Программирование 1

Унарные операции выполняются справа налево.

Операции увеличения и уменьшения увеличивают или уменьшают значение операнда на единицу и могут быть записаны как справа так и слева от операнда. Если знак операции записан перед операндом (префиксная форма), то изменение операнда происходит до его использования в выражении. Если знак операции записан после операнда (постфиксная форма), то операнд вначале используется в выражении, а затем происходит его изменение.

В отличие от унарных, бинарные операции, список которых приведен в табл. 1, выполняются слева направо.

Таблица 1 – Разновидности операций Си/СИ++

11

Левый операнд операции присваивания должен быть выражением, ссылающимся на область памяти (но не объектом, объявленным с ключевым словом const), такие выражения называются леводопустимыми к ним относятся:

-идентификаторы данных целого и плавающего типов, типов указателя, структуры, объединения;

-индексные выражения, исключая выражения имеющие тип массива или функции;

-выражения выбора элемента (->) и (.), если выбранный элемент является леводопустимым;

-выражения унарной операции разыменования(*), за исключением выражений, ссылающихся на массив или функцию;

-выражение приведения типа если результирующий тип не превышает размера первоначального типа.

При записи выражений следует помнить, что символы (*), (&), (!), (+) могут обозначать унарную или бинарную операцию.

В языке СИ имеется одна тернарная операция - условная операция, которая имеет следующий формат:

операнд-1 ? операнд-2 : операнд-3

Операнд-1 должен быть целого или плавающего типа или быть указателем. Он оценивается с точки зрения его эквивалентности 0. Если операнд-1 не равен 0, то вычисляется операнд-2 и его значение является результатом операции. Если операнд-1 равен 0, то вычисляется операнд-3 и его значение является результатом операции. Следует отметить, что вычисляется либо операнд-2, либо операнд-3, но не оба. Тип результата зависит от типов операнда-2 и операнда-3, следующим образом.

1.Если операнд-2 или операнд-3 имеет целый или плавающий тип (отметим, что их типы могут отличаться), то выполняются обычные арифметические преобразования. Типом результата является тип операнда после преобразования.

2.Если операнд-2 и операнд-3 имеют один и тот же тип структуры, объединения или указателя, то тип результата будет тем же самым типом структуры, объединения или указателя.

3.Если оба операнда имеют тип void, то результат имеет тип void.

4.Если один операнд является указателем на объект любого типа, а другой операнд является указателем на vold, то указатель на объект преобразуется к указателю на vold, который и будет типом результата.

5.Если один из операндов является указателем, а другой константным выражением со значением 0, то типом результата будет тип указателя.

Пример:

max = (d<=b) ? b : d;

Переменной max присваивается максимальное значение переменных d и b.

12

1.3.3 Простое присваивание

Операция простого присваивания используется для замены значения левого операнда, значением правого операнда. При присваивании производится преобразование типа правого операнда к типу левого операнда по правилам, упомянутым раньше. Левый операнд должен быть модифицируемым.

Пример: int t; char f; long z; t=f+z;

Значение переменной f преобразуется к типу long, вычисляется f+z, результат преобразуется к типу int и затем присваивается переменной t.

1.3.4 Составное присваивание

Кроме простого присваивания, имеется целая группа операций присваивания, которые объединяют простое присваивание с одной из бинарных операций. Такие операции называются составными операциями присваивания и имеют вид:

(операнд-1) (бинарная операция) = (операнд-2) .

Составное присваивание по результату эквивалентно следующему простому присваиванию:

(операнд-1) = (операнд-1) (бинарное операция) (операнд-2) .

Отметим, что выражение составного присваивания с точки зрения реализации не эквивалентно простому присваиванию, так как в последнем операнд-1 вычисляется дважды.

Каждая операция составного присваивания выполняет преобразования, которые осуществляются соответствующей бинарной операцией. Левым операндом операций (+=) (-=) может быть указатель, в то время как правый

Заметим, что при втором присваивании использование составного присваивания дает более заметный выигрыш во времени выполнения, так как левый операнд является индексным выражением.

1.3.5 Приоритеты операций и порядок вычислений

В языке СИ операции с высшими приоритетами вычисляются первыми. Наивысшим приоритетом является приоритет равный 1. Приоритеты и порядок операций приведены в таблице 2

13

Таблица 2 – Приоритеты и порядок выполнения операций

1.4 Структура и компоненты программы на языке СИ

Каждая программа на языке СИ++ – есть последовательность препроцессорных директив, описаний и определений глобальных объектов и функций.

