PODSTAWY INFORMATYKI

PODSTAWY INFORMATYKI

Wykład 2

Język C

Literatura

Literatura:
1. Kernighan B.W., Ritchie D.M., Język ANSI C, WNT, Warszawa

1994.

2. Stroustrup B., Język C++, WNT, Warszawa 1994.
3. Eckel B., Thinking in C++ (Edycja polska), Helion 2002.
4. Grębosz Jerzy, Symfonia C++ t. I-III, Oficyna Kallimach, Kraków 1999.
5. Wróblewski Piotr, Język C++ dla programistów, Helion, Gliwice 1994.
6. Zalewski Andrzej, Programowanie w językach C i C++ z

wykorzystaniem pakietu Borland C++, Nakom, Poznań 1995.

Strony WWW:
1.

http://www.mindview.net/

- darmowe książki Bruce'a Eckel'a.

2.

http://www.cuj.com/

- C/C++ User Journal, informacje dla

programistów
w C/C++.

3.

http://www.cprogramming.com/

- dużo ciekawych linków.

4.

http://www.cplusplus.com/

- ciekawa strona na temat języka C+

+.

Słowa kluczowe

auto double int struct
break else long switch
case enum register typedef
char extern return union
const float short unsigned
continue for signed void
default goto sizeof volatile
do if static while

Pierwszy program w C

#include <stdio.h>

main()
{
printf("Hello, world\n");
return 0;
}

Elementy programu w

języku C

• Program w C, niezależnie od rozmiaru,

składa się z funkcji i zmiennych

• Funkcja zawiera instrukcje

określające, jakie operacje

obliczeniowe mają zostać wykonane

• Zmienne przechowują wartości

stosowane podczas obliczeń

Zmienne

• Zmienne przechowują wartości
• Zanim zmienna zostanie użyta,

musi zostać zadeklarowana

• Typy

podstawowe:

– char
– int
– float
– double

• Specyfikatory:

– short
– long
– unsigned

Deklaracje i zmienne

• Składnia deklaracji:

<typ> <nazwa_zmiennej>

• Nazwa zmiennej jest identyfikatorem
• Identyfikatory:

– składają się ze znaków alfanumerycznych

i znaku podkreślenia

– nie mogą zaczynać się cyfrą
– odróżniane są małe od wielkich liter

• Zmiennym można przypisywać

wartości i używać ich w wyrażeniach

Sterowanie: pętla

while

while (warunek) {

...

}

• Wartościowany jest warunek w nawiasach.
• Jeśli jest spełniony, wykonywane jest tzw.

ciało funkcji (instrukcje w nawiasach
klamrowych).

• Sterowanie powraca to wartościowania

warunku -jest ponownie wartościowany itd..

• Kiedy warunek okaże się fałszywy, sterowanie

przechodzi do następnej instrukcji po pętli.

Formatowane wyjście:

funkcja

printf

• printf

może wypisywać wartości

różnych typów: teksty, liczby
całkowite, zmiennoprzecinkowe,
znaki i inne.

int x;
x = 5;
printf(”example: %d+1=%d\n”,x,x+1);

Problem do

rozwiązania: konwersja

temperatur

Fahrenheit  Celsjusz

• Gabriel Daniel Fahrenheit wprowadził

skalę temperatur w 1714 r.

• Anders Celsius, wprowadził inną skalę

w 1742 r.

• Wzór przeliczający temperaturę:

T[Celsjusz] = (5/9) ·(T[Fahrenheit] - 32)

• Potrzebna jest tabelka wartości

Pierwsza wersja

/* print Fahrenheit-Celsius table
for fahr = 0, 20, ..., 300, acc. to K&R */
int main()
{
int fahr, celsius;
int lower, upper, step;
lower = 0; /* dolna granica tabeli */
upper = 300;

/* górna granica */

step = 20;

/* krok   */

fahr = lower;
while (fahr <= upper) {
celsius = 5 * (fahr-32) / 9;
printf("%d\t%d\n", fahr, celsius);
fahr = fahr + step;
}
return 0;
}

Wyniki:

0 -17
20 -6
40 4
60 15
80 26
100 37
120 48
140 60
160 71
180 82
200 93
220 104
240 115
260 126
280 137
300 148

Często stosowane z funkcją

printf

konwersje

%d

print as decimal integer

%6d

print as decimal integer, at least 6 characters wide

%f

print as floating point

%6f

print as floating point, at least 6 characters wide

%.2f

print as floating point, 2 characters after decimal point

%6.2f

print as floating point, at least 6 wide and 2 after decimal point

Druga wersja:

zmiennoprzecinkowa

#include <stdio.h>
/* print Fahrenheit-Celsius table for fahr = 0,

20, ..., 300; floating-point  version, acc. to K&R
*/

int main()
{
float fahr, celsius;
float lower, upper, step;
lower = 0; /* lower limit of temperature scale */
upper = 300;

/* upper limit */

step = 20;

/* step size   */

fahr = lower;
while (fahr <= upper) {
celsius = (5.0/9.0) * (fahr-32.0);
printf("%3.0f %6.1f\n", fahr, celsius);
fahr = fahr + step;
}
return 0;
}

Wyniki:

0 -17.8

20 -6.7
40 4.4
60 15.6

... tutaj
pozostała
część tabeli ...

