

natomiast wyrażenie i++ zwiększa zmienną i dopiero po użyciu

jej poprzedniej wartości. Jest to istotne w kontekście, w którym

ważna jest wartość zmiennej i, a nie tylko jej zmiana

Przykład :

i=10; x=++i; //daje i=11 oraz x=11
i=10; x=i++; // daje i=11 oraz x=10

Pytanie (do domu) co daje: i=1;j=3; a=i+++j;