Void prov (int a, double b)
Структура программы
Программа на языке C++ состоит из функций, описаний и директив препроцессора. Одна из функций должна иметь имя main. Выполнение программы начинается с первого оператора этой функции.
Структура простейшей программы имеет вид:
1. Директивы препроцессора
# include <имя подключаемого файла>
2. Главная функция программы:
Void main( )
{ }
Внутри функции main
- объявление использованных переменных тип имя переменной
- ввод исходной информации
- обработка данных
- вывод результата
3. Определения вспомогательных функций программы.
Директивы препроцессора представляют собой инструкции, записанные в тексте программы на СИ, и выполняемые до трансляции программы. Директивы препроцессора позволяют изменить текст программы, например, заменить некоторые лексемы в тексте, вставить текст из другого файла, запретить трансляцию части текста и т.п. Все директивы препроцессора начинаются со знака #. После директив препроцессора точка с запятой не ставятся. Директивы препроцессора:
1) Директива #include
Директива #include включает в текст программы содержимое указанного файла. Эта директива имеет две формы:
#include "имя файла"
#include <имя файла>
Имя файла должно соответствовать соглашениям операционной системы и может состоять либо только из имени файла, либо из имени файла с предшествующим ему маршрутом. Если имя файла указано в кавычках, то поиск файла осуществляется в соответствии с заданным маршрутом, а при его отсутствии в текущем каталоге. Если имя файла задано в угловых скобках, то поиск файла производится в стандартных директориях операционной системы. Директива #include широко используется для включения в программу так называемых заголовочных файлов, содержащих прототипы библиотечных функций, и поэтому большинство программ на СИ начинаются с этой директивы.
2) Директива #define
Директива #define служит для замены часто использующихся констант, ключевых слов, операторов или выражений некоторыми идентификаторами. Идентификаторы, заменяющие текстовые или числовые константы, называют именованными константами. Идентификаторы, заменяющие фрагменты программ, называют макроопределениями, причем макроопределения могут иметь аргументы.
Директива #define имеет синтаксическую форму
#define идентификатор текст
Эта директива заменяет все последующие вхождения идентификатора на текст. Такой процесс называется макроподстановкой. Текст может представлять собой любой фрагмент программы на СИ, а также может и отсутствовать. В последнем случае все экземпляры идентификатора удаляются из программы.
Примеры:
#define WIDTH 80
#define LENGTH (WIDTH+10)
Эти директивы изменят в тексте программы каждое слово WIDTH на число 80, а каждое слово LENGTH на выражение (80+10) вместе с окружающими его скобками.
3) Директива #undef
Директива #undef используется для отмены действия директивы #define. Синтаксис этой директивы следующий
#undef идентификатор
Директива отменяет действие текущего определения #define для указанного идентификатора. Не является ошибкой использование директивы #undef для идентификатора, который не был определен директивой #define.
Примеры:
#undef WIDTH
#undef MAX
3.2. Ввод/вывод в C++
3.2.1. Потоковый ввод/вывод в C++
Потоковый ввод/вывод в C++ осуществляется с помощью потоков библиотеки C++, доступных при подключении заголовочного файла iostream.h.
В потоковые классы включены операторы добавления данных в поток << и извлечения данных из потока >>.
На основе класса istream в библиотеке C++ объявлен объект-поток cin, представляющий собой стандартный буферизованный входной поток, связанный обычно с клавиатурой консоли. Извлечение данных из потока имеет следующую форму записи:
Int a;
Float b;
cin >> a >> b;
где a и b – переменные заданного типа, в которые помещаются данные из потока cin.
В роли разделителей значений в потоке используются пробельные символы (пробел, знак табуляции, перевод строки), поэтому для ввода данных с помощью cin при выполнении программы следует ввести с клавиатуры значения следующими способами:
Enter
или
Enter 5.78 Enter
Ввод данных в поток завершается нажатием клавиши Enter. Если количество заполняемых переменных меньше, чем количество значений в потоке, из потока извлекается столько значений, сколько переменных надо заполнить, а остальные значения сохраняются в потоке и будут прочитаны при следующем извлечении данных из потока.
На основе класса ostream объявлен объект-поток cout, представляющий собой стандартный буферизованный выходной поток, связанный обычно с дисплеем консоли.
