POLITECHNIKA WARSZAWSKA
Instytut Automatyki i Robotyki
ZASADY PROGRAMOWANIA KOMPUTERÓW
ZAP  zima 2012
Język programowania: C/C++
Środowisko programistyczne: Qt
Wykład 4 : Liczby, znaki i napisy. Tablice dwuwymiarowe.
2
Biblioteki i pliki nagłówkowe
Biblioteki dołączamy do programu poprzez dołączanie tzw. plików
nagłówkowych. Plik nagłówkowy - plik zawierający deklaracje zmiennych i
funkcji tworzących bibliotekę.
Standardowy format dołączania plików nagłówkowych typowych dla C++:
#include // iostream jest nazwą dołączanej biblioteki języka C++
Starszy format dołączania takich plików nagłówkowych:
#include
Biblioteki odziedziczone z języka C można dołączać dwojako:
w sposób tradycyjny dla języka C:
nie należy łączyć w
#include // stdlib.h jest plikiem nagłówkowym
jednym programie
obu tych stylów, bo
#include
odpowiednie
biblioteki nie są
równoważne (te w
lub w stylu C++, poprzedzając nazwę biblioteki literą  c :
stylu C++ zawierają
tzw. szablony)
#include
#include
3
Symbole specjalne, słowa kluczowe i nazwy
SYMBOLE SPECJALNE:
" jednoznakowe: + - * / = < > ( ) [ ] { } . , ; : ' ^  % ~
" dwuznakowe (dwa znaki traktowane jako całość): != <= >= == ++ -- || && itd.
SA
OWA KLUCZOWE:
ciąg znaków o ściśle określonym znaczeniu; np. (tych będziemy używać):
bool break case char const continue do else extern false float for goto if int
namespace new not or return short sizeof struct switch true using void while
NAZWY ( IDENTYFIKATORY ):
" ciąg liter i cyfr, zaczynający się od litery (tylko litery alfabetu łacińskiego)
" znak _ jest traktowany jak litera
" rozróżniane są małe i duże litery (!)
" liczba znaków jest dowolna
" muszą się różnić od słów kluczowych
Np.:
Nazwy poprawne: a A4 a4 _A4 liczbaPunktow przyklad_1 nowyTyp
Nazwy błędne: 5gr przykład_1 przyklad-1 a+b a[4] do
Typy
4
TYP jest zdefiniowany przez zbiór przyporządkowanych mu wartości
TYPY predefiniowane (najważniejsze)
int - podzbiór liczb całkowitych: -2147483648 .. 2147483647
(32 bity, czyli od -231 do 231-1)
double - podzbiór liczb rzeczywistych: 2.23*10-308 .. 1.79 *10308 (co do modułu)
(64 bity, 15-16 cyfr znaczących)
bool - dwie wartości: true (lub 1 liczbowo) oraz false (lub 0 liczbowo)
char - zbiór znaków w kodzie ASCII (8 bitów)
Ponadto w C++ (ale nie w C):
string - określa napis jako dowolny ciąg znaków
(uwaga: string traktujemy umownie jako typ; string nie jest
słowem kluczowym)
UWAGA: Aby można było korzystać z umownego typu string, trzeba dołączyć
bibliotekę (ale w Qt nie jest to potrzebne).
Uwaga: czym innym jest biblioteka , która obsługuje funkcje obsługi napisów typowe dla
języka C i nie jest tu używana.
5
Liczby
LICZBY CAA
KOWITE  ciąg cyfr poprzedzony znakiem + lub 
" zapis dziesiętny: 66 +123 -543
" zapis ósemkowy: 0 przed liczbą: 0102 (2*80+0*81 + 1*82 czyli 66 dziesiętnie)
" zapis szestnastkowy: 0x przed liczbą: 0x42 (2*160+4*161 czyli 66 dziesiętnie)
Zatem 102 i 0102 to zupełnie różne liczby !
LICZBY RZECZYWISTE - zapisuje się:
" w postaci dziesiętnej, z kropką zamiast przecinka, np.: 1.128 -12.3 -0.03
" w postaci wykładniczej; wówczas składają się z:
mantysy - liczba dziesiętna, gdzie w zapisie użyto kropki, a nie przecinka
litery e lub E - która oznacza podstawę wykładnika równą 10
cechy - jest liczbą całkowitą, oznacza wykładnik potęgi
cecha zawsze jest liczbą dziesiętną (nawet jeśli zaczyna się zerem)
Mantysa i cecha mogą być poprzedzone znakiem + lub 
Np.: +1.23e-5 (czytaj: 1,23 razy 10 do potęgi  5) -543e3 543E-003 0.16437e+12
6
Generowanie liczb losowych
Jest przydatne do szybkiego wypełniania tablic
rand ( ) - funkcja standardowa bez parametrów, z biblioteki cstdlib, generuje
liczbę losową całkowitą o rozkładzie jednostajnym z przedziału
<0, RAND_MAX>, gdzie RAND_MAX typu int jest stałą (równą 32767)
Jak używać funkcji rand( ):
#include // biblioteka zawierająca funkcje rand, srand i stałą RAND_MAX
#include // biblioteka zawierająca funkcję time
....
