Tadeusz KLASEK

WITAM

NA

WYKŁADZIE

Wbrew powszechnie panującym

opiniom programowanie jest

gałęzią magii.

W Nowej Encyklopedii Powszechnej PWN możemy

znaleźć następujące określenie magii: „zespół

działań, zasadniczo pozaempirycznych,

symbolicznych, których celem jest bezpośrednie

osiągnięcie [...] pożądanych skutków [...]”.

Wyróżniamy przy tym następujące składniki działań

magicznych:

 zrutynizowane działania (manipulacje),

 materialne obiekty magiczne (amulety, eliksiry itp.),

 reguły obowiązujące przy praktykach magicznych

(zasady czystości, reguły określające czas i miejsce

rytuałów),

 formuły tekstowe mające moc sprawczą (zaklęcia).

Programowanie mieści się w ramach

ostatniego z powyższych punktów –

użycie zaklęć.

 Programy komputerowe są zapisanymi w specjalnych

językach (zwanymi językami programowania) zaklęciami.

 Zaklęcia te są przeznaczone dla specjalnego rodzaju

duchów żyjących w komputerach, zwanych procesami

obliczeniowymi.

 Ze względu na to, że komputery są obecnie

produkowane seryjnie, stwierdzenie to może budzić

kontrowersje. Zastanówmy się jednak chwilę, czym

charakteryzują się duchy. Są to obiekty niematerialne,

zdolne do działania. Procesy obliczeniowe ewidentnie

spełniają te warunki: nie można ich dotknąć ani

zobaczyć, nic nie ważą, a można obserwować ich skutki

działania czy wręcz uzyskać od nich interesujące nas

informacje.

Jako adepci magii związanej z

zaklinaniem procesów obliczeniowych

będziemy nazywać siebie

informatykami.

 W naszych działaniach będziemy

sobie stawiać cele, które chcemy
osiągnąć i, używając rozumu,
będziemy formułować zaklęcia
mające zmusić procesy obliczeniowe
do doprowadzenia do postawionych
celów oraz upewniać się, że cele te
będą osiągnięte.

Czarowanie

 Formułowane zaklęcia będziemy nazywać

programami, a ich formułowanie

programowaniem. Upewnianie się, co do

skutków zaklęć będziemy nazywać

weryfikacją programów.

 Chociaż Procesy obliczeniowe imponują

szybkością, nie są zbyt inteligentnymi

duchami. Dlatego też programy muszą

szczegółowo opisywać czynności, jakie

mają wykonać te duchy.

ABRAKADABRA

 Sposób postępowania opisany przez

program, w oderwaniu od sposobu jego

zapisu w konkretnym języku programowania,

będziemy nazywać algorytmem.

 Procesy obliczeniowe zmieniają dane.
 Nasze zaklęcia wyrażają w określonym

języku (programowania) przepis na

przetwarzanie danych

 Program = algorytm+dane+język

Języki i systemy

Języki programowania C i C++

Nowego języka uczymy się nie tylko dla poznania nowej
składni (i robienia po staremu), lecz głównie w celu
nauczenia się nowego, lepszego budowania systemów

Z nowymi możliwościami można zostać lepszym projektantem
łatwiej i szybciej, ale nie aż tak łatwo i szybko, jak się wielu
marzy

B. Stroustrup

Literatura

 Turbo Pascal i Borland C++ Przykłady Jakubczyk K.

 Jak przejść z TP na C++ Shammas N.M.

 Symfonia C++ autorstwa Jerzego Grębosza

 ABC programowania w C++ Autor: Jan Rusek

 PODSTAWY JĘZYKA C++ Lippman S.B., Lajoie J.

 C ++ Liberty Jessy

 JĘZYKI C i C++ TWÓJ PIERWSZY PROGRAM Neibauer

Alan R.

 Język C++ Bjårne Stroustrup

Czym jest C/C++



Język programowania



- wysokiego poziomu



- proceduralny, algorytmiczny, obiektowy



- uniwersalny



Bardzo popularny wśród programistów



Dobry program w C jest nim w C++



Każdy z nas korzysta z produktów tych

(głównie C++) języków – prawie wszystkie

interfejsy (MSWindows, Mac, X Unixa/Linuxa)

i znaczna część samych systemów

Oba języki

 Rozwiązania językowe są odpowiedzią na

konkretne problemy z jakimi spotkali się
autorzy i użytkownicy, a mówiąc mniej
elegancko – logika języka C została
„nadbudowana” na sztuczkach i skrótach
wprawnych programistów

 Mają długi czas porodu – C (Kernigham) z

inspiracji BCPL (Richards) – języka sprawnego
pisania niskopoziomowego (lata 70-te)