Форма записи добавления данных в поток следующая:
cout << a << b;
при этом значения переменных a и b выводятся на экран без разделителя и в формате, заданном по умолчанию. Перемещение курсора на следующую строку экрана после вывода данных не происходит.
Для перевода курсора на новую строку можно использовать манипулятор endl:
cout << a <<" "<< b << endl;
В этом примере значения переменных a и b на экране разделены пробелом, после вывода данных происходит переход на новую строку, а сами значения выводятся на экран в виде, соответствующем их типу: 34 5.78.
Для потока cin определен специальный метод для ввода символов – getline(Str,Count), позволяющий в строковую переменную Str ввести из потока заданное количество символов (Count−1):
char str1[128];
Cin.getline(str1,9);
cout << str1 << endl;
Если при выполнении этого фрагмента программы ввести с клавиатуры последовательность символов abcdefghj, в переменную str1 будут помещены 8 символов, а на экране появится строка abcdefgh.
3.2.2. Форматированный ввод/вывод
Функция scanf() - функция форматированного ввода. С её помощью вы можете вводить данные со стандартного устройства ввода (клавиатуры). Вводимыми данными могут быть целые числа, числа с плавающей запятой, символы, строки и указатели.
Функция scanf() имеет следующий прототип в файле stdio.h:
scanf(''управляющая строка’’ , список параметров);
Функция возвращает число переменных которым было присвоено значение.
Управляющая строка содержит три вида символов: спецификаторы формата, пробелы и другие символы. Спецификаторы формата начинаются с символа %.
Ещё одно важное замечание! Для ввода данных с помощью функции scanf(), ей в качестве параметров нужно передавать адреса переменных, а не сами переменные. Чтобы получить адрес переменной, нужно поставить перед именем переменной знак &(амперсанд).
Примеры:
scanf("%d",&x);
scanf("%s", &str);
scanf("%d%*c%d",&i,&j);
При вводе строки с помощью функции scanf() (спецификатор формата %s), строка вводиться до первого пробела!! т.е. если вы вводите строку "Привет мир!" с использованием функции scanf().
Символ пробела в управляющей строке дает команду пропустить один или более пробелов в потоке ввода. Кроме пробела может восприниматься символ табуляции или новой строки. Ненулевой символ указывает на чтение и отбрасывание этого символа.
Разделителями между двумя вводимыми числами являются символы пробела, табуляции или новой строки. Знак * после % и перед кодом формата (спецификатором формата) дает команду прочитать данные указанного типа, но не присваивать это значение.
В команде формата может быть указана наибольшая ширина поля, которая подлежит считыванию. Например: scanf("%5s",str);
Функция printf() это функция форматированного вывода. Это означает, что в параметрах функции необходимо указать формат данных, которые будут выводиться. Формат данных указывается спецификаторами формата. Спецификатор формата начинается с символа % за которым следует код формата.
В спецификаторе формата, после символа % может быть указана точность (число цифр после запятой). Точность задаётся следующим образом: %.n<код формата>. Где n - число цифр после запятой, а <код формата> - один из кодов приведённых выше.
Например, если у нас есть переменная x=10.3563 типа float и мы хотим вывести её значение с точностью до 3-х цифр после запятой, то мы должны написать:
printf("Переменная x = %.3f",x);
Кроме того, к командам формата могут быть применены модификаторы l и h.
Вы также можете указать минимальную ширину поля отводимого для печати. Если строка или число больше указанной ширины поля, то строка или число печатается полностью.
Например, если вы напишите:
printf("%5d",20);
то результат будет следующим:
Обратите внимание на то, что число 20 напечаталось не с самого начала строки. Если вы хотите чтобы неиспользованные места поля заполнялись нулями, то нужно поставить перед шириной поля символ 0.
Например:
printf("%05d",20);
Результат:
Кроме спецификаторов формата данных в управляющей строке могут находиться управляющие последовательности (см. тему 1)
Операторы выбора
Оператор if
Стандартная форма оператора ifследующая:
If (выражение) оператор1;
[else оператор2;]
где оператор может простым, или составным. Надо помнить, что в языке С составной оператор – это группа операторов, заключенных в фигурные скобки. Оператор else не обязателен.
Если выражение истинно (любое значение, кроме 0), выполняется блок операторов, следующий за if; иначе выполняется блок операторов, следующий за else. Всегда выполняется код, ассоциированный или с if, или с else, но никогда не выполняются оба кода одновременно.
