🗊Презентация Программирование на языке С++. Лекция 3. Основные типы данных, идентификаторы и их внутреннее представление

Программирование на языке С++ Зариковская Наталья Вячеславовна Лекция 3

Основные типы данных, идентификаторы и их внутреннее представление Как вам известно, язык С++ вырос из языка программирования С. Что из себя представляет язык С? Это предопределенный набор типов данных (тип char, int, float и т.д.), операции для работы с этими типами данных (например ==, + и т.д.) и небольшое множество операторов, которые образуют структуру управления (например, оператор цикла). Все это имеется и в С++ (так как С входит в него как подмножество), но кроме этого, в нем имеются механизмы, которые позволяют программисту определять новые типы данных, которые, возможно, лучше отражают реальные понятия, и определять операции над этими типами. В этих механизмах и заключается основная мощь этого языка. Но предопределенные типы данных, операции и структура управления составляют основу языка, без которой невозможно понять всего остального. Поэтому на протяжении нескольких лекций мы будем рассматривать именно такие предопределенные типы данных, предопределенные операции и операторы С++, то есть большей частью то, что входит в язык программирования С.

Основные символы языка и идентификаторы Первое, о чем нужно сказать - это об идентификаторах в С++. В первую очередь нужно подчеркнуть, что в С++ различаются прописные и строчные буквы (X и x будут разными именами). Это важное отличие С++ от многих других языков программирования, в первую очередь от Паскаля. Все ключевые слова С++ набираются строчными (маленькими) буквами и не могут быть использованы в качестве идентификаторов. Все остальные правила для идентификаторов должны быть вам уже знакомы - что идентификатор начинается с буквы, что знак подчеркивания считается буквой и т.д. - то же, что и в Паскале. Не рекомендуется начинать идентификаторы со знака подчеркивания - такие имена используются в стандартных библиотеках. Основными символами языка служат буквы латинского алфавита A-Z, a-z, арабские цифры 0-9, символы + = _ - ( ) * & % # ! |. , ; : ‘ / ? { } ~ \ [ ] ^, а также неотображаемые символы - пробел, перевод стоки, табуляция, забой. В языке С++ прописные и строчные символы обрабатываются как различные символы.

Основные символы языка и идентификаторы Как и любой язык программирования, составными элементами языка служат ЛЕКСЕМЫ. Лексема - неразделимая последовательность символов (в простейшем случае один символ), относящихся к базовому словарю, и распознаваемых компилятором. При написании программы лексемы могут быть разделены пробельными символами (пробел, символ табуляции, перевод строки, возврат каретки, перевод формата) или другими лексемами, такими как знаки операций. Последовательность пробельных символов рассматривается как один пробел.

Основные символы языка и идентификаторы Идентификатор - лексема, начинающаяся с буквы и состоящая из букв, цифр и знаков подчёр¬кивания. Языком С++ допускается произвольная длина идентификатора, однако, значимы только первые 31 символ. Идентификаторы, содержащие двойной знак подчёркивания, зарезервированы для системных целей. В языке С++, как и в других языках программирования, используются ключевые слова. Ключевые слова - это зарезервированные идентификаторы, которые наделены определенным смыслом и известны компилятору языка С++. К ключевым словам относятся: auto, double, int, struct, break, else, long, switch, register, tupedef, char, extern, return, void, case, float, unsigned, default, for, signed, union, do, if, sizeof, volatile, continue, enum, short, while, asm, fortran, near, far, cdecl, huge, paskal, interrupt. Ключевые слова не могут быть использованы в качестве идентификаторов при написании программы.

Комментарии и пробельные символы Следующие символы: пробел, табуляция, перевод строки, возврат каретки и комментарии рассматриваются компилятором только как разделители и в остальном на результат трансляции не влияют. Они называются пробельными символами. Где может быть хотя бы один такой символ - может быть их сколько угодно. В программе допускается использование комментариев. Комментарии это любая последовательность символов, заключенных между знаками начала -« /*» и конца - «*/» комментария или начинающихся знаком - «//» и заканчивающихся символом новой строки. Комментарии первого вида, ограниченные знаками - « /*» и «*/» не могут быть вложенными друг в друга. А комментарии, начинающиеся символом - «//» и заканчивающиеся символом новой строки могут быть вложенными в комментарий первого вида. Пример одного большого ком¬ментария может быть следующим: /* Вычисление суммы элементов вектора А[10] int S=0; //включает операцию обнуления For(int i=0; i<10; i++) S+=А[i]; //и операцию суммирования */ Следует знать, что использование комментариев является признаком хорошего тона программирования, улучшая читабельность программы, и практически не влияет на длину рабочего кода программы.