Oba języki

 Są bardzo podobne, język C++

(Stroustroup) jest nadzbiorem C

 Zmiany w C++ były inspirowane j. Simula

67, Algol 68, Ada i Clu (podobnie jak

Pascal/Delphi/Kylix)

 C++ jest nieco późniejszy (pierwsza wersja

’83 a komercyjna ’85, standaryzacja do 98)

 Istnieje wiele różnic implementacyjnych tak

w obrębie C (ANSI C) jak i C++

C/C++

 Języki te są „czystym” sposobem opisu

struktur i akcji – WSZYSTKO INNE POCHODZI
Z ZEWNĘTRZNYCH BIBLIOTEK (WE/WY TEŻ)

 „Raport języka” – najważniejszy dokument

definiujący – mógł zawierać tylko elementy
wspólne dla rozmaitości warunków
środowiskowych w jakich funkcjonował

(z podkreśleniem sprawnego pisania

niskopoziomowego)

Tworzenie programu



Tworzenie programu odbywa się w

dwóch etapach:



opracowanie kodu źródłowego, który jest
plikiem tekstowym zawierającym zapis
algorytmu i opis struktur danych oraz
komentarze i dyrektywy



generowanie kodu wynikowego –operacja ta
składa się z dwóch faz: kompilacji i
linkowania czyli łączenia

Co robi kompilator i

linker?

 Kompilator - Tworzy z naszego programu

wersję programu w języku maszyny.

Jest ona jednak niepełna - brakuje tam

wywoływanych przez nas

funkcji bibliotecznych. Tym zajmie się

 Linker - łączy on kod po kompilacji ze

wskazanymi bezpośrednio lub pośrednio

bibliotekami.

UWAGA ORTODOKSI

 Fazy kompilacji i linkowania mogą być

realizowane przez „ręczne” ich
uruchomienia

 W sieci istnieje wiele (także darmowych)

wersji kompilatorów/linkerów

 Istnieje też wiele aplikacji tworzących

środowisko ułatwiające proces
edycji/kompilacji/linku/debugowania

Jak wygląda tekst

programu?

 W każdym programie musi być

funkcja
o nazwie main. Od niej rozpoczyna się
działanie programu.

 Wszystkie zdania tej funkcji są

zawarte pomiędzy znakami { oraz }.
Każda instrukcja kończy się znakiem ;
(średnik).

Struktura programu

źródłowego



1. dyrektywy dołączające pliki nagłówkowe bibliotek

standardowych i zdefiniowanych przez użytkownika



2. prototypy funkcji lub definicje funkcji



3. deklaracje zmiennych globalnych



4. słowo kluczowe main()



5. klamra {



6. deklaracje zmiennych lokalnych



7. treść programu (a właściwie funkcji głównej)



8. klamra }



9. definicje funkcji

Pascal a C

 C (a zwłaszcza C++) jest bardziej

elastyczny w organizacji
programów i modułów

 Programy składają się z globalnych

deklaracji i jednopoziomowych
funkcji

Tekst programu

 Podobnie jak w Pascalu ale UWAGA



w C zawsze a w C++ opcjonalnie (ale
standardowo) rozróżnia się małe i duże
litery

 Słowa kluczowe zawsze pisze się małymi
 Układ typograficzny nie ma znaczenia
 Komentarze /* .......... */



a w C++ dodatkowo // ... Do końca wiersza

/* A oto nasz pierwszy program */
#include <iostream.h>//Tu mówię kompilatorowi z jakich

   // dodatkowych źródeł będę ewentualnie korzystał

main()//Ta funkcja musi się znajdować w każdym programie
{     //Ciało funkcji zaczyna się znakiem {
cout << "To program pierwszy";//Tu właśnie wypisuje tekst na

                        //standardowe urządzenie wyjściowe

       //(tu strumień - ekran)

}                    //Ciało funkcji kończy się znakiem }

TEKST PROGRAMU WINIEN BYĆ CZYTELNY – JEST DLA NAS

Jak wygląda program?

