Programowanie C++ Wykład 2 - podstawy języka C++ dr inż. Jakub Możaryn

Programowanie C++

Wykład 2 - podstawy języka C++

dr inż. Jakub Możaryn

Instytut Automatyki i Robotyki

Warszawa, 2014

Wstęp

Plan wykładu

Struktura programu. Zmienne i ich nazwy, podstawowe typy: całkowite, rzeczywiste, znakowe i napisowe. Instrukcje: czytania, pisania,

przypisania. Klasyfikacja typów. Stałe, wyrażenia. Komentarze i dokumentacja programu. Dodawanie bibliotek. Przestrzenie nazw.

Struktura programu

W oknie edycji kodu źródłowego ukazuje się standardowa zawartość pliku main.cpp z prostym programem wypisującym na konsoli napis „Hello World!”.

#include <iostream>

using namespace std;

int main() {

int a;

cout << "Podaj liczbe: " << endl;

cin >> a;

cout << "Podana liczba to: " << a << endl return 0;

}

Zmienne i ich nazwy

Zmienną nazywa się dana mogąca przyjmować różne wartości.

Każda zmienna występująca w programie ma swoją nazwę i przyjmuje wartości z określonego zbioru ( zdefiniowanego przez typ zmiennej)

Wszystkie zmienne występujące w programie muszą być zadeklarowane przed ich pierwszym użyciem

Popularne typy zmiennych całkowite: 10, -243, +78 rzeczywiste 1.5, 3.14, -2450.138 znakowe ’a’, ’w’, ’1’

napisowe ”podaj swoje imię:”

Zmienne i ich nazwy

Nazwa zmiennej

Dowolny ciąg liter i cyfr zaczynający się od litery. Znak podkreślenia też jest literą. Małe i duże litery są rozróżniane.

Definicja/deklaracja zmiennej

Definicja zmiennej informuje o typie zmiennej i przydziela na nią pamięć.

Definicja jest zarazem deklaracją, ale nie na odwrót (deklaracja polega tylko na określeniu typu zmiennej). i

Najpierw podaje się typ, a potem wymienia nazwy wszystkich zmiennych tego typu.

Zmienne tego samego typu można zgrupować w listę, oddzielając je przecinkami

Zmienne mogą być definiowane w dowolnym miejscu, jak tylko zajdzie potrzeba ich wykorzystania.

Zmienne i ich nazwy

Przykład definicji zmiennych prostych:

int i,j,k;

double x1,x2,y1,y2 ; y char w s k;

string nazwa, opis;

Podstawowe typy danych

Typ

Typ jest zdefiniowany przez zbiór przyporządkowanych mu wartości

Typy predefiniowane (najważniejsze):

int - podzbiór liczb całkowitych: -2147483648 .. 2147483647 float - podzbiór liczb rzeczywistych: 1.18 e-38 .. 3.40 e38 double - podzbiór liczb rzeczywistych: 2.23 e-308 .. 1.79 e308 bool - dwie wartości: true , false

char - zbiór znaków w kodzie ASCII

string - określa napis jako dowolny ciąg znaków (aby można było korzystać z umownego typu string, trzeba dołączyć odpowiednią bibliotekę: # include <string>)

Podstawowe typy danych

Typy niestandardowe (definiowane przez użytkownika, do przechowania wielu wartości pod jedną nazwą):

typ tablicowy typ strukturalny

typ plikowy typy nieprzeliczalne

typ obiektowy (w programowaniu obiektowym) typ wskaźnikowy i referencyjny

typ wyliczeniowy

Instrukcje: czytania, pisania, przypisania

Instrukcje

Polecenia dla komputera - „zmuszają” go do przetwarzania danych podczas procesu obliczeniowego. W języku C++ każda instrukcja kończy się średnikiem

Instrukcje pisania i czytania - plik z bibliotekami

Instrukcje pisania i czytania wymagają dołączenia pliku nagłówkowego biblioteki iostream. Instrukcja czytania cin>> domyślnie czyta dane z klawiatury, instrukcja pisania cout<< domyślnie wyświetla dane na monitorze.

Przestrzenie nazw

Jeśli używa się wielu bibliotek z licznymi deklaracjami, można w końcu natknąć się na problem konfliktu nazw. Rozwiązaniem jest zastosowanie przestrzeni nazw, która jest zatem zbiorem obiektów, która ogranicza dostęp do nich - oprócz nazwy obiektu niezbędne jest też wspomnienie, z której przestrzeni nazw chcemy go użyć, obchodząc tym samym problem konfliktu nazw.