// instrukcja srand inicjuje generator liczb losowych wartością przypadkową,
// otrzymaną z zegara systemowego funkcją time (jest to tzw. zarodek liczb losowych)
// dzięki temu za każdym razem program losuje inne liczby:
srand (time(0));
cout << rand( ); // generuje liczbę losową całkowitą z przedziału <0, RAND_MAX>
cout << rand( ) / double(RAND_MAX); // generuje liczbę losową double z przedziału <0, 1>
cout << a+(b-a)*rand( ) / double(RAND_MAX); // generuje liczbę losową double z przedziału
// Prościej jest użyć funkcji modulo, choć nie zapewnia to rozkładu w pełni jednostajnego:
cout << rand( )%100; // generuje liczbę losową całkowitą z przedziału <0, 100)
cout << a+ rand( )%(b+1-a); // generuje liczbę losową całkowitą z przedziału
7
Znaki
Pojedynczy znak można zapisać następująco:
" w apostrofach, np. 'A' '@' '0'
" za pomocą kodu ASCII: każdemu znakowi przyporządkowany jest kod dziesiętny
z przedziału <0, 255>; zależność między typami char i int określa rzutowanie,
np. char (225) lub (char)255 oznacza znak o kodzie 225, czyli b�, zaś int ('A') jest równe 65.
Przykład 1: kody ASCII i odpowiadające im znaki można wydrukować za pomocą pętli:
for (int kod =0; kod<256; kod++)
cout << kod << "\t"<< (char) kod << endl;
Znaki w kodzie ASCII uporządkowane są następująco: ... 0 .. 9 ...... A .. Z ...... a .. z ...
Przykład 2: tak możemy sprawdzić, jakie znaki zawarte są między 'Z' i 'a':
for (char zn ='Z' +1; zn<'a'; zn++) // dodanie 1 do znaku oznacza następny w kodzie ASCII znak
cout << (int)zn << "\t" << zn << endl;
W zapisie znaku można też podać kod ósemkowy lub szestnastkowy:
np.: '\33' oznacza znak o kodzie ósemkowym 33, czyli Esc
'\xe1' oznacza znak o kodzie szestnastkowym e1, czyli b�
Uwaga: jak widać, wpisując kod ósemkowy lub szestnastkowy, po znaku \ nie należy pisać 0
Znaki specjalne (niektóre):
\n - przejście do nowej linii \t - tabulacja
\b - Backspace \\ - Backslash
\' - apostrof \" - cudzysłów
\a - sygnał dz
więkowy (alarm)
8
Napisy (łańcuchy) i operacje na nich
Napis (inaczej: łańcuch, tekst, string) - dowolny ciąg znaków ujęty w cudzysłowy, może
zawierać znaki specjalne, np.:
"napis \" Podaj liczbe \" zacheca do pisania " // napis zawierający w środku cudzysłowy
"Podaj promien kola \n" // napis zawierający znak przejścia do nowej linii
Napisy można ze sobą porównywać. Wynik jest zgodny z uporządkowaniem w kodzie
ASCII, np. "Jan" < "Jon", "Jan" < "Janina" oraz "Jan" < "jan". Niepoprawnie działa jednak
porównywanie napisów zawierających polskie znaki diakrytyczne.
" Do znaków w łańcuchu odwołujemy się jak do elementów tablicy jednowymiarowej,
poprzez indeksy, zaczynając od 0.
" Rozmiar łańcucha, czyli liczbę jego znaków można wyznaczyć za pomocą funkcji
size( ). UWAGA: funkcja ta nie ma parametrów (wnętrze nawiasów jest puste).