Uwagi ogólne cd

 W języku C/C++ wszystkie „byty” muszą

być zadeklarowane przed ich użyciem

(podobnie jak we wszystkich językach

mających znaczenie praktyczne), lecz

inaczej niż np. w PL/I, Pascal, ADA itp.

instrukcje i deklaracje zmiennych

mogą być „wymieszane”

 Takie deklaracje wewnątrz tekstu

obowiązują zwykle do końca bloku (zwykle

funkcji), ale są tu różnice implementacyjne

Nazwy w C

 Uwaga na standardowe rozróżnianie DUŻYCH i

małych

liter

 Nazwy nie mogą być tożsame ze słowami

kluczowymi: asm  auto  break  case  catch  char

class  const continue  default  delete  do

double  else  enum  extern  float  for

friend  goto  if  inline  int    long

new  operator  private  protected  public  register

return  short  signed  sizeof  static  struct

switch  template  this  throw  try  typedef

union  unsigned  virtual  void   volatile  while

Styl operacji wejścia i

wyjścia

 C++ oraz rodzicielski C nie posiadają

wbudowanych funkcji we/wy

 To niezwykłe rozwiązanie pozwoliło na

posługiwanie się funkcjami we/wy
dostosowanymi do zastosowań (i
środowiska)

 Różnica (widoczna na pierwszy rzut oka)

zaczyna się od dyrektyw dołączających pliki
nagłówkowe

Styl we/wy

 Pliki nagłówkowe zawierają definicje

stałych i zmiennych globalnych oraz
funkcji (są podobne do części
INTERFACE pascalowych modułów)

 stdio.h i conio.h najczęściej używane

przez programistów C, iostream.h
przez C++

Styl we/wy (C)

 Wejście – funkcja scanf elastyczna

funkcja (ze zmienną liczbą parametrów)

wprowadzania danych, nazwy danych

na liście nie wystarczą – trzeba

podać ich adres &nazwa

 Wyjście – funkcja printf formatująca

wyjście (uwaga: taki styl formatowania

rozpoznamy w wielu aplikacjach –

warto go przyswoić)

Styl we/wy ( C )

 Wprowadzanie znaków getchar(),

łańcuchów gets()

 Dla użytkowników conio.h (C

Borlanda) czyszczenie ekranu
clrscr(), czytanie znaku getch() lub
getche(), pozycjonowanie itp.

Styl C

#include <stdio.h>
int main()
{
int x=65;
printf(”Liczba jest równa”);
printf(”\nx=%d\n”,x);
return 0;
}

Styl we/wy (C++)

 Nowy mechanizm rozszerzający we/wy

nazwany strumieniami. Predefiniowane

strumienie cout, cin i cerr

 Strumienie używają wielu funkcji a

także operatorów: pobierania danych ze

strumienia >> i umieszczania danych w

strumieniu <<

 W dyrektywach żąda się dołączenia

iostream.h

Styl C++

#include <iostream.h>
main()
{
int x=65;
cout << ”Liczba jest równa” << ”\nx=”

<< x <<”\n”;

}

Ta rzucająca się w oczy

różnica to inne biblioteki

we/wy

 Operacje we/wy



Język C/C++ nie posiada zdefiniowanych instrukcji

realizujących operacje we/wy. Do tego celu służą funkcje

znajdujące się w „standardowych” bibliotekach.

 

 standardowe strumienie predefiniowane wejścia/wyjścia

 stdin

- strumień wejściowy (konsola)

 stduot

- strumień wyjściowy (konsola)

 stderr

- strumień komunikatów błędów (konsola)

 stdaux

- strumień pomocniczy (konsola)

 stdprn

- strumień drukarki

np.:
fputs (″Nazwa firmy″, stdprn);

Funkcja printf();

 Składnia funkcji jest następująca:
  
 int printf (const char *format

[,argument,...]);


 Parametr format wskazuje tzw. łańcuch

formatujący. Pewne sekwencje tego łancucha
są specjalnie traktowane przez funkcje
printf().

Ogólny format sekwencji

formatującej przedstawia

się następująco:

 %[flagi][szerokość][.precyzja][h|l|

L]znak-typu

flag

i

znaczenie

default

-

dosunięcie argumentu do lewego krańca

jego pola

znak tylko dla

ujemnej

+

liczba zawsze ze znakiem +/-

 

#

dla formatu x,X, poprzedzenie liczby 0x,

0X

dla formatu o, poprzedzenie liczby 0

dla formatu e,E,f wstawia zawsze znak

kropki

bez znaków

wiodących

Szerokość

 szerokość:

 n - wyświetlanych jest przynajmniej n znaków. Jeśli

wartość zajmuje mniej niż n znaków szerokość pola

jest uzupełniana dodakowymi spacjami z lewej lub

prawej strony w zależności od ustawionej flagi

 int i = 12;

 printf (y=%#x,y); y=0xc.

