Microsoft PowerPoint - 2011_MiTP_03

Metodyki i technki programowania 1

2011

B. Butryło

Języki programowania

Języki

Klasyfikacja języków

niskiego poziomu

specjalistyczne

maszynowe

wysokiego poziomu

interpretowane

kompilowane

potokowe

blokowo-strukturalne

proceduralne

obiektowe

asemblery

makroasemblery

do przetwarzania danych (Cobol, PL/1)

do symulacji obiektów (Simula, GPSS, CSL)

konwersacyjne (Forcon, Jean)

inne

C ... C++ ... Java

Ewolucja języków: porównanie C i C++

Programowanie proceduralne

• Grupowanie instrukcji (funkcje).
• Program jako zbiór funkcji.
• Funkcja: zbiór instrukcji wykonujących operacje

na lokalnym i/lub ogólnym zestawie danych.

• Funkcje komunikują się między sobą przez

przekazywanie danych (argumentów).

Programowanie proceduralne

• Grupowanie instrukcji (funkcje).
• Program jako zbiór funkcji.
• Funkcja: zbiór instrukcji wykonujących operacje

na lokalnym i/lub ogólnym zestawie danych.

• Funkcje komunikują się między sobą przez

przekazywanie danych (argumentów).

Programowanie proceduralne i

programowanie obiektowo

zorientowane

• Program jako zbiór obiektów.
• Obiekt składa się z:

• atrybutów/dane/pola - zestawów danych,
• usług/metod– jednej lub kilku funkcji,

które mogą przetwarzać atrybuty.

• Struktura klas ma postać hierarchiczną.
• Obiekty komunikują się przez metody/

komunikaty.

Programowanie proceduralne i

programowanie obiektowo

zorientowane

• Program jako zbiór obiektów.
• Obiekt składa się z:

• atrybutów/dane/pola - zestawów danych,
• usług/metod– jednej lub kilku funkcji,

które mogą przetwarzać atrybuty.

• Struktura klas ma postać hierarchiczną.
• Obiekty komunikują się przez metody/

komunikaty.

• Programowanie proceduralne, imperatywne.
• Instrukcje strukturalne:

podejmowanie decyzji (if), wybór jednego z wielu przypadków (switch),

instrukcje iteracyjne (for, while, do ... while).

• Zbiór typów podstawowych: c

ałkowitoliczbowe, zmiennopozycyjne, znakowe.

• MoŜliwość tworzenia i wykorzystania typów pochodnych:

tablice, struktury, unie.

• Identyczne: zestaw podstawowych słów kluczowych, kolejność operatorów,

operowanie na wskaźnikach, ...

• Programowanie proceduralne, imperatywne.
• Instrukcje strukturalne:

podejmowanie decyzji (if), wybór jednego z wielu przypadków (switch),

instrukcje iteracyjne (for, while, do ... while).

• Zbiór typów podstawowych: c

ałkowitoliczbowe, zmiennopozycyjne, znakowe.

• MoŜliwość tworzenia i wykorzystania typów pochodnych:

tablice, struktury, unie.

• Identyczne: zestaw podstawowych słów kluczowych, kolejność operatorów,

operowanie na wskaźnikach, ...

C++

Metodyki i technki programowania 1

2011

B. Butryło

C ... C++ ... Java

Ewolucja języków

• Język ogólnego stosowania.
• Programowanie proceduralne lub

programowanie obiektowo-zorientowane.

• Język kompilowany.
• Język niezaleŜny od architektury

(wysokiego poziomu).

• Zmienna / zróŜnicowana reprezentacja

danych.

• Język o słabo określonych typach danych,

ale o ścisłej kontroli tych typów.

• Brak automatycznego zarządzania

pamięcią.

• Przenaszalność kodów źródłowych.
• Język programowania systemowego (np.

Unix, interfejs MS Windows).

C++

Java

• Język ogólnego stosowania.
• Programowanie obiektowe.

• Język kompilowano-interpretowany.
• Język niezaleŜny od architektury

(wysokiego poziomu).

• Stała reprezentacja danych.

Wbudowany Unicode.

• Ścisła kontrola typów zmiennych i ich

inicjowania przed uŜyciem.

• Bezpieczeństwo (wirtualna maszyna,

automatyczna obsługa pamięci).

• Programowanie z uŜyciem wątków.
• Wbudowane narzędzia pracy w sieci.

• Przenaszalność kodu wynikowego (!?).
• Język internetu.

• Wydajność (ok. 50 – 100% C++).

C++

Ogólna charakterystyka C++, Java

C/C++: kompilowany

Kompilator (compiler)

Kompilator (

compiler

)

Plik

obiektowy

*.OBJ

Plik

obiektowy

*.OBJ

Plik

obiektowy

*.OBJ

Plik wykonywalny, np.:

*.EXE

*.*

Plik wykonywalny, np.:

*.EXE

*.*

C++

Konsolidator (linker)

Standardowa biblioteka A

Standardowa biblioteka B

Standardowa biblioteka C

...

Pliki

nagłówkowe

Pliki

nagłówkowe

Pliki

nagłówkowe

Plik

źródłowy 1

*.C

*.CPP

*.CXX

Plik

źródłowy 2

*.C

*.CPP

*.CXX

Plik

źródłowy N

*.C

*.CPP

*.CXX

*.obj - niewykonywalny plik,

zawierający instrukcje

maszynowe specyficzne dla danej

platformy sprzętowej (odwołania

do funkcji CPU) i OS (np.

odwołania do API). Powstaje kod
maszynowy niezaleŜny od języka

programowania ale zawierający

odwołania do zastosowanego

środowiska.

*.obj - niewykonywalny plik,

zawierający instrukcje

maszynowe specyficzne dla danej

platformy sprzętowej (odwołania

do funkcji CPU) i OS (np.

odwołania do API). Powstaje kod
maszynowy niezaleŜny od języka

programowania ale zawierający

odwołania do zastosowanego

środowiska.

Konsolidator tworzy wykonywalny

plik (do uruchomienia), przez

połączenie plików *.obj. Pliki *.obj

mogą być z róŜnych środowisk.

Powstaje kod maszynowy zaleŜny

od platformy.

Konsolidator tworzy wykonywalny

plik (do uruchomienia), przez

połączenie plików *.obj. Pliki *.obj

mogą być z róŜnych środowisk.

Powstaje kod maszynowy zaleŜny

od platformy.

Metodyki i technki programowania 1

2011

B. Butryło

Ogólna charakterystyka C++, Java

Java: kompilowany+interpretowany

Plik

źródłowy 1

*.java

Plik

źródłowy 2

*.java

public class test
{
double alfa, beta;
...
metoda_test()
{
alfa = 3.14;
beta = 1;
...

javac (kompilator)

javac

(kompilator)

Kod binarny interpretowany

*.class

Kod binarny interpretowany

*.class

Java

Virtual

Machine

Java

Virtual

Machine

Mac

Java

Virtual

Machine

Super-

komp.

bytecode, b-code: kod binarny

dla wirtualnej maszyny javy

(JVM). MoŜliwe tworzenie b-kody

z innych języków i uruchomienie

przez JVM.

W przypadku Javy realizowane

pliki mają zwykle rozszerzenia

*.class lub *.jar

bytecode, b-code: kod binarny

dla wirtualnej maszyny javy

(JVM). MoŜliwe tworzenie b-kody

z innych języków i uruchomienie

przez JVM.

W przypadku Javy realizowane

pliki mają zwykle rozszerzenia

*.class lub *.jar

Słowa kluczowe

C++

Słowa kluczowe

C++

Metodyki i technki programowania 1

2011

B. Butryło

C ... C++ ... Java

Słowa zarezerwowane

C: proceduralnie

asm

auto

bool

break
case

catch

char

class

const

const_cast

continue
default

delete

do
double

dynamic_cast

else
enum

explicit

extern

false

float
for

friend

goto
if

inline

int
long

mutable
namespace
new
operator
private
protected
public

register

reinterpret_cast

return

short
signed
sizeof
static

static_cast

struct
switch

template
this
throw
true
try

typedef

typeid
typename

union
unsigned

using
virtual

void
volatile

wchar_t

while

asm

auto

bool

break
case

catch

char

class

const

const_cast

continue
default

delete

do
double

dynamic_cast

else
enum

explicit

extern

false

float
for

friend

goto
if

inline

int
long

mutable
namespace
new
operator
private
protected
public

register

reinterpret_cast

return

short
signed
sizeof
static

static_cast

struct
switch

template
this
throw
true
try

typedef

typeid
typename

union
unsigned

using
virtual

void
volatile

wchar_t

while

C++: proceduralnie / OOP

słowa kluczowe

nazwy

zabronione

słowa kluczowe

nazwy

zabronione

C ... C++ ... Java

Słowa zarezerwowane

Java: obiektowo

abstract
boolean
break
byte
case
catch
char
class
const

(*)

continue
default
do
double
else
extends
final
finally

float
for
goto

(*)

if
implements
import
instanceof
int
interface
long
native
new
package
private
protected
public
return

short
static
super
switch
synchronized
this
throw
throws
transient

(*)

try
void
volatile
while

Nie są słowami kluczowymi, ale są zastrzeŜone:
null, true, false

asm
auto
bool
break
case
catch
char
class
const
const_cast
continue
default
delete
do
double
dynamic_cast
else
enum
explicit
extern
false

float
for
friend
goto
if
inline
int
long
mutable
namespace
new
operator
private
protected
public
register

reinterpret_cast

return

short
signed
sizeof
static
static_cast
struct
switch
template
this
throw
true
try
typedef
typeid
typename
union
unsigned
using
virtual
void
volatile
wchar_t
while