Основные типы данных и их внутреннее представление Языком С++ поддерживаются следующие типы данных: предопределенные языком типы (основные); классы, определяемые пользователем; абстрактные типы данных, получаемые на основе использования классов и основных типов при решении пользователем конкретных задач. Любая константа, переменная, значение функции или выражения в С++ характеризуется своим типом. Тип этих объектов определяет множество допустимых значений, форму внутреннего представления, а так же множество допустимых операций. Поэтому все данные, используемые в программе, до их появления обязательно должны быть объявлены (описаны). Знание типов объектов также позволяет компилятору обнаруживать ошибки и избежать потерь времени при тестировании программы.

Определения и объявления В С++ переменная может быть объявлена и должна быть определена. Определение и объявление переменной различаются. Это очень важный момент. Определение переменной вызывает выделение памяти. Определение задает имя переменной и ее тип. Помимо этого может быть указано инициирующее значение для переменной. Должно быть одно и только одно определение переменной в программе. Переменная не может использоваться до ее определения. Объявление переменной объявляет, что переменная существует и определяется где - то в другом месте. Оно не является определением, не приводит к выделению памяти, а скорее уведомляет о том, что переменная определена где-то еще. В программе может быть несколько объявлений одной и той же переменной. В общем объявления и определения переменных могут называться описаниями.

Определения и объявления Оператор определения данных в общем виде может быть представлен: [ класс памяти] [тип ] идентификатор;, где [класс памяти] - определяет область видимости и время жизни (существования) идентификатора; [тип] - тип, заданный на момент определения, идентификатора. Язык C++ поддерживает четыре класса памяти: auto (автоматическая), extern (внешняя), register (регистровая), static(статическая).

Типы данных в С++. Константы и переменные Предопределённые (встроенные) типы - это типы, непосредственно поддерживаемые языком. К таким типам могут быть отнесены: простые (символ, целое число и вещественное число) и составные , для которых языком определены строгие правила их описания (указатели, вектор, многомерный вектор, перечисление, смесь, структура).

Целочисленные типы С++ поддерживает 5 целочисленных типов. Список и характеристики этих типов представлены в таблице

Целочисленные типы Как видно из таблицы различные типы данных целого типа различают по количеству занимаемых в памяти бит и делят на беззнаковые (unsigned) и знаковые (signed). По умолчанию в объявлениях описатели short, int и long интерпретируются компилятором как signed. Беззнаковые данные в описаниях указываются явно. Например: int a,b; //описаны переменные a, b- signed int unsigned long l; //описана беззнаковая переменная l типа long

Целочисленные типы C++ поддерживает IEEE- стандарт внутреннего представления данных целого типа

Целочисленные типы Старший бит знаковых чисел хранит знак числа. Если он равен 0, то число положительное и 1, если число отрицательное. Положительные числа хранятся и обрабатываются в прямом коде, а отрицательные в дополнительном коде. Следует заметить, что в языке С++ жёстко не фиксировано представление в памяти идентификаторов с модификаторами типа int и unsigned int. Размер памяти для переменной определяется длиной машинного слова (два или четыре байта) и зависит от используемой ПЭВМ. Язык С поддерживает явную форму инициализации переменной - через операцию присваивания. Например int n = 100 ; Язык С++ добавил к этому еще одну форму инициализации - неявную, при которой начальное значение располагается внутри скобок : int n(100);

Целочисленные типы При написании программы допускается использование символических констант. Константы в С++ могут быть заданы в десятичной, восьмеричной и шестнадцатеричной системах счисления. Тип и система счисления, в которой представлена символическая константа, определяется компилятором по ее записи (по умолчанию) или по использованным суффиксам (явно) Unsigned. Признаком используемой системы счисления для компилятора являются: для шестнадцатеричной системы счисления (С/С) - наличие в двух левых символах цифры 0 и буквы Х(х); для восьмеричной С/С - наличие в качестве первого символа цифры 0; для десятичной С/С не удовлетворения двух вышеописанных условии. Признаком типа символической константы, задаваемой в явном виде, служит суффиксы U(u)- для констант типа unsigned; L(l)- для констант типа long. Разрешается комбинировать эти суффиксы в любом порядке. Отрицательные константы получаются применением операции «унарный минус» к соответствующей положительной константе.

Целочисленные типы Примеры: 8,27,-30201//десятичные имеют тип int, если не превышают максимально допустимого // для этого типа значения и тип long в противном случае 6U,30201U //unsigned int 6UL,30201UL //unsigned long 032,066,077 //восьмеричные 0x27,OX77A //шестнадцатеричные 0x27,0X77a //шестнадцатеричные длинные

Вещественные типы С++ поддерживает три вещественных типа. Список и характеристики этих типов представлены в таблице

Вещественные типы Вещественные числа (стандарт IEEE) состоят из знакового бита (s), «сдвинутого» порядка (p) и нормализованной мантиссы (m) (рисунок), представленной в двоичной системе счисления.

Вещественные типы

Вещественные типы

Логические данные

Данные типа char

Данные типа char

Данные типа char

Данные типа char

Данные типа char