Instrukcje: czytania, pisania, przypisania

Zastosowanie instrukcji pisania i czytania - określenie przestrzeni nazw

#include <iostream>

int main() {

int a;

std::cin >> a;

std::cout << a;

return 0;

}

Instrukcje: czytania, pisania, przypisania

Używając using namespace PrzestrzenNazw, podpowiadamy kompilatorowi, w którym miejscu może szukać używanych przez nas obiektów i funkcji, abyśmy mogli swobodnie używać wszystkiego co się znajduje w danej przestrzeni nazw

Zastosowanie instrukcji pisania i czytania - ominięcie przestrzeni nazw

#include <iostream>

using namespace std;

int main() {

int a;

cin >> a;

cout << a;

return 0;

}

Instrukcje: czytania, pisania, przypisania

Instrukcja przypisania - podstawienia

Instrukcja przypisania służy do nadawania zmiennej nowej wartości

Zastosowanie instrukcji przypisania

int a;

a = 10; // zmienna powinna być wcześniej zdefiniowana int b=-20; //definicja i przypisanie wartości

int k = 3;

double x = k-4.5; //zmniejsz wartość k - 4.5 k = k+1; // zwiększ wartość k o 1

double y = 2.5*(x+3)/2;

char z = ’a’;

string imie = "Witold ";

Definiowanie stałych

Stałe

Stałe definiujemy, jeśli chcemy je nazwać i używać ich nazw w programie.

Definicja stałej musi zawierać jej inicjalizację, bo wartości stałych nie można zmieniać.

Przykłady definicji stałych

const n = 5;

const int k = 2*(n+1);

const double xmin = 0.001;

const char Esc = ’ \33’;

const string pytanie = "Czy wykonac ponownie - t/n";

Podstawowe wyrażenia

Operatory arytmetyczne

+ : dodawanie / zachowanie znaku,

? : odejmowanie / zmiana znaku,

* : mnożenie, / : dzielenie,

% : reszta z dzielenia (modulo), nie może być stosowany do liczb rzeczywistych.

Operatory relacji

>, >=, <, <=

Operatory porównania

==, !=

Operatory logiczne

Podstawowe wyrażenia

Uwagi 1

Wyrażenia połączone operatorami relacji, porównania i logicznymi oblicza się od lewej do prawej

Koniec obliczeń następuje natychmiast po określeniu wartości logicznej wyrażenia

Operatory relacji mają wyższy priorytet niż operatory porównania Priorytet operatora && jest wyższy niż —— a oba są niższe niż operatorów relacji i porównania.

Uwagi 2

Dla większości operatorów dwuargumentowych, można wykorzystywać specjalne operatory przypisania, pozwalające skrócić zapis często wykorzystywanych konstrukcji.

Podstawowe wyrażenia

Wersja pełna

i = i + 2;

y = y * 2;

x = x << 1;

j = j * ( k + 1 );

flag = flag >> k;

Podstawowe wyrażenia

Operatory bitowe

& : bitowa koniunkcja (and), k : bitowa alternatywa (or), ˆ: bitowa różnica symetryczna (xor)

<< : przesunięcie w lewo

>> : przesunięcie w prawo,

˜: dopełnienie jedynkowe

Podstawowe wyrażenia

Wersja skrócona

i += 2;

y *= 2;

x <<= 1;

j *= k + 1;

flag >>= k;

Komentarze i dokumentacja programu

Komentarze są ignorowane przez kompilator, służą wyłącznie osobie czytającej tekst programu.

Komentarze zapisuje się wewnątrz par znaków /*...*/ (typ 1), co pozwala tworzyć komentarze złożone z wielu linii, lub pomiędzy znakami // (typ 2) a końcem linii.

Dwa różne typy komentarzy pozwalają tworzyć komentarze zagnieżdżone

W praktyce komentarze są bardzo przydatne. Istnieją tzw. generatory dokumentacji, które na podstawie odpowiednio ustawionych komentarzy, zgodnie z określoną konwencją, potrafią stworzyć automatycznie

dokumentację pisanego oprogramowania. Przykłady narzędzi tego typu to np. Doxygen, ApiGen, EpyDoc.

Komentarze i dokumentacja programu

Przykład komentarzy i komentarzy zagnieżdżonych:

#include <conio> // ten plik nagłówkowy należy //dołączyć, jeśli chcemy używać instrukcji // getch( );

/* Zobaczymy, co się stanie, jeśli w programie // nie będzie instrukcji getch( );na końcu.

getch( ); // to oznacza: poczekaj, aż użytkownik // wciśnie jakiś przycisk;

// ta instrukcja zatrzymuje więc działanie programu, //dzięki czemu wyniki pozostają na ekranie,

dopóki nie wciśniemy jakiegoś przycisku

*/

Dodawanie bibliotek - biblioteki i pliki nagłówkowe

Plik nagłówkowy

plik zawierający deklaracje zmiennych i funkcji tworzących bibliotekę.

Powinien być określony na początku pliku z programem.

Format dołączania plików nagłówkowych

# include <iostream> - sposób standardowy. iostream jest nazwą dołączanej biblioteki języka C++

# include <iostream.h> - starszy sposób.

Uwaga

Dołączane standardowe biblioteki i pliki nagłówkowe mogą pochodzić z języka C (stdio, stdlib, math), lub z języka C++ (cstdio, cstdlib, cmath)