C++: proceduralnie / OOP

Metodyki i technki programowania 1

2011

B. Butryło

C ... C++ ... Java

Słowa zarezerwowane

Java: obiektowo

abstract

boolean

break

byte

case
catch
char
class

const

(*)

continue
default
do
double
else

extends
final
finally

float
for

goto

(*)

implements
import
instanceof

int

interface

long

native

new

package

private
protected
public
return

short
static

super

switch

synchronized

this
throw

throws
transient

(*)

try
void
volatile
while

Nie są słowami kluczowymi, ale są zastrzeŜone:
null, true, false

asm
auto

bool

break
case
catch
char
class
const

const_cast

continue
default

delete

do
double

dynamic_cast

else

enum
explicit
extern
false

float
for

friend

goto
if

inline

int
long

mutable
namespace

new

operator

private
protected
public

register

reinterpret_cast

return

short

signed
sizeof

static

static_cast
struct

switch

template

this
throw

true

try

typedef
typeid
typename
union
unsigned
using
virtual

void
volatile

wchar_t

while

C++: proceduralnie / OOP

słowa kluczowe

nazwy

zabronione

słowa kluczowe

nazwy

zabronione

Struktura programu w C++

(programowanie

blokowo - strukturalne)

Struktura programu w C++

(programowanie

blokowo - strukturalne)

Metodyki i technki programowania 1

2011

B. Butryło

Struktura programu w C++ (programowanie strukturalne)

Program z przetwarzaniem (1)

void main( void )
{
int a;
int b = 20;

a = 30;
a=a+b;
}

funkcja główna (definicja):

main

Struktura programu w C++ (programowanie strukturalne)

Program z przetwarzaniem (2)

#include <cmath>

void main( void )
{
double radiany, stopnie;
int a = 30;

// re

int b = 20;

// im

radiany = atan2( b; a );
stopnie = radiany * 180 / 3.14;
}

funkcja główna (definicja):

main

deklaracja plików nagłówkowych

radiany
stopnie

Komentarze:

/* komentarz
wieloliniowy */

// komentarz w 1 linii

Komentarze:

/* komentarz
wieloliniowy */

// komentarz w 1 linii

Metodyki i technki programowania 1

2011

B. Butryło

Struktura programu w C++ (programowanie strukturalne)

Program z przetwarzaniem (3) i komunikacją

#include <cmath>
#include <iostream>

using namespace std;

void main( void )
{
double radiany, stopnie;
int a = 30;

// re

int b = 20;

// im

radiany = atan2( b; a );
stopnie = radiany * 180 / 3.14;
cout << "Wynik obliczen: " << endl;
cout << stopnie << endl;
}

funkcja główna (definicja):

main

deklaracja plików nagłówkowych

UŜycie zmiennych

środowiskowych, nazw typów

pochodnych i złoŜonych

wymaga wskazania jaką

przestrzeń nazw uŜytkujemy.

MoŜna wskazać raz:

using namespace std;

UŜycie zmiennych

środowiskowych, nazw typów

pochodnych i złoŜonych

wymaga wskazania jaką

przestrzeń nazw uŜytkujemy.

MoŜna wskazać raz:

using namespace std;

Standardowe

funkcje przed

uŜyciem musza być

zdefiniowane

przez uŜycie

plików

nagłówkowych.

Standardowe

funkcje przed

uŜyciem musza być

zdefiniowane

przez uŜycie

plików

nagłówkowych.

Struktura programu w C++ (programowanie strukturalne)

Program z własnymi funkcjami (1)

#include <cmath>
#include <iostream>

using namespace std;

/*******************/

double licz_stopnie( double wart_radian)
{
stopnie = wart_radiany * 180 / 3.14;
return stopnie;
}

/*******************/

void main( void )
{
double radiany, stopnie;
int a = 30;

// re

int b = 20;

// im

radiany = atan2( b; a );
stopnie = licz_stopnie( radiany );

cout << "Wynik obliczen: " << stopnie << endl;
}

funkcja główna (definicja):

main

deklaracja plików nagłówkowych

Własne funkcje naleŜy

definiować przed ich

uŜyciem.

Sposób najprostszy ale

utrudnia analizę programu.

funkcja pomocnicza (definicja):

licz_stopnie

Metodyki i technki programowania 1

2011

B. Butryło

Struktura programu w C++ (programowanie strukturalne)

Program z własnymi funkcjami (2)

#include <cmath>
#include <iostream>
using namespace std;

double licz_stopnie( double);

//deklaracja

/*******************/

void main( void )
{
double radiany, stopnie;
int a = 30;

// re

int b = 20;

// im

radiany = atan2( b; a );
stopnie = licz_stopnie( radiany );
cout << "Wynik obliczen: " << endl;
cout << stopnie << endl;
}

/*******************/

double licz_stopnie( double wart_radian)
{
stopnie = wart_radiany * 180 / 3.14;
return stopnie;
}

funkcja główna (definicja):

main

deklaracja plików nagłówkowych

Własne funkcje

moŜna

zadeklarować a

potem dopiero

definiować.

funkcja pomocnicza (deklaracja):

licz_stopnie

funkcja pomocnicza (definicja):

licz_stopnie

Struktura programu w C++ (programowanie strukturalne)

Program z własnymi funkcjami (3)

#include <cmath>
#include <iostream>
#include "moje_funkcje"
using namespace std;

/*******************/

void main( void )
{
double radiany, stopnie;
int a = 30;

// re

int b = 20;

// im

radiany = atan2( b; a );
stopnie = licz_stopnie( radiany );
cout << "Wynik obliczen: " << endl;
cout << stopnie << endl;
}

Zalecane

tworzenie

programów wielo-

modułowych,

złoŜonych z wielu

plików.

funkcja główna
(definicja):

main

deklaracja plików

nagłówkowych

funkcja pomocnicza
(definicja):
licz_stopnie

deklaracja plików

nagłówkowych

#include <cmath>
#include <iostream>
using namespace std;

double licz_stopnie( double);

/*******************/

double licz_stopnie( double
wart_radian)
{
stopnie = wart_radiany * 180 / 3.14;
return stopnie;
}

Plik: moje_funkcje

Metodyki i technki programowania 1

2011

B. Butryło

Paradygmaty

C++: struktura pliku źródłowego

pliki nagłówkowe dołączane w trakcie kompilacji

deklaracja i definicja funkcji B

deklaracja i definicja funkcji main

deklaracja i definicja funkcji A

Paradygmaty

C++: struktura pliku źródłowego

pliki nagłówkowe dołączane w trakcie kompilacji

stałe deklarowane w programie

zmienne globalne dostępne w programie

deklaracja i definicja funkcji D

deklaracja i definicja funkcji B

deklaracja i definicja funkcji main

deklaracja i definicja funkcji A

deklaracja i definicja funkcji E

pliki nagłówkowe dołączane w trakcie kompilacji

stałe deklarowane w programie

zmienne globalne dostępne w programie

deklaracja i definicja funkcji D

deklaracja i definicja funkcji B

deklaracja i definicja funkcji main

definicja funkcji E

definicja funkcji A

deklaracja funkcji A

deklaracja funkcji E

Metodyki i technki programowania 1

2011

B. Butryło

Paradygmaty

C++: zbiór plików tworzących kod źródłowy

pliki nagłówkowe dołączane w trakcie kompilacji

stałe deklarowane w programie

deklaracja i definicja funkcji main

pliki nagłówkowe dołączane w trakcie kompilacji

stałe deklarowane w programie

zmienne globalne dostępne w programie

deklaracja i definicja funkcji D

deklaracja i definicja funkcji B

definicja funkcji E

definicja funkcji A

deklaracja funkcji A

deklaracja funkcji E

deklaracja i definicja funkcji A1

deklaracja i definicja funkcji A2

deklaracja i definicja funkcji A3

deklaracja i definicja funkcji A4

Paradygmaty

C++: struktura programu

Program

Funkcja

WyraŜenia,

instrukcje

wykonywanie

operacji na

zmiennych

Funkcja

zmienne

instrukcje

wyraŜenia

Funkcja

zmienne

instrukcje

wyraŜenia

Funkcja

zmienne

instrukcje

wyraŜenia

Funkcja main

zmienne

instrukcje

wyraŜenia

Funkcja

zmienne

instrukcje

wyraŜenia

Funkcja

zmienne

instrukcje

wyraŜenia

Enter

Metodyki i technki programowania 1

2011

B. Butryło

Paradygmaty

C: struktura pliku źródłowego *.C

#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <conio.h>
#include <stdlib.h>

float funkcja( float w_x )
{
float w_y;
w_y = 3 * w_x * w_x * w_x + 2 * w_x * w_x - 40 * w_x + 10;
return( w_y );
}

int main (void)
{
int i, j;
float a, f_a, b, f_b, x, y, epsilon;

printf( "\na = ");
scanf( "%f", &a);
printf( "\nb = ");
scanf( "%f", &b);
epsilon = 1e-5;
f_a = funkcja( a );
f_b = funkcja( b );
if ( f_a * f_b < 0 )