280 137.8
300 148.9

Definiowanie nazw -

krótko

#define nazwa tekst zastępujący
• Wszystkie wystąpienia nazwy (za

wyjątkiem stałych tekstowych i
części innych nazw) zostaną
zastąpione tekstem zastępującym

• nazwa ma postać identyfikatora
• tekst

zastępujący

może

być

dowolnym

ciągiem

znaków,

niekoniecznie liczb

Trzecia wersja: pętla

for

#include <stdio.h>

#define LOWER

0

/* dolny zakres tabeli

*/

#define UPPER 300

/* górny zakres

*/

#define STEP 20

/* krok*/

/* Wypisywanie tabeli Fahrenheit-Celsius, według K&R

*/

int main()
{
int fahr;
for (fahr = LOWER; fahr <= UPPER; fahr = fahr + STEP)
printf("%3d %6.1f\n", fahr, (5.0/9.0)*(fahr-32) );
return 0;
}

Instrukcja

for

• Instrukcja

for

organizuje pętlę, jest

uogólnieniem

while

• Wewnątrz nawiasów umieszczane są trzy

części oddzielane średnikami:

– inicjalizacja
– warunek
– modyfikacja

• Przykład:

for(i=0;i<10;i=i+1) {...}

* jako specyfikator

szerokości i/lub precyzji

• Szerokość lub precyzja mogą być

zdefiniowane przez gwiazdkę (*).
Wtedy określa je następny
argument, koniecznie typu int.

• Przykład:

printf("%.*f", max, x);

printf

- sterowanie

formatem

%[flagi] [szerokość] [precyzja]
[modyfikator_wielkości] typ_parametru

• Flagi:

- wyrównuje liczbę do lewej (normalnie

byłaby wyrównana do prawej)

+ liczba zawsze zaczyna się od znaku "+"

(dla dodatnich) lub "-" (dla ujemnych),
normalnie znak jest wyświetlany tylko dla
liczb ujemnych

printf

- sterowanie

formatem - c.d.

%[flagi] [szerokość] [precyzja]
[modyfikator_wielkości] typ_parametru

• Szerokość:

n określa, ile znaków zostanie wyświetlonych. Jeśli n

jest większe od szerokości liczby, to zostanie ona
uzupełniona spacjami. Jeśli jest mniejsze to liczba nie
zostanie ucięta.

0n określa, ile znaków zostanie wyświetlonych. Jeśli n

jest większe od szerokości liczby, to zostanie ona
uzupełniona zerami. Jeśli jest mniejsze to liczba nie
zostanie ucięta

.

printf

- sterowanie

formatem - c.d.

%[flagi] [szerokość] [precyzja]
[modyfikator_wielkości] typ_parametru

• Modyfikator wielkości:

l określa, że parametr jest typu long (np.

long int to

%ld)

h określa, że parametr jest typu short (np.

short int to

%hd)

printf

- przykłady wydruku

0.521

"[%6.3f]”

"[%-6.3f]”

"[%06.3f]”

"[%

+6.3f]"

• wyświetli się "[ 0.521]". Liczba 6 oznacza

szerokość całej liczby, a nie tylko części
przed przecinkiem. Ponieważ szerokość
liczby jest równa pięć, to została dodana
jedna spacja przed liczbą.

• wyświetli się "[0.521 ]". Jak wyżej, tylko

spacja została dodana po liczbie
(wyrównanie do lewej).

• wyświetli się "[00.521]". Zamiast spacji,

zostało dodane zero.