 int y=23;

 printf (y=%6d,y); y = 23_

 printf (y=%-6d,y); y =23 _

 printf (y=%+6d,y);

y = +23 _

Znak typu

znak argument

wejściowy

argument wejściowy

d ,i

całkowity

liczba dziesiętna ze znakiem

o

całkowity

liczba ósemkowa bez znaku

x,X

całkowity

liczba szesnastkowa bez znaku

u

całkowity

liczba dziesiętna bez znaku

c

znak

pojedynczy znak

s

wskaźnik

łańcucha

ciąg znaki łańcucha, aż do wystapienia ‘\0’ lub tyle ile

określono w precyzji

f
 

zmiennoprzecinko

wy

[-]m.ddd gdzie liczbę cyfr d określa precyzja
(domyślnie 6).

e, E

zmiennoprzecinko

wy

[-]m.dde+-xx. Przed kropką dokładnie jedna cyfra, liczba

cyfr po kropce zależna od precyzji(domyślnie 6).

g, G

zmiennoprzecinko

wy

liczba będzie wyświetlana w postaci e lub f w zależności

od zadanej precyzji. Nie wypisuje zbędnej kropki
dziesiętnej i nie znaczących zer.

Modyfikatory

znaczenie

h

argument traktowany jak typu short int dla

znaków typu d,i,o,u,x,X

l

argument traktowany jak long int dla znaków

typu d,i,o,u,x,X

dla znaków e, E, g, G jako typu double

L

argument traktowany jak long double dla

znaków typu e,E,f,g,G

Precyzja

znak

typu

znaczenie

d,i,o,u,x,X n cyfr znaczących zostanie

wydrukowanych, jeśli jest ich mniej
uzupełnienie zerami z lewej strony.,

jeśli więcej nie będzie obcięta.

e,E, f

n cyfr znaczących zostanie

wydrukowanych po przecinku
dziesiętnym. Ostatnia cyfra jest

zaokrąglana.

s

co najmniej n znaków zostanie

wydrukowanych

Domyślne

 Przyjmowane precyzje domyślne:
 1 - dla znaków typu d, i ,o, u, x, X
 6 - dla znaków typu e, E, f


- wszystkie cyfry znaczące dla znaków typu G, g



- łańcuchy są drukowane do pierwszego znaku

‘\0’., znaków c nie dotyczy.

 Jeśli wartość zajmuje mniej niż n znaków szerokość

pola jest uzupełniana dodatkowymi

spacjami z

lewej lub prawej strony w zależności od ustawionej

flagi.

Wejście C

Funkcja scanf()

 Funkcja scanf() służy do realizacji formatowanego

wejścia. Składnia tej funkcji jest następująca:



int scanf (const char* format [,address, ...]);

 Parametr format wskazuje tzw. łańcuch formatujący.

łańcuch ten zawiera sekwencje określające typy

wprowadzanych danych.

 Funkcja wczytuje znaki ze standardowego wejścia,

interpretuje je zgodnie ze specyfikacjami zawartymi w

formacie i zapamiętuje wyniki w miejscach

określonych przez pozostałe argumenty.

 Argumenty muszą być adresami, określają adres

obszaru pamięci gdzie dane mają być umieszczone.

 Ogólny format sekwencji formatującej

przedstawia się następująco:
%[*][szerokość][h|l|L] znak-typu.

*

oznacza, że dane pole zostanie odczytane ale nie

zostanie zapamiętane we wskazanym miejscu

szerok

ość

określa maksymalną liczbę znaków danego pola

znak-

typu

tak jak opisane w funkcji printf(), dodatkowo można

używać dużych liter:

D, O, I, U

gets() i puts()

 Funkcja gets(), puts()
 char *gets (char *s); // #include <stdio.h>


Funkcja odczytuje znaki ze standardowego

strumienia wejściowego (stdin) i umieszcza je

w łańcuchu s;

 char znaki[20];
 gets (znaki);
 Czytanie jest przerywane po napotkaniu znaku

końca wiersza, który zostaje zamieniony na

znak końca łańcucha(NULL).

Operatory - duuużo

Priorytety operatorów (od najwyższego) podaję zestawienie:



15.

() [] ->

L (zagnieżdżenia)



14.

! ~ ++ -- + - * & sizeof

P (unarne)



13.

* / %

L (mnożenia)



12.

+ -

L (sumy)



11.

<< >>

L (bitowe)



10.

< <= > >=

L (relacji)



9.

== !=

L (relacji)



8.

&

L (bitowe)



7.

^

L (bitowe)



6.

|

L (bitowe)



5.

&&

L (logiczne)



4.

||

L (logiczne)



3.

? :

P (z wyborem)



2.

= += -= *= /= %= ^= |= <<= >>= P (podstawienia)



1.

,

L (przecinkowe)

JAK WIDAĆ NIEWIELE ZNAKÓW A WIELE ZNACZEŃ