{
i = 0;
x = a;
y = f_a;
while ( fabs( y ) > epsilon )

{
x = a - f_a * ( b - a ) / ( f_b - f_a );
y = funkcja( x );
if ( f_a * y > 0 ) f_a = y;
else f_b = y;
i = i + 1;
}

printf( "Wynik x = %f, y(x) = %f po %d krokach. \n", x, y, i );
}

else

printf( "Nie ma miejsca zerowego w podanym przedziale.\n" );

getch();
}

Enter

•Średnik.

•Instrukcja grupująca.

•Komentarz.

•Wartość logiczna (?!).

•Średnik.

•Instrukcja grupująca.

•Komentarz.

•Wartość logiczna (?!).

C++:

standardowe

elementy

środowiska programowania

C++:

standardowe

elementy

środowiska programowania

Metodyki i technki programowania 1

2011

B. Butryło

Struktura programu w C++ (programowanie strukturalne)

Pliki nagłówkowe (header files)

Dołączanie plików nagłówkowych
#include <

nazwa_pliku

#include "nazwa_pliku"

NaleŜy unikać

stosowania starych

nazw plików

nagłówkowych z

języka C.

NaleŜy unikać

stosowania starych

nazw plików

nagłówkowych z

języka C.

Struktura programu w C++ (programowanie strukturalne)

Pliki nagłówkowe (header files)

...
#include <cmath>
...

Funkcje trygonometryczne:

acos, asin, atan, atan2, cos, sin, tan.

Funkcje hiperboliczne:

cosh, sinh, tanh.

Funkcje wykładnicze i logarytmiczne: exp, frexp, ldexp, log, log10, modf.
Funkcje potęgowe:

pow, sqrt.

Funkcje zaokrąglenia:

ceil, fabs, floor, fmod.

...
#include <complex>
...

Klasa complex do reprezentacji i operacji na liczbach zespolonych (Re+jIM).
Funkcje dotyczące liczb zespolonych: abs, arg, conj, imag, norm, polar, real.
Funkcje przeciąŜone dla liczb zespolonych:

cos, sin.
cosh, sinh.
exp, log.
pow, sqrt.

Operatory przeciąŜone dla liczb zespolonych:

+ - * / == != += -= *= /=

Metodyki i technki programowania 1

2011

B. Butryło

Struktura programu w C++ (programowanie strukturalne)

Włączenie / aktywacja przestrzeni

Deklaracja przestrzeni

Program

Przestrzeń nazw – widoczność, dostęp

namespace

nazwa_przestrzeni

{

nazwy / zmienne / funkcje / klasy

}

using namespace

nazwa_przestrzeni

;

namespace std

namespace moje

namespace bibl

standardowe

specjalne
biblioteki

Struktura programu w C++ (programowanie strukturalne)

Przestrzeń nazw – widoczność, dostęp

namespace kal_julianski
{
int dzien;
int miesiac;
int rok;
}

#include …

using namespace std;

main()
{
…
using namespace kal_julianski;
…

using namespace kal_aaaa;

…

}

namespace kal_aaaa
{
int dzien;
int miesiac;
int rok;
}

Metodyki i technki programowania 1

2011

B. Butryło

Nowe zagadnienie ...

Dodatek:

klasa (!) complex

Dodatek:

klasa (!) complex

Klasy standardowe

Liczby zespolone

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <cmath>
#include <complex>

complex<double> cmp_1, cmp_2, cmp_3;
double d1, d2, d3;

...

complex<double> jedynka_rzeczyw;
jedynka_rzeczyw = complex<double>( 1.0, 0.0);

complex<double> zero_zespolone = complex<double>( 0.0, 0.0);
complex<double> jedynka_urojona = complex<double>( 0.0, 1.0);

complex<double> * zespolony_wektor;
zespolony_wektor = new complex<double> [ dlugosc ];

cmp_1 = complex<double>( 2.0, 3.0);
cmp_2 = complex<double>( dane1*dane_pi, mnoznik*dane2);

zespolony_wektor[0] = cmp_1 * cmp_2;
d1 = real( zespolony_wektor[0]);
d2 = imag( zespolony_wektor[0]);

cout << real( zespolony_wektor[1]) << endl;
cout << imag( zespolony_wektor[1]) << endl;
cout << sqrt( d1 * d1 + d2 * d2 ) << " " << atan2( d2, d1 ) << endl;

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <cmath>
#include <complex>

complex<double> cmp_1, cmp_2, cmp_3;
double d1, d2, d3;

...

complex<double> jedynka_rzeczyw;
jedynka_rzeczyw = complex<double>( 1.0, 0.0);

complex<double> zero_zespolone = complex<double>( 0.0, 0.0);
complex<double> jedynka_urojona = complex<double>( 0.0, 1.0);

complex<double> * zespolony_wektor;
zespolony_wektor = new complex<double> [ dlugosc ];

cmp_1 = complex<double>( 2.0, 3.0);
cmp_2 = complex<double>( dane1*dane_pi, mnoznik*dane2);

zespolony_wektor[0] = cmp_1 * cmp_2;
d1 = real( zespolony_wektor[0]);
d2 = imag( zespolony_wektor[0]);

cout << real( zespolony_wektor[1]) << endl;
cout << imag( zespolony_wektor[1]) << endl;
cout << sqrt( d1 * d1 + d2 * d2 ) << " " << atan2( d2, d1 ) << endl;

Dostępne operatory

=
>>

Dostępne operatory

=
>>

Dostępne funkcje

sqrt

pow

exp

log

sin

cos

sinh

cosh

atan2

Dostępne funkcje

sqrt

pow

exp

log

sin

cos

sinh

cosh

atan2

Metodyki i technki programowania 1

2011

B. Butryło

Funkcje

C++: funkcja, definicja funkcji

typ

wyniku

nazwa

funkcji

nazwa

funkcji

(

)

deklaracja

argumentów

deklaracja

argumentów

{

}

wewnętrzna część funkcji:
• deklaracje zmiennych;
• wyraŜenia;
• przetwarzanie danych;

int jedynka()
{
int a;
a= 1;
return (a);
}

int jedynka()
{
return (1);
}

Przykład 1:

Przykład 2:

Funkcje

C++: funkcja, definicja funkcji

typ

wyniku

nazwa

funkcji

nazwa

funkcji

(

)

deklaracja

argumentów

deklaracja

argumentów

{

}

wewnętrzna część funkcji:
• deklaracje zmiennych;
• wyraŜenia;
• przetwarzanie danych;

float modul_liczby( float a, float b)
{
float wynik;
wynik= sqrt( a*a + b*b);
return (wynik);
}

float suma( int a, float b)
{
return (b+a);
}

Przykład 1:

Przykład 2:

Metodyki i technki programowania 1

2011

B. Butryło

Funkcje

C++: funkcja, definicja funkcji

typ

wyniku

nazwa

funkcji

nazwa

funkcji

(

)

deklaracja

argumentów

deklaracja

argumentów

{

}

wewnętrzna część funkcji:
• deklaracje zmiennych;
• wyraŜenia;
• przetwarzanie danych;

float funkcja( float w_x )
{
float w_y;

w_y =

3 * w_x * w_x * w_x +
2 * w_x * w_x –
40 * w_x + 10;

return( w_y );
}

float funkcja( float w_x )
{
float w_y;

w_y =

3 * w_x * w_x * w_x +
2 * w_x * w_x –
40 * w_x + 10;

return( w_y );
}

Przykład 1:

Funkcje

C++: funkcja, definicja funkcji

typ

wyniku

nazwa

funkcji

nazwa

funkcji

(

)

deklaracja

argumentów

deklaracja

argumentów

{

}

wewnętrzna część funkcji:
• deklaracje zmiennych;
• wyraŜenia;
• przetwarzanie danych;

int main (void)
{
int i, j;
float a, f_a, b, f_b, x, y, epsilon;

printf( "\na = ");
scanf( "%f", &a);
printf( "\nb = ");
scanf( "%f", &b);
epsilon = 1e-5;
f_a = funkcja( a );
f_b = funkcja( b );
if ( f_a * f_b < 0 )