• wyświetli się "[+0.521]". Oczywiście dla

wartości -0.521 wyświetli się znak
minus, nie plus.

printf

- przykłady

short s = 1235;
int i = 12345;
long l = 12345678;
unsigned u = 65535;

format wyjście

|%d\%d| |12345|-12345|
|%8d|%8d| | 12345| -12345|
|%-8d|%-8d| |12345 |-12345 |
|%+8d|%+8d| | +12345| -12345|
|%-+8d|%-+8d| |+12345 |-12345 |
|%08d|%08d| |00012345|-0012345|
|% 08d|% 08d| | 0012345|-0012345|
|%+08d|%+08d| |+0012345|-0012345|
|%10.8d|%10.8d| | 00012345| -00012345|

printf

- przykłady

short s = 1235;
int i = 12345;
long l = 12345678;
unsigned u = 65535;

format wyjście

wid = 14;
..."|%*d|\n", wid, i ); | 12345|
wid = 9;
..."|%*d|\n", wid, i ); | 12345|
"|%14ld|%14ld|", l, -l | 12345678|...
"|%u|%d|", u, u |65535|-1|
|%3ld| |12345678|

printf

- przykłady

short hex = 0x0b52;

format wyjście

|%x| |b52|
|%X| |B52|
|%.4x| |0b52|
|%04x| |0b52|
|%10.8X| | 00000B52|

printf

- przykłady

short oct = 0571;

format wyjście

|%o| |571|
|%5o| | 571|
|%8.5o| | 00571|

printf

- przykłady

long l = 12345678;

format wyjście

|%#lo| |057060516|
|%#lx| |0xbc614e|
|%#ld| |12345678|

printf

- przykłady

float f = 5.555555;

format wyjście

|%f| |5.555555|
|%.2f| |5.56|
|%10f| | 5.555555|
|%10.2f| | 5.56|
|%010.2f| |0000005.56|
|%-10f| |5.555555 |
|%+.2f| |+5.56|

printf

- przykłady

double ff = 1234000000.0;

format wyjście

|%.3e| |1.234e+09|
|%E| |1.234000E+09|
|%.3E| |1.234E+09|
|%12.5e| | 1.23400e+09|

printf

- przykłady

char c = ‘A’;

format wyjście

|%c| |A|
|%4c| | A|
|%-4c| |A |
|%04c| | A|

Precyzja a łańcuchy

:%s: :hello, world:
:%10s: :hello, world:
:%.10s: :hello, wor:
:%-10s: :hello, world:
:%.15s: :hello, world:
:%-15s: :hello, world :
:%15.10s: : hello, wor:
:%-15.10s: :hello, wor :

Wypisanie tekstu ”hello, world” (12 znaków) z
dwukropkami

printf

- przykłady

char str[] = "This is all there is.";

format wyjście

|%s| |This is all there is.|
|%30s| | This is all there is.|
|%5s| |This is all there is.|
|%.5s| |This |
|%-30s| |This is all there is. |
|%10.2s| | Th|

Typy danych i rozmiary

• Jest tylko kilka podstawowych typów danych w

C:

– char

pojedynczy bajt, mogący przechowywać jeden znak

z lokalnego zestawu znaków

– int

liczba całkowita, zwykle odzwierciedlająca rozmiar

słowa maszynowego na danym komputerze

– float

liczba zmiennoprzecinkowa pojedynczej precyzji

– double

liczba zmiennoprzecinkowa podwójnej precyzji

• Dodatkowo z powyższymi mogą być stosowane

kwalifikatory opisujące dodatkowe typy:

– short

i

long

stosowane do liczb całkowitych

• Słowo

int

może być opuszczone w takich deklaracjach i

zwykle tak się robi

– signed

lub

unsigned

mogą byś stosowane do

char

i innych

typów całkowitych

Typy danych i rozmiary

- c.d.

• short

i

long

s powinny być różnej długości

• int

ma zwykle rozmiar wynikający z

długości słowa maszyny

• short

ma zwykle 16 bitów,

int

ma 16 bitów

lub 32 bity

• Każdy kompilator może obsługiwać inne

rozmiary typów całkowitych, zależnie od
możliwości sprzętu. Zastrzega się, że

short

i

int

mają co najmniej 16 bitów,

long

co

najmniej 32 bity,

short

jest nie dłuższy niż

int

, który jest nie dłuższy niż

long

.

Typy danych i rozmiary

- c.d.

• Kwalifikator

signed

lub

unsigned

może być

zastosowany do

char

lub innych typów całkowitych

• Liczby

unsigned

są zawsze nieujemne, podlegają

zasadom arytmetyki modulo 2

n

, gdzie n jest

długością zmiennej danego typu w bitach

• Na przykład, jeśli

char

ma 8 bitów:

– unsigned

char

mają wartości od 0 do 255,

– signed

char

s mają wartości od -128 do 127 (w arytmetyce

dopełnień do 2)

• Typ

char

może być signed lub unsigned - zależy od

maszyny. Znaki drukowalne są zawsze dodatnie.

Typy danych i rozmiary

- c.d.

