Управляющие символьные константы

Лабораторная работа №1

Знакомство с языком программирования С++

Цель работы:

1. Изучение интерфейса программной оболочки Visual C++;

2. Компиляция и создание исполняемых файлов.

3. Изучение основных типов данных языка С++;

- базовые типы данных;

- переменные и константы;

4. Изучение операторов:

- арифметических;

- логических;

- сравнения;

- побитовых;

- ввода и вывода.

5. Приобретение навыков работы в ИСП Microsoft Visual C++ 5.0.

Используемое оборудование:

- персональная ЭВМ, совместимая с IBM PC.

Используемое программное обеспечение:

- операционная система Windows;

- интегрированная среда программирования Microsoft Visual C++ 5.0 (ИСП Microsoft Visual C++ 5.0).

Задание по работе

1.1. Загрузить ИСП Microsoft Visual C++ 5.0.

1.2. Изучить команды ИСП Microsoft Visual C++ 5.0.

1.3. Изучить основные типы данных ИСП Microsoft Visual C++ 5.0.

1.4. Выполнить пример 1, пример 2, пример 3 и задание преподавателя.

1.5. Записать протокол работы с интегрированной средой.

Порядок выполнения работы

2.1. Запустить Microsoft Visual C++ 5.0.

2.2. Создать *.cpp файл в рабочем каталоге.

2.3. Выполнить пример 1, пример 2, пример 3 и задание преподавателя.

2.4. Составить схему алгоритма и написать программу (по заданию преподавателя). Записать протокол работы с интегрированной средой.

2.5. Закончить работу с Microsoft Visual C++ 5.0 и запустить программу.

Содержание отчета

3.1. Наименование лабораторной работы.

3.2. Цель работы.

3.3. Теоретическую часть.

3.4. Алгоритмы выполненных программ.

3.5. Текст выполненных программ.

3.6. Вывод.

Краткое описание работы

4.1. Запуск и работа в ИСП Microsoft Visual C++ 5.0.

Для запуска ИСП Microsoft Visual C++ 5.0 необходимо запустить меню Пуск - Microsoft Visual C++ 5.0 - Microsoft Visual C++ 5.0.

Что бы начать работать в C++ сначала необходимо создать простое консольное приложение, для этого нужно выполнить следующие действия:

Ø Запустить Visual C++ (Пуск®Программы® Microsoft Visual C++ 5.0.® Microsoft Visual C++ 5.0.);

Ø Выбрать 'New' в меню 'File'. Проверить, что бы в диалоговой панеле 'New' была выбрана закладка 'Projects'. В списке типов проектов выберите 'Win32 Console Application';

Ø Выбрать каталог для проекта ‘Location’ (С:\students\’группа*) и имя проекта ‘Project name’, например, 'First' и нажмите кнопку 'OK'. У вас создадутся 'First classes';

Ø После этого выберите опять 'New', но с закладкой 'Files' и выберите 'C++ Source File'. В списке ‘File name’ задайте имя например, 'First' Далее нажмите 'OK' и создастся файл 'First.cpp'.

Общая структура программы.

Наша задача – рассмотреть общую структуру программы написанной на языке С/С++, то есть весь исходный текст размещается в одном файле:

Ø Область директив препроцессора (include, define..);

Ø Описание пользовательских типов данных;

Ø Неполные объявления функций;

Ø Описание глобальных переменных;

Ø Объявление функции 1;

Ø Объявление функции 2;

Ø Объявление функции main().

Данная схема не имеет такого жесткого порядка как в Паскале, однако, она считается традиционной.

Программа состоит из одной или нескольких процедур, по традиции называемых функциями. Одна функция, обязательно присутствующая в любой программе, должна называться main. Она служит точкой входа в программу и в дальнейшем вызывает другие функции.

Минимальная программа выглядит следующим образом:

Void main(void)

{

}

Она состоит из функции main, не принимающей и не возвращающей параметров (void). Тело функции, заключенное в фигурные скобки, также не содержит никаких полезных операторов.

Переменные могут быть объявлены как внутри тела функции, так и вне тела. В первом случае доступ к ним может осуществляться только из тела данной функции (локальные объявления), а во втором – из любой функции (глобальные объявления).

Выполнение программы начинается с тела функции main, которая может принимать набор значений из командной строки. В теле main содержатся вызовы других функций, как из стандартных библиотек, так и определенных пользователем в тексте программы.

Выполнение программы по умолчанию заканчивается при завершении работы main, но может прерваться в любом месте при возникновении критической ошибки, или в предусмотренном случае. Для этого обычно используют функцию exit() из библиотеки stdlib.

Вывод строки на экран

Прежде всего, давайте напишем программу, выводящую строку на экран.