{
i = 0;
x = a;
y = f_a;
while ( fabs( y ) > epsilon )

{
x = a - f_a * ( b - a ) / ( f_b - f_a );
y = funkcja( x );
if ( f_a * y > 0 ) f_a = y;
else f_b = y;
i = i + 1;
}

printf( "x = %f, y(x) = %f.\n", x, y);
}

else

printf( "Nie ma miejsca zerowego w przedziale.\n" );

getch();
}

int main (void)
{
int i, j;
float a, f_a, b, f_b, x, y, epsilon;

printf( "\na = ");
scanf( "%f", &a);
printf( "\nb = ");
scanf( "%f", &b);
epsilon = 1e-5;
f_a = funkcja( a );
f_b = funkcja( b );
if ( f_a * f_b < 0 )

{
i = 0;
x = a;
y = f_a;
while ( fabs( y ) > epsilon )

{
x = a - f_a * ( b - a ) / ( f_b - f_a );
y = funkcja( x );
if ( f_a * y > 0 ) f_a = y;
else f_b = y;
i = i + 1;
}

printf( "x = %f, y(x) = %f.\n", x, y);
}

else

printf( "Nie ma miejsca zerowego w przedziale.\n" );

getch();
}

Przykład 1

Metodyki i technki programowania 1

2011

B. Butryło

Funkcje

Przekazywanie argumentów

typ

wyniku

nazwa

funkcji

nazwa

funkcji

(

)

deklaracja

argumentów

deklaracja

argumentów

{

}

wewnętrzna część funkcji:
• deklaracje zmiennych;
• wyraŜenia;
• przetwarzanie danych;

przez wartość

double oblicz_kat( double x, int flaga )
{
double z;

if (flaga == 1)

z=x*2*M_PI/360;

else if (flaga == 2) z=x*100/360;

x=0;
return( z );
}

double oblicz_kat( double x, int flaga )
{
double z;

if (flaga == 1)

z=x*2*M_PI/360;

else if (flaga == 2) z=x*100/360;

x=0;
return( z );
}

przez referencję

double oblicz_kat( double &x, int flaga )
{
double z;

if (flaga == 1)

z=x*2*M_PI/360;

else if (flaga == 2) z=x*100/360;

x=0;
return( z );
}

double oblicz_kat( double &x, int flaga )
{
double z;

if (flaga == 1)

z=x*2*M_PI/360;

else if (flaga == 2) z=x*100/360;

x=0;
return( z );
}

przez wskaźnik

double oblicz_kat( double * x, int flaga )
{
double z;

if (flaga == 1)

z=*x*2*M_PI/360;

else if (flaga == 2) z=*x*100/360;

*x = 0;
return( z );
}

double oblicz_kat( double * x, int flaga )
{
double z;

if (flaga == 1)

z=*x*2*M_PI/360;

else if (flaga == 2) z=*x*100/360;

*x = 0;
return( z );
}

double argument = 1.2;
wynik = oblicz_kat( argument, 1 );

double argument = 1.2;
wynik = oblicz_kat( &argument, 1 );

Nowe zagadnienie ...

Typy podstawowe

Metodyki i technki programowania 1

2011

B. Butryło

Nowe zagadnienie ...

Zmienne

• Sposób deklarowania zmiennych.
• Definiowanie zmiennych.
• Propozycje notacji.
• Charakterystyka modyfikatorów.
• Dynamiczna alokacja zmiennych.
• Zakres Ŝycia zmiennych.
• Zakres widoczności zmiennych.
• Przestrzenie nazw.

Zmienne

Typy podstawowe

C++

Java

8 B

0.0

IEEE 754

double

4 B

0.0

IEEE 754

float

8 B

-1·2

64-1 :

64-1

-1

long

4 B

-2 147 483 648 :

2 147 483 647

int

2 B

-32768 : 32767

short

1 B

-128 : 127

byte

2 B

\u0000

znak Unicode

char

1 B

false

true | false

boolean

Rozmiar

Wartość

domyślna

Zakres dopuszczalnych

wartości

Typ

zmiennej

Programy są przenośne poniewaŜ rozmiar

kaŜdego typu jest niezmienny.

8 B

0.0

IEEE 754

double

10 B

0.0

IEEE 754

long double

4 B

0.0

IEEE 754

float

4 B

-2 147 483 648 :

2 147 483 647

long int

long

4 B

-2 147 483 648 :

2 147 483 647

int

2 B

-32768 : 32767

short

short int

1 B

znak, -128 : 127

char

1 B

false

true | false

bool

Rozmiar

Wartość

domyślna

Zakres dopuszczalnych

wartości

Typ zmiennej

Programy (kody wynikowe) nie są przenośne
poniewaŜ rozmiary niektórych typów zaleŜą

od implementacji.

void = (pusty)

Metodyki i technki programowania 1

2011

B. Butryło

Wstęp

C++ typy zmiennych

Zmienne

-128

-32768

-2147483648

3.4e-38

1.7e-308

3.4e-4932

127

255

32767

65635

2147483647

429467295

3.4e+38

1.7e+308

1.1e+4932

Proste,

podstawowe

Proste,

podstawowe

Pochodne

Pusty

znakowy

całkowity

zmienno-

pozycyjny

zmienno-

pozycyjny

tablice

struktury

unie

wskaźniki

void

char

unsigned char

short

int

unsigned int

long

unsigned long

enum

float

double

long double

Zmienne

C++ i Java: definicja zmiennych

;

modyfikator/
modyfikatory

typ zmiennej

identyfikator

wartość

początkowa

wartość

początkowa

Po identyfikatorze

moŜe być określona

wartość początkowa

zamiennej

poprzedzona znakiem

równości.

Opcjonalny ciąg

modyfikatorów w dowolnej

kolejności. Typy

modyfikatorów: dostępu,

zachowania wartości,

zakresu wartości,

synchronizacji.

C++

Java

public
private
protected

auto
const
extern
register
static
volatile

signed
unsigned

public
private
protected

auto
const
extern
register
static
volatile

signed
unsigned

public
private
protected

const

(*)

final
static
synchronized
transient
volatile

public
private
protected

const

(*)

final
static
synchronized
transient
volatile

const

double

= 3.14

;

static

int

i_licznik

= 0

;

float

zm_1, zm2

;

long

a1=0, zm2=5

;

Jeden z typów

dostępnych w języku,

określa dozwolone

wartości

C++

Java

• podstawowe,
• wyliczeniowy,
• pochodne,
• własne.

Lista identyfikatorów

zmiennych

oddzielanych

przecinkami

•

reguły (!),

• zalecenia (?),
• przyzwyczajenia (??),
• zasady (???)

Metodyki i technki programowania 1

2011

B. Butryło

Zmienne

Identyfikatory zmiennych / pól / metod

C++

Java

• Dowolna długość.
• Musi zaczynać się literą,

podkreśleniem _, znakiem $.

• Kombinacja znaków (litery, cyfry, _).
• Obowiązuje Unicode (szeroki zbiór

liter i znaków).

• RozróŜniane są małe i duŜe litery.

identyfikatory zmiennych */

int

a, ą, à, á, ã;

char

znak, Zażółć, _to_jest_to;

double

ππππ

= 3.15;

float $b1=0.5f;

• Dowolna długość (kompilator

identyfikuje zwykle pierwsze 16/32
znaki).

• Musi zaczynać się literą,

podkreśleniem _, znakiem $.

• Kombinacja znaków (litery, cyfry, _).
• Obowiązuje ASCII.
• RozróŜniane są małe i duŜe litery.

identyfikatory zmiennych */

int

a, a1, a2, aa, a_b;

char

znak, Zazolc, _to_jest_to;

double pi = 3.15;
float $b1=0.5f;

słowa kluczowe = nazwy zabronione

Zmienne

Identyfikatory: notacja węgierska

• Sposób nazewnictwa zmiennych, polegający na poprzedzaniu właściwej

nazwy zmiennej małą literą (literami) określającą rodzaj tej zmiennej.

• Jeden ze sposobów oznaczania zmiennych. Nie do końca

sformalizowany, np.

i_calkowita
icalkowita
iCalkowita

• Wada: problemy przy zmianie typu zmiennej. Zmiana typu zmiennej

wymaga poprawienia nazwy zmiennej w całym programie. Z tego powodu
nie zalecana dla początkujących programistów.

• Zalety:

• przejrzysta zasada nazewnictwa,
• ułatwione kontrolowanie operacji na zmiennych w programie,
• kontrola algorytmu (swoiste

debugowanie

) na etapie pisania

programu.

Propozycja

Metodyki i technki programowania 1

2011

B. Butryło

Zmienne

Identyfikatory: notacja węgierska

string (łańcuch znaków)

string (łańcuch znaków zakończony bajtem zerowym - null'em)

1. char (jeden znak),
2. const - wartość stała

byte, unsigned char

short

integer, int

x, y

integer, zmienne określające współrzędne

cx, cy

integer, zmienne określające rozmiar, długość

integer, int

long

przedrostek

opis symbolu w notacji

Propozycja

Zmienne

Identyfikatory: notacja węgierska

boolean (wartość logiczna: prawda lub fałsz)

flaga

funkcja

handle (uchwyt)

pointer (wskaźnik)

• MoŜliwe jest łączenie przedrostków, np.

przedrostek

opis symbolu w notacji

Propozycja

Metodyki i technki programowania 1

2011

B. Butryło

Zmienne

Modyfikatory: zakres wartości

C++

signed

8 B

0.0

IEEE 754

double

10 B

0.0

IEEE 754

long double

4 B

0.0

IEEE 754

float

4 B

-2 147 483 648 :

2 147 483 647

long int

long

4 B

-2 147 483 648 :

2 147 483 647

int

2 B

-32768 : 32767

short

short int

1 B

znak, -128 : 127

char

1 B

false

true | false

bool

Rozmiar

Wartość

domyślna

Zakres dopuszczalnych

wartości

Typ zmiennej

8 B

0.0

IEEE 754

double

10 B

0.0

IEEE 754

long double

4 B

0.0

IEEE 754

float

4 B

0 :

4 294 967 296

long int

long

4 B

0 :

4 294 967 296

int

2 B

0 : 65536

short

short int

1 B

znak, 0 : 255

char

1 B

false

true | false

bool

Rozmiar

Wartość

domyślna

Zakres dopuszczalnych

wartości

Typ zmiennej

unsigned

W Javie nie

modyfikatorów

zakresu!

W Javie nie

modyfikatorów

zakresu!

identyfikatory zakresu wartości */

signed int roznica_wieku = -10;
signed char przesuniecie_kodu = -32;

identyfikatory zakresu wartości */

unsigned int wiek_osoby = 25;
unsigned char red, green = 0, blue=255;

Zmienne

Modyfikatory: register

Komputer

Procesor

ALU,

ukł.

ster.

ALU,

ukł.

ster.

rejestry

stos

cache

pamięć operacyjna o dostępie

swobodnym

pamięć operacyjna o dostępie

swobodnym

pamięć operacyjna stała

pamięci taśmowe

wewnętrzna pamięć dyskowa

pamięci dyskowe

ną

ść

tę

ną

oś

ię

Rejestry

• Grupa przerzutników słuŜąca do przechowywania informacji.

Rejestry są szybsze niŜ typowe układy pamięci. W porównaniu z
liczbą komórek pamięci operacyjnej ich liczba jest niewielka. W
części adresowej rozkazu potrzebna jest niewielka liczba bitów do
wskazania rejestru.

• Główne uŜycie rejestrów polega na przechowywaniu adresów lub

danych przed lub w trakcie ich przetwarzania.

• Rejestry mogą być uŜywane do modyfikacji adresów, do

zapamiętania  adresów  powrotu  z  podprogramu,  jako  liczniki
rozkazów,  jako  akumulatory  pomocnicze  lub  jako  małe  pamięci
notatnikowe.  Sposób  ich  uŜycia  zaleŜy  od  architektury
mikroprocesora.

C++

W Javie nie ma

modyfikatora

bezpośredniego

dostępu do

rejestrów!

W Javie nie ma

modyfikatora

bezpośredniego

dostępu do

rejestrów!

– modyfikator zmiennej

umieszczanej w rejestrze.
Oznacza bezpośredni dostęp do
rejestrów z poziomu programu.
Nie wszystkie kompilatory zrealizują
przetwarzanie zmiennej przez jej
umieszczenie w rejestrze.
Zmienne

rejestrowe

mogą być

uŜyteczne

przy

duŜej

liczbie

obliczeń.

identyfikatory zmiennych */

register double pi = 3.15;
register int rok = 2008;

rok = rok + 1;

Metodyki i technki programowania 1

2011

B. Butryło

Zmienne

Modyfikatory: deklaracja, def. zmiennej

C++

...

deklaracja zmiennej nie rezerwuje

miejsca w pamięci,
deklaracji moŜe być wiele, byle identyczne */

extern int

licznik;

extern int

licznik_drugi;

extern int

licznik;

// może być

definicja zmiennej rezerwuje

miejsce w pamięci,
* tworzy opis zmiennej / pola,
* definicja to więcej niŜ deklaracja,
* jedna definicja w danym zakresie */

int

a, b, i_c, to_jest_liczba;

char

znak, c_znak_z_konsoli;

double pi = 3.15;
float b1=0.5f;
int

i_c, znak;

// błąd

Java

...
/*

deklaracja zmiennej nie rezerwuje

miejsca w pamięci,
deklaracji moŜe być wiele, byle identyczne */

extern int

licznik;

extern int

licznik_drugi;

extern int

licznik;

// może być

definicja zmiennej rezerwuje

miejsce w pamięci,
* tworzy opis zmiennej / pola,
* definicja to więcej niŜ deklaracja,
* jedna definicja w danym zakresie */

int

a, b, i_c, to_jest_liczba;

char

znak, c_znak_z_konsoli;

double pi = 3.15;
float b1=0.5f;
int

i_c, znak;

// błąd

Zmienne

Modyfikatory: wartości stałe

C++

...

definicja zmiennej która nie moŜe
ulec zmianie
w trakcie działania programu */

const float pi = 3.15;
const double eps_zero = 8.85e-12;
const int mnoznik = 4;

Java

...

Definicja zmiennej która nie moŜe
ulec zmianie
w trakcie działania programu.
Modyfikator const jest dopuszczalny
ale nie jest zalecany */

final float

pi = 3.15;

final double eps_zero = 8.85e-12;
final int mnożnik = 4;

Metodyki i technki programowania 1

2011

B. Butryło

Zmienne

Modyfikatory: wartości „ulotne”

C++

...

definicja zmiennej która moŜe
ulec zmianie
i nie jest zsynchronizowana
ze środowiskiem */

volatile float

temperatura = 0.0;

volatile double kurs_waluty = 0.0;
volatile int stan_czujnika_drzwi = 0;

Java

...

definicja zmiennej która moŜe
ulec zmianie
i nie jest zsynchronizowana
ze środowiskiem */

volatile float

temperatura = 0.0;

volatile double kurs_waluty = 0.0;
volatile int stan_czujnika_drzwi = 0;

Komputer

Procesor

ALU,

ukł.

ster.

ALU,

ukł.

ster.

rejestry

stos

cache

pamięć operacyjna o dostępie

swobodnym

pamięć operacyjna o dostępie

swobodnym

pamięć operacyjna stała

pamięci taśmowe

wewnętrzna pamięć dyskowa

pamięci dyskowe

ną

ść

tę

ną

oś

ię

Karta pomiarowa

Stan czujników

Dane z interentu

...

Układy

I/O

Układy

I/O

Nowe zagadnienie ...

Zakres zmiennych

Widoczność zmiennych

Zakres zmiennych

Widoczność zmiennych

Metodyki i technki programowania 1

2011

B. Butryło

Zmienne

Zmienne w programie: sterta i stos

Komputer

Procesor

ALU,

ukł.

ster.

ALU,

ukł.

ster.

rejestry

stos

cache

pamięć operacyjna o dostępie

swobodnym

pamięć operacyjna o dostępie

swobodnym

pamięć operacyjna stała

pamięci taśmowe

wewnętrzna pamięć dyskowa

pamięci dyskowe

ną

ść

tę

ną

oś

ię

Sterta (ang. heap)

• Część pamięci elektronicznej (RAM

Cache)

przydzielana dla programu dla przechowywania
zmiennych.

• Zarządzanie stertą nie jest moŜliwe w językach

wysokiego

poziomu.

MoŜliwe

jest

jedynie

zarezerwowanie fragmentu pamięci (sterty) na
zachowanie zmiennych lub zwolnienie obszaru
pamięci.

• Przydział sterty dla programu oznacza, Ŝe ten

obszar pamięci jest zerowany w momencie
przydzielenia.

Stos (ang. stack)

• Uporządkowana lista komórek pamięci, w której dostęp

jest zawsze do wierzchołka stosu.

• Stos = lista spychania, kolejka LIFO (last in first out).
• Ułatwia

zarządzanie

wywołaniami

powrotami

podprogramów.

• Wykonywane operacje odnoszą się do wierzchołka stosu.

Ze względu na jednoznaczną lokację nie jest konieczne
podawanie adresu argumentu do zrealizowanego rozkazu.

• W niektórych procesorach (w celu przyspieszenia

przetwarzania) dwa wierzchołkowe elementy stosu są
przechowywane w rejestrach procesora.