" A
ańcuchy można ze sobą łączyć za pomocą operatora +
3
0
2 4
1
string imie = "WITEK";
 W  K
dwa sposoby inicjowania  I  T  E
string mama ("ASIA");
napisów
...
imie[0] imie[4]
cout << imie[0]; // pierwszy znak napisu
imie[1]
cout << imie [imie.size( )-1]; // ostatni znak napisu
cout << imie + ".cpp " // wyświetli się "WITEK.cpp"
imie.size( ) jest tu równe 5
9
Wczytywanie znaków
Znaki można wczytywać dwojako:
�� tylko znaki widoczne  za pomocą instrukcji:
cin >> znak; gdzie znak jest zmienną typu char
(wczytuje pod zmienną pierwszy widoczny znak)
�� wszystkie znaki widoczne oraz tzw. znaki białe (spacja, Enter, Tab)  za
pomocą instrukcji:
cin.get (znak); gdzie znak jest zmienną typu char
Natomiast instrukcja bezargumentowa:
cin.get ( );
oznacza: poczekaj na wczytanie jakiegoś znaku; ta instrukcja zatrzymuje
bowiem działanie programu, dopóki nie wciśniemy jakiegoś znaku i nie wyślemy
go Enterem (najlepiej od razu wcisnąć Enter).
Ponadto:
cin.ignore ( );
ignoruje jeden znak w strumieniu wejściowym, co pozwala pominąć np. Enter z
wcześniejszego wczytywania znaków.
10
Wczytywanie napisów
Napisy można wczytywać dwojako:
�� od pierwszego widocznego znaku do pierwszego niewidocznego,
białego znaku (odstępu, Entera itp.)  za pomocą instrukcji:
cin >> napis; gdzie napis jest zmienną typu string;
�� linia po linii - za pomocą instrukcji:
getline (cin, napis); gdzie napis jest zmienną typu string;
Funkcja getline wczytuje do zmiennej typu string wszystkie znaki w
danym wierszu aż do napotkania Entera (ale Entera nie dopisuje do
tej zmiennej).
string dane;
cout << "napisz imie i nazwisko i wcisnij Enter ";
cin >> dane;
cout << " Witaj, " << dane; // wydrukuje się tylko imie
cout << "napisz imie i nazwisko i wcisnij Enter ";
getline (cin, dane);
cout << " Witaj, " << dane; // wydrukuje się imie i nazwisko
11
Tablice dwuwymiarowe
Definicja TABLICY
typ_elementów nazwa_tablicy [ilosc_wierszy] [ilosc_kolumn] ;
lub:
typ_elementów nazwa_tablicy [ilosc_wierszy] [ilosc_kolumn] =
{...,...,..., ,...}; // inicjalizacja tablicy
wartości początkowe
Wartości początkowe w przypadku inicjalizacji tablicy wstawiane są do
kolejnych wierszy tablicy.
kolumny
Przykłady:
const int N=4, W=5, K=7; // tak można zdefiniować kilka stałych
char z[W] [K]; // tablica o nazwie z i W wierszach oraz K
// kolumnach
int a[N] [N]= { 12,9,47,48,17,8,39,8,48,46,18,20,8,18,3,21 };
// tablica kwadratowa o N wierszach i N kolumnach
// - zobacz obok efekt tej inicjalizacji
Uwaga: wiersze i kolumny tablic dwuwymiarowych
też numerowane są (indeksowane) od zera.
wiersze
12
Tablice dwuwymiarowe - wczytywanie
Przykład wczytywania danych do tablicy - wierszami
const int W=4, K=4;
int a[W][K]; // definicja tablicy a
...
...
for (int i = 0; i < W; i++) // dla każdego wiersza i tablicy
for (int j = 0; j < K; j++) // przejdz
przez wszystkie kolumny j
cin >> a[i] [j] // wczytaj element o indeksach i, j
...
13
Tablice kwadratowe
UWAGA: po przekątnych (a także po pojedynczych wierszach i kolumnach)
poruszamy się w pętli pojedynczej (!).
Przykład:
Zerujemy elementy głównej przekątnej: Zerujemy elementy drugiej przekątnej:
for (int i = 0; i < N; i++) for (int i = 0; i < N; i++)
a[i][i] =0; a[i][N-1-i] =0;
14
Tablica kwadratowa  wypełnianie nad główną przekątną
Pod i nad przekątnymi poruszamy się w pętli podwójnej, w
której zmienna sterująca pętli wewnętrznej zmienia się w
sposób zależny od wartości zmiennej sterującej pętli
zewnętrznej (j jest zależne od i).
Przykład: elementy nad główną przekątną należy wypełnić
kolejnymi liczbami naturalnymi, poczynając od 1
i poruszając się wierszami.
15
Tablica kwadratowa  wypełnianie po ukosie
Tablicę wypełnić kolejnymi liczbami naturalnymi,
poczynając od 1 i poruszając się wzdłuż kolejnych linii
ukośnych o numerach od 1 do 7 (jak zaznaczone
kółeczkami na rysunku).
p = 1;
for (k=N-1; k>=0; k--)
for (i=0; i a[i][i+k] = p++;
for (k= 1; kfor (i=k; i a[i][i-k] = p++;