Программа должна содержать функцию с именем main(). Ей приписывается роль начала программы. Эта функция не является предопределенной для транслятора, она не может быть перегружена, а ее тип зависит от реализации. Функция main может определяться так:

Пример 1:

// Первая программа на С++

#include <iostream.h>

Void main ()

{

cout << “Thise is my first program\n” << endl;

}

Для того, чтобы выполнить программу надо ее вначале сохранить. Зайдите в меню File и там нажмите на Save All. Затем надо ее построить (скомпилировать) для этого нужно выполнить следующие действия:

Ø Зайдем в меню (Build®Build *.exe)или сочетание клавиш (F7), начнется построение программы. Если компилятор не выдал сообщение об ошибке, которые можно посмотреть в появившемся внизу окошке, то можно смело запускать программу;

Ø Теперь вам осталось только выполнить программу, для этого зайдите в меню (Build®Execute *.exe.)или сочетание клавиш (Ctrl+F5);

Ø Ваша программа запущенна.

Строка #include сообщает компилятору, чтобы он включил стандартные возможности потока ввода и вывода, находящиеся в файле iostream.h. Без этих описаний выражение cout << "Thise is my first program" не имело бы смысла. Основные стандартные библиотеки приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Основные стандартные библиотеки С/С++

Название	Назначение и содержание
math	математические функции.
ctype	функции и макросы проверки и преобразования символов
stdio	функции стандартного ввода/вывода
string	функции работы со строками
stdlib	работа со случайными числами, преобразования типов
alloc	функции для работы с динамической памятью
conio	работа с терминалом

Операция << ("поместить в") пишет свой первый аргумент во второй (в данном случае, строку "Thise is my first program" в стандартный поток вывода cout). Строка – это последовательность символов, заключенная в двойные кавычки. В строке символ обратной косой \, за которым следует другой символ, обозначает один специальный символ; в данном случае, \n является символом новой строки. Таким образом, выводимые символы состоят из "Thise is my first program" и перевода строки, которые определяют функцию, названную main. Каждая программа должна содержать функцию с именем main, и работа программы начинается с выполнения этой функции.

Ввод с клавиатуры

Следующая (довольно многословная) программа предлагает вам ввести число дюймов. После того, как вы это сделаете, она напечатает соответствующее число сантиметров.

Пример 2:

#include <iostream.h>

Void main()

{

int inch = 0; // inch - дюйм

cout << "inches";

cin >> inch;

cout << inch;

cout << " in = ";

cout << inch*2.54;

cout << " cm\n";

}

Первая строка функции main() описывает целую переменную inch. Ее значение считывается с помощью операции >> ("взять из") над стандартным потоком ввода cin.

В этом примере на каждую команду вывода приходится один оператор; это слишком длинно. Операцию вывода << можно применять к ее собственному результату, так что последние четыре команды вывода можно было записать одним оператором:

cout << inch << " in = " << inch*2.54 << " cm\n";

Комментарии

Часто бывает полезно вставлять в программу текст, который предназначается в качестве комментария только для читающего программу человека и игнорируется компилятором в программе. В C++ это можно сделать одним из двух способов.

Символы /* начинают комментарий, заканчивающийся символами */. Вся эта последовательность символов эквивалентна символу пропуска (например, символу пробела). Это наиболее полезно для многострочных комментариев и изъятия частей программы при редактировании, однако следует помнить, что комментарии /* */ не могут быть вложенными.

Символы // начинают комментарий, который заканчивается в конце строки, на которой они появились. Опять, вся последовательность символов эквивалентна пропуску. Этот способ наиболее полезен для коротких комментариев. Символы // можно использовать для того, чтобы закомментировать символы /* или */, а символами /* можно закомментировать //.

4.6. Типы данных в C++

Перед тем, как писать программу, необходимо задать типы данных. В C++ существуют несколько часто используемых типов данных (не все):

Ø Численные знаковые целые (int, short, char);

Ø Численные знаковые дробные (float, double, long (в С), long double (в С);

Ø Численные без знаковые - все перечисленные выше типы с добавлением Unsigned;

Ø Char так же может использоваться как символьный тип.

Стандартные типы и размеры соответствующих ячеек приведены ниже.

Диапазон	Размер (Бт)
char -128..127;
unsigned char 0..255;
int -32 768.. 32 767;
unsigned int 0..65535;
long -2 147 483 648..2 147 483 647;
unsigned long 0..4 294 967 295;
float 3.4e-38..3.4e+38;
double 1.7e-308..1.7e+308;
long double 3.4e-4932..3.4e+4932.