• Zmienne wewnątrz funkcji (do umieszczenia na stosie) nie

są automatycznie inicjowanie.

Zmienne

Zmienne w programie: sterta i stos

Komputer

Procesor

ALU,

ukł.

ster.

ALU,

ukł.

ster.

rejestry

stos

cache

pamięć operacyjna o dostępie

swobodnym

pamięć operacyjna o dostępie

swobodnym

pamięć operacyjna stała

pamięci taśmowe

wewnętrzna pamięć dyskowa

pamięci dyskowe

ną

zyb

ść

tę

ną

lko

ść

ię

#include

#include

<dodatek.h>

using namespace std;

int

red=255, green=255, blue=0;

float

wektor_x, wektor_y, wektor_modul, wektor_faza;

void

ustaw_kolory( int, int, int

int );

void

dlugosc_wektora( float, float );

void main ( void )
{
int

liczba_wektorow = 1;

float

* wektor_x, * wektor_y;

wektor_x = new float [3];

dlugosc_wektora( 3.0, -4.0 );
ustaw_kolory( 0, 255, 0, 0);

// ustaw zielony

dlugosc_wektora( 0.0, 1.0 );
ustaw_kolory( 255, 255, 0, 10);

// ustaw zolty

dlugosc_wektora( 3.0, -4.0 );
ustaw_kolory( 255, 0, 128, 0);

// ustaw purpurowy

}

void ustaw_kolory( int red, int green, int blue, int nas )
{ static int licznik;

int biezace_nasycenie = nas;
set_color( red, green, blue );
set_shading( nas );
licznik++;
cout<< "Zmiana koloru " << licznik << "raz.”<<endl;

}
void dlugosc_wektora( float wsp_x, float wsp_y )
{ static float point_x = 0.0;

static float point_y;
float

dlugosc =

sqrt( pwd(wsp_x – point_x, 2)+pwd(wsp_y – point_y, 2) );
point_x = wsp_x;
point_y = wsp_y;
cout << "Przemieszczenie " << dlugosc << endl;
}

Modyfikator
static

Zmienne
dynamicznie
alokowane

Modyfikator
static

Zmienne
dynamicznie
alokowane

Metodyki i technki programowania 1

2011

B. Butryło

Zmienne

Zakres zmiennej, obiektu

Zakres waŜności zmiennej , obiektu:
• dostęp do wymaganych danych w wybranym miejscu programu,
• dotyczy przypadków gdy dane istnieją, są zadeklarowane w programie ale

mogą być niewidoczne, niedostępne, przysłonięte w danym miejscu.

Czas Ŝycia zmiennej, obiektu:
• czas od zadeklarowania i zainicjowania zmiennej do jej usunięcia z pamięci

(bezpośrednego wymazania, utraty informacji przechowywanych w zmiennej,
obiekcie).

• ma wpływ na rozmiar pamięci zajmowanej przez dane, a zatem efektywność,

wymagania programu.

Zakres zmiennej, obiektu

W OOP

jest

zakres klasy

W OOP

jest

zakres klasy

lokalny

Z wykorzystaniem instrukcji

grupującej { }

lokalny

Z wykorzystaniem instrukcji

grupującej { }

funkcja (metoda)

Dotyczy etykiet i zmiennych.

Nie dotyczy wskaźników, tablic (new).

funkcja (metoda)

Dotyczy etykiet i zmiennych.

Nie dotyczy wskaźników, tablic (new).

plik

Zmienne

Zakres zmiennej, obiektu

void moc( float u, float i, float kat )
{

float modul = 0.0;
float faza = 0.0;
float re, im;
float f_p;

// czynna

f_p = u * i * cos( kat );

{

float f_s;

// pozorna

float f_p;

// przysloniencie

f_p = u * i * sin( kat );

f_s = u * i;
cout << "Q = " << f_p << endl;
cout << "S = " << f_s << endl;

}
cout << „P = " << f_p << endl;
cout << "S = " << f_s << endl;

// blad

}

Przysłanianie

zmiennych.

Operator ::

Przysłanianie

zmiennych.

Operator ::

lokalny

Z wykorzystaniem instrukcji

grupującej { }

lokalny

Z wykorzystaniem instrukcji

grupującej { }

Metodyki i technki programowania 1

2011

B. Butryło

Zmienne

Zakres zmiennej, obiektu

float moc(float u, float i, float kat)
{ float modul = 0.0;

float faza = 0.0;
float re, im;
float f_p;

// czynna

f_p = u * i * cos( kat );

goto komunikat;

modul = u * i;
faza = kat;
return ( modul );

komunikat:

cout << „P = " << f_p << endl;

double * wyniki;
wyniki = new double [ 100 ];

return ( f_p );

}

funkcja (metoda)

Dotyczy etykiet i zmiennych.

Nie dotyczy wskaźników, tablic (new).

funkcja (metoda)

Dotyczy etykiet i zmiennych.

Nie dotyczy wskaźników, tablic (new).

Zmienne

plik

Zakres zmiennej, obiektu

#include

using namespace std;

int

red=255, green=0, blue=0;

float

wektor_x, wektor_y,

float

wektor_modul, wektor_faza;

int resetuj_kolory( void );

void main ( void )

// funkcja main

{

int

liczba_wektorow = 1;

red = 255;
green = 123;

}

int resetuj_kolory ( void )

// funkcja resetuj_kolory

{

int status = 1;
red = 0;
green = 0;
blue = 0;
return( status );

}

Metodyki i technki programowania 1

2011

B. Butryło

Struktura programu w C++ (programowanie strukturalne)

Przestrzeń nazw – widoczność, dostęp

namespace

nazwa_przestrzeni

{
}

using namespace

nazwa_przestrzeni

namespace std

namespace moje

namespace demo

Wstęp

C: deklaracje zmiennych

-128

-32768

-2147483648

3.4e-38

1.7e-308

3.4e-4932

127

255

32767

65635

2147483647

429467295

3.4e+38

1.7e+308

1.1e+4932

char

unsigned char

short

int

unsigned int

long

unsigned long

enum

float

double

long double

RAM

char znak;
char a, ten, k = 64;

short liczba;
int liczba_w = 2006;
unsigned int nowa_wartosc;
unsigned int new_value = 45000;
long d;
unsigned long e, f, g;

float pi = 3.41;
float alfa, beta = 1.46e+10, gamma = 1.4E-4;
double zmienna;
double nowa_wartosc_liczby = 1.0;

Przykłady:

Metodyki i technki programowania 1

2011

B. Butryło

Wstęp

C: wyraŜenia i operatory

wyraŜenie

proste

arytmetyczne

relacyjne

logiczne

operatory

proste

arytmetyczne

relacyjne

logiczne

bitowe

adresowania

rzutowania

...

Wstęp

C: wyraŜenia i operatory (hierarchia)

( ) [ ] .

funkcja

++ -- + -

(

typ

) sizeof

* / %

+ -

<< >>

< <= > >=

== !=

& | ^

= += -= *= /= %=

&= ^= |= <<= >>=

odwołanie do, wywołanie

jednoargumentowe

arytmetyczne
dwuargumentowe

bitowe przesunięcia

relacyjne i logiczne
dwuargumentowe

bitowe dwuargumentowe

logiczne
dwuargumentowe

warunkowy

przypisania

przecinkowy

logiczne

bitowe

arytmetyczne

rzutowania

iloczyn, iloraz, reszta

suma, róŜnica

relacyjne

relacyjne / logiczne

koniunkcja

alternatywa

arytmetyczne

bitowe

Metodyki i technki programowania 1

2011

B. Butryło

Wstęp

C: wyraŜenia i operatory (przykłady)

int

ia, ib, ic;

float fa, fb, fc;
int iw;
float fw;

ia = 10;
ib = 5;
ic = -8;

fa = 1.5;
fb = 5.4321E-10;
fc = -.78;

iw = ia == ib;

/* 0 */

iw = ia > ib;

/* 1 */

iw = ia && ib;

/* 1 */

iw = ia || ib;

/* 1 */

iw = ia * ib;

/* 50 */

fw = fa < fb + fa < fc;

/* 0.0 */

fw = fa < fb + fa > fc;

/* 1.0 */

fw = (fa < fb) + (fa < fc);

/* 0.0 */

fw = (fa > fb) + (fa > fc);

/* 2.0 */

fw = fa + fb * fc / (ia + ib );

/* 1.5 */

fw == iw;

/* brak skutku */

Instrukcje

Najprostsze instrukcje

Instrukcja / wyraŜenie proste

Instrukcja grupująca

C++: proceduralnie

Java: obiektowo

Metodyki i technki programowania 1

2011

B. Butryło

Wstęp

C: instrukcja warunkowa if ... else

(

)

wyraŜenie

instrukcja (instrukcje) A

else

instrukcja (instrukcje) B

wyraŜenie

instrukcja

(instrukcje) A

instrukcja

(instrukcje) A

wyraŜenie

≠

TAK

(prawda)

instrukcja

(instrukcje) B

instrukcja

(instrukcje) B

wyraŜenie = 0

NIE

(fałsz)

int a, b;

/* wartości muszą być wpisane*/

if (a + b == 10 )

wynik = 100;

else

wynik = 0;

int a, b;

/* wartości muszą być wpisane*/

if (a + b == 10 )

wynik = 100;

else

wynik = 0;

int a, b;

/* wartości muszą być wpisane*/

if (a == b )

a = 0;

int a, b;

/* wartości muszą być wpisane*/

if (a == b )

a = 0;

Przykłady:

Wstęp

C: wersja wielowariantowa if-else-if

wyraŜenie 1

instrukcja

(instrukcje) A

instrukcja

(instrukcje) A

( wyraŜenie 1)

≠

TAK

(prawda)

int punkty, ocena;

/* wartość zmiennej punkty musi być znana */

if (punkty > 36 )

ocena = 5;

else if (punkty >= 34)

ocena = 4.5;

else if (punkty >= 31)

ocena = 4;

else if (punkty >= 25)

ocena = 3.5;

else if (punkty >= 20)

ocena = 3.5;

else

ocena = 2.0;

int punkty, ocena;

/* wartość zmiennej punkty musi być znana */

if (punkty > 36 )

ocena = 5;

else if (punkty >= 34)

ocena = 4.5;

else if (punkty >= 31)

ocena = 4;

else if (punkty >= 25)

ocena = 3.5;

else if (punkty >= 20)

ocena = 3.5;

else

ocena = 2.0;

Przykłady:

(wyraŜenie 1) = 0

NIE

(fałsz)

wyraŜenie 2

instrukcja

(instrukcje) B

instrukcja

(instrukcje) B

( wyraŜenie 2)

≠

TAK

(prawda)

( wyraŜenie 2) = 0

NIE

(fałsz)

instrukcja

(instrukcje) B

instrukcja

(instrukcje) B

Metodyki i technki programowania 1

2011

B. Butryło

Wstęp

C: instrukcja iteracyjna for

instrukcja

(instrukcje) A

instrukcja

(instrukcje) A

wyraŜenie 2

≠

TAK

(prawda)

for (

wyraŜenie 1

instrukcja (instrukcje) A

;

wyraŜenie 2

;

wyraŜenie 3

)

wyraŜenie 1

(inicjujące)

wyraŜenie 1

(inicjujące)

wyraŜenie 2 = 0

NIE

(fałsz)

wyraŜenie 2

(sterujące)

wyraŜenie 2

(sterujące)

wyraŜenie 3

(przyrostowe)

wyraŜenie 3

(przyrostowe)

int i, wynik = 0;

for (i=10; i < 20; i=i+3 )

wynik = wynik + i;

int i, wynik = 0;

for (i=10; i < 20; i=i+3 )

wynik = wynik + i;

for (;;)
;

Przykłady:

float i, potega;

for (i=200; i >= 10; i=i-3 )

potega = i * i;

float i, potega;

for (i=200; i >= 10; i=i-3 )

potega = i * i;

Wstęp

C: instrukcja iteracyjna for

for (

wyraŜenie 1

instrukcja (instrukcje) A

;

wyraŜenie 2

;

wyraŜenie 3

)

wyraŜenie 2 = 0

NIE

(fałsz)

instrukcja

(instrukcje) A

instrukcja

(instrukcje) A

wyraŜenie 2

≠

TAK

(prawda)

wyraŜenie 1

(inicjujące)

wyraŜenie 1

(inicjujące)

wyraŜenie 2

(sterujące)

wyraŜenie 2

(sterujące)

wyraŜenie 3

(przyrostowe)

wyraŜenie 3

(przyrostowe)

float i, wynik = 0;

for (i=0; i < 100; i=i+1)

printf( ”%f %f\n”, i, i*i);

float i, wynik = 0;

for (i=0; i < 100; i=i+1)

printf( ”%f %f\n”, i, i*i);

Przykłady:

float odsetki = 0;
float oprocentowanie = 0,08;
float kapital = 100;
int rok, lata;

lata = 4;
for (rok=0; rok < lata; rok=rok+1)
{

odsetki = kapital * oprocentowanie;
kapital = kapital + odsetki;

}
printf( ”Kapital po %d latach wynosi %f zl.\n”,

lata, kapital);

float odsetki = 0;
float oprocentowanie = 0,08;
float kapital = 100;
int rok, lata;

lata = 4;
for (rok=0; rok < lata; rok=rok+1)
{

odsetki = kapital * oprocentowanie;
kapital = kapital + odsetki;

}
printf( ”Kapital po %d latach wynosi %f zl.\n”,

lata, kapital);

Metodyki i technki programowania 1

2011

B. Butryło

Wstęp

C: instrukcja iteracyjna while

while (

wyraŜenie

instrukcja (instrukcje) A

)

wyraŜenie = 0

NIE

(fałsz)

wyraŜenie

(sterujące)

wyraŜenie

(sterujące)

int i, wynik = 0;

i=10;
while (i < 20)
{

wynik = wynik + i;
i=i+3;

}

int i, wynik = 0;

i=10;
while (i < 20)
{

wynik = wynik + i;
i=i+3;

}

while (1)
;

Przykłady:

float i, potega;

i=200;
while (i >= 10)
{

potega = i * i;
i=i-3;

}

float i, potega;

i=200;
while (i >= 10)
{

potega = i * i;
i=i-3;

}

instrukcja

(instrukcje) A

instrukcja

(instrukcje) A

wyraŜenie

≠

TAK

(prawda)

Wstęp

C: instrukcja iteracyjna while

while (

wyraŜenie

instrukcja (instrukcje) A

)

wyraŜenie = 0

NIE

(fałsz)

wyraŜenie

(sterujące)

wyraŜenie

(sterujące)

instrukcja

(instrukcje) A

instrukcja

(instrukcje) A

wyraŜenie

≠

TAK

(prawda)

float i, wynik = 0;

i=0;
while (i < 100)
{

printf( ”%f %f\n”, i, i*i);
i=i+1;

}

float i, wynik = 0;

i=0;
while (i < 100)
{

printf( ”%f %f\n”, i, i*i);
i=i+1;

}

Przykłady:

float odsetki = 0;
float oprocentowanie = 0,08;
float kapital = 100;
int rok, lata;

lata = 4;
rok = 0;

while (rok < lata)
{

odsetki = kapital * oprocentowanie;
kapital = kapital + odsetki;
rok=rok+1;

}
printf( ”Kapital po %d latach wynosi %f zl.\n”,

lata, kapital);

float odsetki = 0;
float oprocentowanie = 0,08;
float kapital = 100;
int rok, lata;

lata = 4;
rok = 0;

while (rok < lata)
{

odsetki = kapital * oprocentowanie;
kapital = kapital + odsetki;
rok=rok+1;

}
printf( ”Kapital po %d latach wynosi %f zl.\n”,

lata, kapital);

Metodyki i technki programowania 1

2011

B. Butryło

Wstęp

C: instrukcja iteracyjna do ... while

int i, wynik = 0;

i=10;
do
{

wynik = wynik + i;
i=i+3;

}
while (i < 20);

int i, wynik = 0;

i=10;
do
{

wynik = wynik + i;
i=i+3;

}
while (i < 20);

do
;
while (1);

Przykłady:

float i, potega;

i=200;
do
{

potega = i * i;
i=i-3;

}
while (i >= 10);

float i, potega;

i=200;
do
{

potega = i * i;
i=i-3;

}
while (i >= 10);

wyraŜenie

≠

TAK

(prawda)

instrukcja (instrukcje) A

while (

wyraŜenie

);

instrukcja

(instrukcje) A

instrukcja

(instrukcje) A

wyraŜenie

(sterujące)

wyraŜenie

(sterujące)

wyraŜenie = 0

NIE

(fałsz)

Wstęp

C: instrukcja iteracyjna while

float i, wynik = 0;

i=0;
do
{

printf( ”%f %f\n”, i, i*i);
i=i+1;

}
while (i < 100);

float i, wynik = 0;

i=0;
do
{

printf( ”%f %f\n”, i, i*i);
i=i+1;

}
while (i < 100);

Przykłady:

float odsetki = 0;
float oprocentowanie = 0,08;
float kapital = 100;
int rok, lata;

lata = 4;
rok = 0;

do
{

odsetki = kapital * oprocentowanie;
kapital = kapital + odsetki;
rok=rok+1;

}
while (rok < lata);

printf( ”Kapital po %d latach wynosi %f zl.\n”,

lata, kapital);

float odsetki = 0;
float oprocentowanie = 0,08;
float kapital = 100;
int rok, lata;

lata = 4;
rok = 0;

do
{

odsetki = kapital * oprocentowanie;
kapital = kapital + odsetki;
rok=rok+1;

}
while (rok < lata);

printf( ”Kapital po %d latach wynosi %f zl.\n”,

lata, kapital);

wyraŜenie

≠

TAK

(prawda)

instrukcja (instrukcje) A

while (

wyraŜenie

);

instrukcja

(instrukcje) A

instrukcja

(instrukcje) A

wyraŜenie

(sterujące)

wyraŜenie

(sterujące)

wyraŜenie = 0

NIE

(fałsz)

Metodyki i technki programowania 1

2011

B. Butryło

Instrukcje

Przykład: funkcje / instrukcje

ZałoŜenia:

• dana/znana postać funkcji podcałkowej.
• znany, ograniczony przedział całkowania.