Препроцессорные директивы управляют преобразованием текста программы до её компиляции. Например:

#define S 23

#include <stdio.h> (Подключает указанный библиотечный файл) Определения вводят функции и объекты. Объекты необходимы программе

для представления в программе обрабатываемых данных. Функции определяют потенциально возможные действия программы.

Программа на языке СИ++ представляет собой набор описаний и определений. Сама программа представляется набором определений функций. Среди всех имеющихся в программе функций одна обязательно должна бать с

14

именем main. Эта функция определяет точку входа в программу (место с которого начинает программа выполняться).

Структура программы выглядит следующим образом:

Вслед за заголовком функции main в фигурных скобках размещается тело функции, которое представляет последовательность определений, описаний и исполняемых операторов. Как правило, определения и описания размещаются до исполняемых операторов. Каждое определение, описание и оператор завершается

«;».

Определения вводят объекты, необходимые для представления в программе обрабатываемых данных (переменных, констант). Они могут вводиться по мере необходимости, хотя зачастую их предпочитают вводить вначале тела функции.

Описания уведомляют компилятор о свойствах и именах объектов и функций, определённых в других частях программы.

Операторы определяют действия программы на каждом шаге её выполнения.

1.5 Организация ввода-вывода в стиле СИ

Все возможности организации ввода-вывода реализованы в библиотечных функциях стандартной библиотеки stdio.h.

Для организации вывода используется функция printf(форматная_строка,список_аргументов);

Форматная строка ограничивается кавычками «”» и может включать произвольный текст, управляющие символы и спецификации преобразования данных.

Список аргументов может отсутствовать.

#include <stdio.h> void main()

{

printf(“\nЗдравствуйте!\n”);

}

Препроцессорная директива #include <stdio.h> подключает стандартную библиотеку ввода-вывода. «\n» – перевод строки (управляющий символ).

При организации вывода данных на экран используются спецификации преобразования, которые имеют следующий обобщённый вид:

15

%флажки ширина_поля.точность модификатор спецификатор

Обязательными являются «%» и спецификатор. Таблица 3 – Значения флагов

ширина_поля – целое положительное число, определяющее количество знакомест для вывода значения.

точность – целое положительное число, определяющее количество цифр после десятичной запятой для вывода значения с плавающей точкой.

Таблица 4 – Значения модификаторов

Спецификаторы определяют тип выводимого значения и форму вывода. Таблица 5 – Значения спецификаторов

16

В состав строки вывода могут входить управляющие последовательности: ‘\n’ – перевод строки;

‘\t’ – горизонтальная табуляция;

‘\r’ – возврат каретки к началу строки; ‘\\’ – обратная косая черта \; ‘\’’ – апостроф ‘; ‘\0’ – нулевой символ;

‘\a’ – сигнал-звонок;

‘\b’ – возврат на одну позицию; ‘\f’ – перевод строки;

‘\v’ – вертикальная табуляция; ‘\?’ – знак вопроса.

Для организации ввода данных с клавиатуры используется функция scanf(форматная_строка, список_аргументов);

Эта функция выполняет чтение значений вводимых с клавиатуры и присваивает их последовательно аргументам. Форматная строка представляет собой последовательность спецификаций, управляющих преобразованием вводимых значений.

%*ширина_поля модификатор спецификатор

‘*’ в настоящее время не используется; Ширина_поля – целое положительное число, позволяющее определить,

какое количество байтов из входного потока соответствует вводимому значению.

модификатор и спецификатор – аналогичны функции printf().

Аргументами функции ввода могут быть адреса переменных, которым будут присвоены вводимые значения. Они задаются при помощи операции взятия адреса

“&имя_переменной”

Например: scanf(“%d%f%f”,&n,&z,&x);

17

1.6 Ввод, вывод данных в стиле СИ++

Механизм для ввода-вывода в СИ++ называется потоком. Название произошло оттого, что информация вводится и выводится в виде потока байтов – символ за символом.