Переменная в C/C++ объявляется следующим образом:

Int iMyVariable;

В приведенном операторе iMyVariable объявлена как целая переменная. А вот объявление переменной типа char:

Char cMyChar;

Такие типы данных, как int, float, char и long, являются неотъемлемой частью C/C++ и вам не нужно писать никакого кода, чтобы сообщить компилятору о том, что означают эти слова. C/C++ позволяет вам также объявлять свои собственные, специальные типы данных.

В примере 3 представлена программа, которая будет выводить размер типов данных в байтах. Пример 3:

#include <iostream.h>

Void main( void )

{

cout << " (unsigned)int = " << sizeof(int) << endl;

cout << " (unsigned)short = " << sizeof(short) << endl;

cout << " (unsigned)char = " << sizeof(char) << endl;

cout << " (unsigned)float = " << sizeof(float) << endl;

cout << " (unsigned)double = " << sizeof(double) << endl;

cout << " (unsigned)long = " << sizeof(long) << endl;

cout << " (unsigned)long double = " << sizeof(long double) << endl;

}

Для того, чтобы узнать размер ячейки соответствующего типа достаточно написать в программе sizeof(тип). Дело в том, что для различных операционных систем размеры ячейки одного типа может отличаться (например тип int в 16-ти и 32-х разрядных ОС, 1 байт и 2 байта соответственно).

Оператор sizeof вычисляет размер своего операнда в байтах. Операнд должен быть или выражением, которое не вычисляется, или именем типа в скобках. Оператору sizeof нельзя применять к функции, битовому полю, неопределенному классу, типу void или к массиву с неуказанными границами индексов. Байт никак не определяется языком, кроме как результата операции sizeof, именно sizeof(char) есть 1.

4.7. Переменные

Переменная представляет собой имя ячейки памяти, которую должен использовать для хранения модифицируемого значения, чтобы память была доступна программе для использования, она должна быть закреплена за ней. Существует статическое и динамическое выделение памяти. Статическое выделение памяти происходит на этапе компиляции и размер блока не может быть изменен в течение времени выполнения программы. Динамическая память выделяется именно в процессе выполнения, и ее размер может зависеть от текущего состояния программы. Участок памяти, закрепленный за программой, используется для хранения данных.

Если данные могут меняться в процессе работы, то говорят об использовании переменных, если не могут – то констант. Для доступа к переменной или константе необходимо использовать имя или адрес.

Переменная - это именованная область памяти, значение которой может изменяться в процессе выполнения программы.

Все переменные должны быть объявлены для своего использования, для того чтобы компилятор смог выделить статическую память, поэтому ему требуется знать ее точный размер. Для того чтобы объявить переменную, необходимо указать: имя, адрес, размер (определяемый типом), значение.

Если объявление располагается внутри пары фигурных скобок (например, внутри тела функции), то объявленные переменные считаются локальными и память для них отводится в области стека программы, а начальное значение неопределенно.

Если переменная объявлена вне тел функций, то она считается глобальной и размещается в сегменте данных и ее начальное значение равно нулю. Объявление переменной с присвоением ей начального значения называется инициализацией.

Если функция имеет аргумент, следует объявить переменные, которые будут принимать их значения, эти переменные называютсяформальными параметрами.

В языке С++ существуют два классификатора, управляющих доступом и модификацией: const и volatile.

Константа – это именованная область памяти, значение которой не может изменяться в процессе выполнения программы. Константам всегда присваивается некоторое значение при объявлении, и оно не может быть изменено в дальнейшем. Переменные типа const не могут изменяться, однако их можно инициализировать.

Квалификатор volatileсообщает компилятору, что значение переменной может изменяться неявно. Например, адрес глобальной переменной передать таймеру операционной системы и использовать его для отсчета реального времени. В этом случае содержимое переменной изменяется без явного выполнения какого-либо оператора присваивания.

В языке С/С++ предусмотрены управляющие символьные константы, которые приведены в таблице 2.

Таблица 2.

Управляющие символьные константы

\b	Пробел
\f	Прогон бумаги
\n	Новая строка
\r	Возврат каретки
\t	Горизонтальная табуляция
\”	Двойная кавычка
\’	Одинарная кавычка
\0	Нуль
\\	Обратная косая черта
\v	Вертикальная табуляция
\a	Звуковой сигнал
\?	Знак вопроса
\N	Восьмеричная константа N
\xN	Шестнадцатеричная константа N

Самые знаменитые служебные символы: перевод строки (код 13), возврат каретки (код 10), табуляция (код 9). Для задания их в программе в виде символьных констант используется сочетание двух видимых символов, а именно “\n”, “\r”, “\t” соответственно. Для представления символа “слэш“ используется конструкция “\\”

В языке С существуют четыре спецификатора хранения: extern, static, register, auto.

Эти спецификаторы сообщают компилятору, как хранить объявленную переменную. Общий вид объявления, использующего эти спецификаторы: