🗊Презентация Общие сведения о языке С++. Лекция 2.1

ФГБОУ ВО ЧГУ им. И.Н. Ульянова факультет радиоэлектроники и автоматики кафедра автоматики и управления в технических системах Общие сведения о языке С++ Лекция 2.1. доцент Васильева Л.Н.

История развития языка С/С++ Язык C был создан в начале 70-х годов Дэннисом Ритчи сотрудником компании Bell Telephone Laboratories. Родословная языка берет свое начало от языка Алгол и включает в себя Паскаль и PL/I. В конце 1970-х годов С начал вытеснять Бейсик с позиции ведущего языка для программирования микрокомпьютеров. В 1980-х годах он был адаптирован для использования в IBM PC, что привело к резкому росту его популярности.

C++ компилируемый язык программирования общего назначения, сочетает свойства как высокоуровневых, так и низкоуровневых языков программирования. C++ компилируемый язык программирования общего назначения, сочетает свойства как высокоуровневых, так и низкоуровневых языков программирования. Язык программирования C++ широко используется для разработки программного обеспечения: создание разнообразных прикладных программ, разработка операционных систем, драйверов устройств, а также видео игр и многое другое. C++ разработан Бьерном Строустропом сотрудником научно-исследовательского центра AT&T Bell Laboratories (Нью-Джерси, США) в 1979 году. Он придумал ряд усовершенствований к языку программирования C, для собственных нужд. Страуструп добавил возможность работы с классами и объектами. Ранние версии языка С++, известные под именем и «С с классами», начали появляться с 1980 года. В 1983 году переименован на «язык программирования C++». Язык программирования C++ является свободным, то есть никто не обладает на него правами

Этапы создания исполняемого кода

Структура программы на С++ #директивы препроцессора . . . . . . . . . #директивы препроцессора функция a( ) {операторы;} функция b( ) {операторы;} int main ( ) //функция, с которой начинается выполнение программы { операторы: описания, присваивания, функция, пустой оператор, составной, выбора, циклов, перехода; return 0; }

Директивы препроцессора – управляют преобразованием текста программы до ее компиляции. Директива начинается со значка # (pound). #define – указывает правила замены в тексте. #define ZERO 0.0 #include – предназначена для включения в текст программы текста из каталога «Заголовочных файлов», поставляемых вместе со стандартными библиотеками. #include<iostream> Употребление директивы include не подключает cоответствующую стандартную библиотеку, а только позволяют вставить в текст программы описания из указанного заголовочного файла.

Элементы языка С++

1. Алфавит языка С++ 1. Алфавит языка С++ прописные и строчные латинские буквы и знак подчеркивания; арабские цифры от 0 до 9; специальные знаки “{},| []()+–/%*.\’:;&?<>=!#^; пробельные символы . 2. Лексемы языка - идентификаторы – имена объектов . PROG1,prog1 и Prog1 – три различных идентификатора!!! Первым символом должна быть буква или знак подчеркивания (!не цифра). - ключевые (зарезервированные) слова – это слова, которые имеют специальное значение для компилятора. Их нельзя использовать в качестве идентификаторов. 3. Знаки операций – это один или несколько символов, определяющих действие над операндами. 4. Константы – это неизменяемые величины (целые, вещественные, символьные и строковые константы). 5. Разделители – скобки, точка, запятая пробельные символы.

Типы данных в C++ Тип данных определяет: 1) внутреннее представление данных в памяти компьютера; 2) множество значений, которые могут принимать величины этого типа; 3) операции и функции, которые можно применять к данным этого типа.