Класс istream реализует поток ввода, класс ostream – поток вывода. Эти классы определены в файле заголовков iostream.h. Библиотека потоков вводавывода определяет три глобальных объекта: cout,cin и cerr. cout называется стандартным выводом, cin – стандартным вводом, cerr – стандартным потоком сообщений об ошибках. cout и cerr выводят на терминал и принадлежат к классу ostream, cin имеет тип istream и вводит с терминала.

Вывод осуществляется с помощью операции <<, ввод с помощью операции >>. Выражение

cout << "Пример вывода: " << 34;

напечатает на терминале строку "Пример вывода", за которым будет выведено число 34. Выражение

int x;

cin >> x;

введет целое число с терминала в переменную x. (Разумеется, для того, чтобы ввод произошел, на терминале нужно напечатать какое-либо число и нажать клавишу возврат каретки.)

Чтобы не усложнять программу, воспользуемся одним из готовых, предопределенных классов – классом ostream (поток ввода-вывода). Этот класс определен в файле заголовков "iostream.h". Поэтому первое, что надо сделать – включить файл заголовков в нашу программу:

#include <iostream.h> int main() { return 1; }

Кроме класса, файл заголовков определяет глобальный объект этого класса cout. Объект называется глобальным, поскольку доступ к нему возможен из любой части программы. Этот объект выполняет вывод на консоль. В функции main мы можем к нему обратиться и послать ему сообщение:

#include <iostream.h> int main()

{

cout << "Hello world!" << endl; return 0;

}

Операция сдвига << для класса ostream определена как "вывести". Таким образом, программа посылает объекту cout сообщения "вывести строку Hello world!" и "вывести перевод строки" (endl обозначает новую строку). В ответ на эти сообщения объект cout выведет строку "Hello world!" на консоль и переведет курсор на следующую строку.

18

1.6.1 Манипуляторы и форматирование ввода-вывода

Часто бывает необходимо вывести строку или число в определенном формате. Для этого используются так называемые манипуляторы.

Манипуляторы – это объекты особых типов, которые управляют тем, как ostream или istream обрабатывают последующие аргументы. Некоторые манипуляторы могут также выводить или вводить специальные символы.

С одним манипулятором мы уже сталкивались, это endl. Он вызывает вывод символа новой строки. Другие манипуляторы позволяют задавать формат вывода чисел:

Использовать манипуляторы просто – их надо вывести в выходной поток. Предположим, мы хотим вывести одно и то же число в разных системах счисления:

int x = 53;

cout << "Десятичный вид: " << dec

<<x << endl

<<"Восьмиричный вид: " << oct

<<x << endl

<<"Шестнадцатиричный вид: " << hex

<<x << endl

Аналогично используются манипуляторы с параметрами. Вывод числа с разным количеством цифр после запятой:

19

double x;

//вывести число в поле общей шириной

//6 символов (3 цифры до запятой,

//десятичная точка и 2 цифры после запятой) cout << setw(6) << setprecision(2)

<<x << endl;

Те же манипуляторы (за исключением endl и ends могут использоваться и при вводе. В этом случае они описывают представление вводимых чисел. Кроме того, имеется манипулятор, работающий только при вводе, это ws. Данный манипулятор переключает вводимый поток в такой режим, при котором все пробелы (включая табуляцию, переводы строки, переводы каретки и переводы страницы) будут вводиться. По умолчанию эти символы воспринимаются как разделители между атрибутами ввода.

int x;

// ввести шестнадцатиричное число cin >> hex >> x;

1.7 Математические функции

Для выполнения математических вычислений в стандартной математической библиотеке <math.h> описаны следующие функции:

int abs (int к) ; double fabs(double x); Возвращает целое (abs) или дробное (fabs)

абсолютное значение аргумента, в качестве которого можно использовать выражение соответствующего типа.

double acos (double x); double asin (double x); double atan (double x);

long double acosl(long double x) ; long double asinl(long double x); long double atanl(long double x); Возвращает выраженную в радианах величину угла, арккосинус, арксинус или арктангенс которого передан соответствующей функции в качестве аргумента. Аргумент функции должен находиться в диапазоне от -1 до

1.

double cos (double x); double sin (double x); double tan (double x); long double cosl(long double x);

long double sinl(long double x); long double tanl(long double x); Возвращает синус,

косинус или тангенс угла. Величина угла должна быть задана в радианах.

#include <stdio.h> #include <math.h> int main(void)

{

double result; double x = 0.5; result = cos(x);

printf("Косинус числа %lf – %lf\n", x, result);

20