• Typ

long

double

określa liczby zmienno-

przecinkowe o podwyższonej precyzji

• Tak jak w przypadku liczb całkowitych,

rozmiary typów zmiennoprzecinkowych są

zależne od implementacji

• float

,

double

i

long

double

mogą

reprezentować jeden, dwa lub trzy różne

rozmiary

• Standardowe

nagłówki

<limits.h>

i

<float.h>

zawierają stałe symboliczne dla

wszystkich tych rozmiarów, wraz z innymi

własnościami zależnymi od kompilatora i

maszyny

Stałe

• Stała całkowita taka jak 1234 jest typu

int

• Stałe

long

są zapisywane z przyrostkiem l lub L:

123456789L

• Stałe całkowite bez znaku (unsigned) są zapisywane

z przyrostkiem u lub U (ul oznacza unsigned long)

• Poprzedzające stałą 0 (zero) oznacza stałą ósemkową

System ósemkowy: np.

31 oct = 25 dec

• Poprzedzające stałą 0x lub OX oznacza stałą

szesnastkową

• Przykład:

31 = 037 = 0x1f

• Inny przykład:

0XFUL to stała typu unsigned long o wartości

dziesiętnej 15

Stałe - c.d.

• Stała znakowa (character constant) to wartość

całkowita, zapisywana jako pojedynczy znak w

apostrofach, np. 'x'

• Wartość stałej odpowiada kodowi znaku w

lokalnej tablicy kodów

• Przykład:

'0' ma wartość 48 w kodzie ASCII

• Stałe znakowe biorą udział w operacjach

arytmetycznych tak jak inne stałe całkowite

• Niektóre znaki mogą być reprezentowane przez

specjalne, dwuznakowe sekwencje

– przykład: '\n' (znak nowego wiersza)
– sekwencja, chociaż składa się z dwóch znaków,

reprezentuje jeden znak

Sekwencje specjalne

\a

alert (bell)

character

\\

backslash

\b backspace

\?

question mark

\f formfeed

\'

single quote

\n newline

\" double quote

\r carriage return \ooo octal number

\t horizontal tab

\xhh

hexadecimal

number

\v vertical tab

Stałe i wyrażenia

• Stałe wyrażenie jest wyrażeniem,

w którym występują tylko stałe

• Stałe wyrażenie może być

obliczone podczas kompilacji, a
nie wykonania programu

Stałe łańcuchowe

• Stała łańcuchowa albo stała tekstowe

(lub znakowa) jest ciągiem zera lub
więcej znaków otoczonych przez znaki "

• Przykład:

"Jestem łańcuchem znakowym"

• Stałe znakowe mogą być łączone

(konkatenowane) podczas kompilacji:

"hello, " "world"

jest równoważne:

"hello, world"

Stałe wyliczeniowe

• Wyliczenie jest listą stałych o wartościach całkowitych, np.

enum boolean { NO, YES };

• Pierwsza nazwa w enum ma wartość 0, następna 1 itd., chyba,

że zostaną określone inne wartości.

• Jeśli nie wszystkie wartości zostaną podane, to dla

nieokreślonych przyjęte zostaną wartości będące kontynuacją
ostatniej podanej wartości, jak np.:
enum months {JAN = 1, FEB, MAR, APR, MAY, JUN,

JUL, AUG, SEP, OCT, NOV, DEC };

/* FEB = 2, MAR = 3, itd. */

• Nazwy w tym samym i nazwet różnych wyliczeniach nie mogą

się powtarzać. Wartości mogą się powtarzać.

Operatory logiczne

&

logiczny operator

AND
|

logiczny operator

OR
!

logiczny operator

NIE
^ logiczne XOR

Operatory logiczne

przykład

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main(void)
{
int i; i=100;
printf("wartosc poczatkowa i:%d\n",i);
i=i^21987;
printf("i po pierwszym XOR:%d\n",i);
i=i^21987;
printf("i po drugim XOR:%d\n",i);
system("pause");
return 0;
}

/*WYNIK:
wartosc poczatkowa
i:100
i po pierwszym
XOR:21895
i po drugim XOR:100
*/

Operatory arytmetyczne

• +, -, *, /, %
• Przykład:

rok przestępny jest rokiem, którego numer
jest podzielny przez 4, ale nie przez 100,
chyba, że jest podzielny przez 400 - wtedy jest
przestępny.

if ((year%4 == 0 && year%100 != 0) || year%400 == 0)

printf("%d to rok przestępny\n", year);
else
printf("%d nie jest przestępny\n", year);

Operatory relacji

• Porównywanie wartości:

> >= < <=

• Badanie równości:

== !=