Переменные в С++ Переменная в С++ - именованная область памяти, в которой хранятся данные определенного типа. У переменной есть имя и значение. Примеры: int a; float x=10.2; Общий вид оператора описания: [класс памяти][const]тип имя [инициализатор];

Класс памяти определяет время жизни и область видимости переменной. auto – автоматическая локальная переменная. Спецификатор auto может быть задан только при определении объектов блока, например, в теле функции. Этим переменным память выделяется при входе в блок и освобождается при выходе из него. Вне блока такие переменные не существуют. extern – глобальная переменная, она находится в другом месте программы (в другом файле или далее по тексту). Используется для создания переменных, которые доступны во всех файлах программы. static – статическая переменная, она существует только в пределах того файла, где определена переменная. register - аналогичны auto, но память под них выделяется в регистрах процессора. Если такой возможности нет, то переменные обрабатываются как auto.

Операции и выражения в С++ Выражение задает порядок выполнения действий над данными и состоит из операндов (констант, переменных, обращений к функциям), круглых скобок и знаков операций. a+b*sin(cos(x)). Операции делятся на унарные, бинарные и т.д.

Операции присваивания имеет вид: Операции присваивания имеет вид: имя_переменной=значение; Множественное присваивание в общем виде может быть записано следующим образом: имя_переменной1= имя_переменной2=...= имя_переменнойN=значение; Пример a=b=c=3.14159; Составным присваиванием являются операции +=, -=, *=, /=. x+=p; //Увеличение x на p, то же что и x=x+p. x-=p; //Уменьшения x на p, то же что и x=x-p. x*=p; //Умножение x на p, то же что и x=x*p. x/=p; //Деление x на p, то же что и x=x/p.

Операции инкремента ++ и декремента -- выполняют увеличение и уменьшение на единицу значения переменной. Операции инкремента ++ и декремента -- выполняют увеличение и уменьшение на единицу значения переменной. Эти операции имеют две формы записи префиксную и постфиксную. Пример оператор p=p+1; можно представить в префиксной форме ++p; и в постфиксной p++; Пример x=12; y=++x; //y будет иметь значение 13. x=12; y=x++; //у будет иметь значение 12

Операции битовой арифметики Арифметическое И (&) Оба операнда переводятся в двоичную систему, затем над ними происходит логическое поразрядное умножение операндов по следующим правилам: 1&1=1, 1&0=0, 0&1=0, 0&0=0. Пример А=1310=00000000000011012 и В=2310=00000000000101112 0000000000001101 & 0000000000010111 0000000000000101=510 Арифметическое ИЛИ (|) Оба операнда переводятся в двоичную систему, после чего над ними происходит логическое поразрядное сложение операндов по следующим правилам: 1|1=1, 1|0=1, 0|1=1, 0|0=0. Пример 0000000000001101 | 0000000000010111 0000000000011111=3110

Арифметическое исключающее ИЛИ (^) Оба операнда переводятся в двоичную систему, после чего над ними происходит логическая поразрядная операция ^ по следующим правилам: 1^1=0, 1^0=1, 0^1=1, 0^0=0. Арифметическое исключающее ИЛИ (^) Оба операнда переводятся в двоичную систему, после чего над ними происходит логическая поразрядная операция ^ по следующим правилам: 1^1=0, 1^0=1, 0^1=1, 0^0=0. Арифметическое отрицание (~) Операция ~ вызывает побитную инверсию двоичного представления числа Пример ~13 ~0000000000001101=11111111111110010 Сдвиг влево (M<<L) Двоичное представление числа M сдвигается влево на L позиций. Пример 17<<3. 1710=100012. 10001000=13610. Итак, 17<<3 =136. Сдвиг влево на один разряд соответствует умножению на 2, на два разряда умножению на 4, на три умножению на 8.Таким образом ,операция M<<L эквивалентна умножению числа M на 2L. При сдвиге вправо (M>>L) двоичное представление числа M сдвигается вправо на L позиций, что эквивалентно целочисленному делению числа M на 2L. Пример 25>>1=12, 25>>3= 8.

Условная операция Для организации ветвлений в простейшем случае можно использовать условную операцию ?: Операция имеет три операнда и в общем виде может быть представлена так: условие ? выражение1 : выражение2; Если условие истинно, то результатом будет выражение1, в противном случае выражение2. Пример y=x<0?-x:x;//вычисляется абсолютное знач. x

Операция преобразования типа Для приведения выражения к другому типу данных в С++ существует операция преобразования типа: (тип) выражение; Пример x=5; y=x/2; z=(float) x/2; переменная y примет значение равное 2, а переменная z = 2.5. Операция определения размера Вычисляет размер объекта или типа в байтах sizeof (тип) или sizeof выражение

#include <iostream> #include <conio.h> using namespace std; int main() {int i=3; double d=0.2; //Вычисление размеров различных типов данных: cout<<"Size char:"<<sizeof (char)<<"\n"; cout<<"Size int:"<<sizeof (int)<<"\n"; cout<<"Size short int:"<<sizeof (short int)<<"\n"; cout<<"Size long int:"<<sizeof (long int)<<"\n"; cout<<"Size long long int:"<<sizeof (long long int)<<"\n"; cout<<"Size float:"<<sizeof (float)<<"\n"; cout<<"Size double:"<<sizeof (double)<<"\n"; cout<<"Size long double:"<<sizeof (long double)<<"\n"; cout<<"Size STROKA:"<<sizeof "STROKA"<<"\n"; cout<<"Size i:"<<sizeof i<<"\n"; cout<<"Size i+d:"<<sizeof (i+d)<<"\n"; getch(); return 0;}

Приоритеты операций в выражениях

Контрольные вопросы Чему будет равно значение выражений: int z=x/y++; если int x=1, y=2; ответ: 0 2. int w=x/++y; если int x=2, y=1; ответ: 1 3. int a=++m+n++*sizeof(int); если int m=1, n=2; ответ: 10 4. float a=4*m/0.3*n; если float m=1.5; int n=5; ответ: 100 5. int ok=int(0.5*y)<short(x++); если int x=10,y=3; ответ: 1

Функции ввода и вывода данных Необходима директива #include <stdio.h> printf(строка форматов, список выводимых переменных) Пример: printf (“Значение числа Пи равно%f\n”,pi); Форматная строка может содержать: символы печатаемые текстуально; спецификации преобразования; управляющие символы. Спецификации: %d, %i; %f; %e,%E ;%u; %c ; %s и др. Управляющие символы: \n; \t и др. Модификаторы – числа, которые указывают минимальное количество позиций для вывода значения и количество позиций для вывода дробной части числа: %[-]m[.p]C scanf (строка форматов, список адресоввыводимых переменных); Пример: scanf(“%d%f”, &x,&y);

Объектно-ориентированные средства ввода-вывода Используется библиотечный файл iostream, в котором определены стандартные потоки ввода данных от клавиатуры cin и вывода данных на экран дисплея cout, а также соответствующие операции << - операция записи данных в поток; >> - операция чтения данных из потока. Пример: #include <iostream> Using namespace std; . . . . . . . . . Int n; cout << “\nВведите количество элементов: ”; cin >> n; . . . . . . . . .

Контрольные вопросы Что такое форматная строка? Что содержит форматная строка функции printf, функции scanf? Что такое спецификация преобразования? Что будет выведено функцией printf("\nСреднее арифметическое последовательности чисел равно: %10.5f \nКоличество четных элементов последовательности равно%10.5d ",S/n,k); Как записать вывод результатов из вопроса 3 с помощью оператора cout? Как выполнить ввод переменных х и у, где x типа long int, а у типа double с помощью функции scanf? С помощью операции >> ?

Литература Дейтел Х.М. Как программировать на С++ / Х.М. Дейтел, П.Дж. Дейтел. – М.: Бином, 2007. Павловская Т.А. C/C++. Программирование на языке высокого уровня / Т.А. Павловская. – СПб.: Питер, 2005. Подбельский В.В. Язык С++ / В.В. Подбельский. – М.: Финансы и статистика, 2006. Труб И.И. Объектно-ориентированное моделирование на С++: учебный курс / И.И. Труб. – СПб.: Питер, 2006. Франка П. С++: учебный курс / П. Франка. – СПб.: Питер, 2006.