Właściwości:

• nie wymaga obliczania funkcji

pierwotnej.

• zbieŜna jeŜeli funkcja ciągła i

ograniczona w przedziale całkowania.

• poprawna realizacja wymaga podwójnej

procedura iteracyjnej.

Przykłady zastosowań: AVG, RMS, P.

Numeryczne obliczanie całki metodą prostokątów.

→



→



→



→



→



∆

zmniejsz

≈

Obliczaj

Instrukcje

Przykład: funkcje / instrukcje

( )

( ) (

)

( )

∫

∑













∆

⋅

≈

−

⋅

≈

→

−

∆

⋅

−

∆

f(v)

Metodyki i technki programowania 1

2011

B. Butryło

Instrukcje

#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;

double licz_calke(double, double, double);
double funkcja( double, double);

int main(int argc, char** argv)
{

double epsilon

= 1.0e-6;

double g_dolna

= 0.1;

double g_gorna

= 10.5;

int liczba_punktow

= 10;

double krok_x = (g_gorna - g_dolna) / liczba_punktow;

double w_calki

= 0.0;

double po_w_calki = 0.0;

do
{

po_w_calki = w_calki;
w_calki = licz_calke( g_dolna, g_gorna, krok_x );
krok_x = krok_x * 0.5;

}
while (fabs( (w_calki - po_w_calki) /po_w_calki ) > epsilon);

cout << "Calka w przedziale [" << g_dolna << ";" << g_gorna << "]
wynosi " << w_calki << endl;
cout << "Koniec liczenia" << endl;
return( 0 );
}

Przykład: funkcje / instrukcje

double funkcja( double x_1, double x_2 )
{
double wynik;

wynik = 10 * exp( -0.072 * x_1 ) *

sin( 2 * 3.14159265 * 0.1 * x_1 );

return( wynik );
}

double funkcja( double x_1, double x_2 )
{
double wynik;

wynik = 10 * exp( -0.072 * x_1 ) *

sin( 2 * 3.14159265 * 0.1 * x_1 );

return( wynik );
}

double licz_calke( double dolna, double gorna,

double krok )

{
double wart_x;
double wynik = 0.0;

wart_x = dolna;
while ( wart_x < gorna )
{

wynik = wynik + krok * funkcja( wart_x, 0.0 );
wart_x = wart_x + krok;

}

return( wynik );
}

Instrukcje

Przykład: funkcje / instrukcje

-8

-6

-4

-2

f(x)

( )













−

sin

072

∫













−

072

sin

7,4

7,6

7,8

8,2

8,4

8,6

8,8

1,E-06

1,E-05

1,E-04

1,E-03

1,E-02

1,E-01

1,E+00

1,E+01

8,40166

∆

Metodyki i technki programowania 1

2011

B. Butryło

Instrukcje

C++: instrukcja iteracyjna for

instrukcja

(instrukcje) A

instrukcja

(instrukcje) A

wyraŜenie 2

≠

TAK

(prawda)

for (

wyraŜenie 1

instrukcja (instrukcje) A

;

wyraŜenie 2

;

wyraŜenie 3

)

wyraŜenie 1

(inicjujące)

wyraŜenie 1

(inicjujące)

wyraŜenie 2 = 0

NIE

(fałsz)

wyraŜenie 2

(sterujące)

wyraŜenie 2

(sterujące)

wyraŜenie 3

(przyrostowe)

wyraŜenie 3

(przyrostowe)

int i, wynik = 0;

for (i=10; i < 20; i=i+3 )

wynik = wynik + i;

int i, wynik = 0;

for (i=10; i < 20; i=i+3 )

wynik = wynik + i;

for (;;)
;

Przykład 1:

float i, potega;

for (i=200; i - 10; i=i-1 )

potega = i * i;

float i, potega;

for (i=200; i - 10; i=i-1 )

potega = i * i;

Przykład 2:

Przykład 3:

Instrukcje

C++: instrukcja iteracyjna for

for (

wyraŜenie 1

instrukcja (instrukcje) A

;

wyraŜenie 2

;

wyraŜenie 3

)

wyraŜenie 2 = 0

NIE

(fałsz)

instrukcja

(instrukcje) A

instrukcja

(instrukcje) A

wyraŜenie 2

≠

TAK

(prawda)

wyraŜenie 1

(inicjujące)

wyraŜenie 1

(inicjujące)

wyraŜenie 2

(sterujące)

wyraŜenie 2

(sterujące)

wyraŜenie 3

(przyrostowe)

wyraŜenie 3

(przyrostowe)

float i, wynik = 0;

for (i=0; i < 100; i=i+1)

printf( ”%f %f\n”, i, i*i);

float i, wynik = 0;

for (i=0; i < 100; i=i+1)

printf( ”%f %f\n”, i, i*i);

Przykład 1:

float

odsetki = 0;

float

oprocentowanie = 0,08;

float

kapital = 100;

int

rok, lata;

lata = 4;

for

(rok=0; rok < lata; rok=rok+1)

{

odsetki = kapital * oprocentowanie;
kapital = kapital + odsetki;

}
printf( ”Kapital po %d latach wynosi %f zl.\n”,

lata, kapital);

float

odsetki = 0;

float

oprocentowanie = 0,08;

float

kapital = 100;

int

rok, lata;

lata = 4;

for

(rok=0; rok < lata; rok=rok+1)

{

odsetki = kapital * oprocentowanie;
kapital = kapital + odsetki;

}
printf( ”Kapital po %d latach wynosi %f zl.\n”,

lata, kapital);

Przykład 2:

Metodyki i technki programowania 1

2011

B. Butryło

Instrukcje

Przykład: funkcje / instrukcje

Kilka informacji:
• długość rekordu pamięci 4kS.
• szybkość próbkowania w czasie rzeczywistym 250 MS/s.
• szybkość próbkowania w czasie ekwiwalentnym 50 GS/s.

Cyfrowe przetwarzanie sygnału w oscyloskopie cyfrowym.

Instrukcje

Przykład: funkcje / instrukcje

Filtr cyfrowy

NOI (ang. IIR)

SOI (ang. FIR)

∑

−

∑

−

Metodyki i technki programowania 1

2011

B. Butryło

Instrukcje

Przykład: funkcje / instrukcje

Instrukcje

Przykład: funkcje / instrukcje

#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;

double licz_calke(double, double, double);
double funkcja( double, double);

int filtrowanie(int okno_start , int
liczba_probek)
{

extern float * kanal_A;
extern float * kanal_B;

float * out_A_filter;
float * out_B_filter;

out_A_filter = new float [liczba_probek];
out_B_filter = new float [liczba_probek];

if (filtr_A_on == 1)

filtr( kanal_A, out_A_filter );

if (filtr_B_on == 1)

filtr( kanal_B, out_B_filter );

}

void filtr( float * dane, float * wyniki )
{
extern int okno_start;
extern int liczba_probek;

extern int filtr_rzad;
extern float filtr[3];

float sygnal_n, sygnal_n_1, sygnal_n_2;
int sam;

sygnal_n

= dane[okno_start];

sygnal_n_1

= dane[okno_start + 1];

for ( sam = 0; sam < liczba_probek; sam = sam + 1 )

{
sygnal_n_2 = dane[okno_start + 2 + sam];

wyniki[sam] =

filtr[0] * sygnal_n + filtr[1] * sygnal_n_1
+ filtr[2] * sygnal_n_2;

sygnal_n

= sygnal_n_1;

sygnal_n_1 = sygnal_n_2;
}

}

void filtr( float * dane, float * wyniki )
{
extern int okno_start;
extern int liczba_probek;

extern int filtr_rzad;
extern float filtr[3];

float sygnal_n, sygnal_n_1, sygnal_n_2;
int sam;

sygnal_n

= dane[okno_start];

sygnal_n_1

= dane[okno_start + 1];

for ( sam = 0; sam < liczba_probek; sam = sam + 1 )

{
sygnal_n_2 = dane[okno_start + 2 + sam];

wyniki[sam] =

filtr[0] * sygnal_n + filtr[1] * sygnal_n_1
+ filtr[2] * sygnal_n_2;

sygnal_n

= sygnal_n_1;

sygnal_n_1 = sygnal_n_2;
}

}