На схеме алгоритма
Пример. написать программу проверяющую попадает ли точка с координатами (х,у) в заштрихованную область
Запишем условие попадания в виде неравенств
х2+у2<=1 или (х<=0 и у<=0 и х+у>=-2)
#include <windows.h>
#include <stdio.h>
Int main(void)
{
Float x,y;
printf("Введите числa: ");
scanf("%f%f", &x,&y);
if(x*x+y*y<=1 || x<=0 && y<=0 && x+y>=-2) printf("Попадает");
else printf("Не попадает");
Sleep(20000);
}
ВНИМАНИЕ!
Распространенная ошибка при записи условных операторов — использование в выраженияхвместо проверки на равенство(==) простого присваивания (=), например,
if(a=-l)b=0;
Синтаксической ошибки нет, так как операция присваивания формирует результат, которыйи оценивается на равенство/неравенство нулю. В данном примере присваивание переменной b будет выполнено независимо от значения переменной а.
Вторая ошибка — неверная запись проверкина принадлежность диапазону.Например, чтобыпроверить условие 0<х<1. нельзя записать его в условном операторе непосредственно, так как будет выполнено сначаласравнение 0<х, а его результат (true или false, преобразованное в int) будет сравниваться с 1. Правильный способ записи: if(0<x && х<1)„
Вложенные if. Под вложенным if подразумевается оператор if, имеющий еще один ifили else., проблематичность вложенности операторов if заключается в трудностях идентификации: какое else соответствует какому if. Например:
If (x)
if (y) printf(“1”);
else printf(“2”);
Какому ifсоответствует какое else?
Для разрешения такого рода проблем существует правило: В С else соответствует ближайшему предшествующему if (на том же уровне видимости), еще не имеющему оператора else. В данном случае else связан с оператором if(y). Для того, чтобы связать else с оператором if(x), следует использовать фигурные скобки, как показано ниже:
if (x) {
if (y) printf(“1”);
}
else printf(“2”);
Лесенка if-else-if. Типичной программистской конструкцией является лесенка if-else-if. Она выглядит следующим образом:
If(выражение)
Оператор;
Else if(выражение)
Оператор;
Else if(выражение)
Оператор;
.
.
.
[else
оператор;]
Условия вычисляются сверху вниз. Когда обнаруживается истинное условие, то выполняется оператор, связанный с этим условием, а остальная часть конструкции игнорируется. Если не найдено ни одного истинного условия, выполняется оператор, соответствующий последнему else. Последний оператор else часто играет роль оператора, выполняемого по умолчанию, то есть, если все условия ложны, то выполняется оператор, соответствующий последнему else. Если последний оператор else отсутствует, то не выполняется никаких действий в случае ложности всех условий.
#include <stdio.h>
/* программа «угадай число 4» */
Int main(void)
{
int magic = 123; /* искомое число */
Int guess;
printf(“Введите ваше число: “);
scanf(“%d”, &guess);
if(guess == magic) {
printf(“Правильно”);
printf(“%d есть угаданное число”,magic);
}
else if(guess > magic) {
printf(“Неправильно. Больше”);
else printf(“Неправильно. Меньше”);
Return 0;
}
Оператор выбора switch
Оператор switch предназначен для организации выбора из множества различных вариантов. Формат оператора следующий:
Switch ( выражение )
{ [объявление]
:
[ case константное-выражение1]: [ список-операторов1]
[ case константное-выражение2]: [ список-операторов2]
:
:
[ default: [ список операторов ]]
}
Выражение, следующее за ключевым словом switch в круглых скобках, может быть любым выражением, допустимыми в языке СИ, значение которого должно быть целым. Можно использовать явное приведение к целому типу.
Значение этого выражения является ключевым для выбора из нескольких вариантов. Тело оператора switch состоит из нескольких операторов, помеченных ключевым словом case с последующим константным-выражением.
Так как константное выражение вычисляется во время трансляции, оно не может содержать переменные или вызовы функций. Обычно в качестве константного выражения используются целые или символьные константы.
Все константные выражения в операторе switch должны быть уникальны. Кроме операторов, помеченных ключевым словом case, может быть, но обязательно один, фрагмент помеченный ключевым словом default.
Список операторов может быть пустым, либо содержать один или более операторов. Причем в операторе switch не требуется заключать последовательность операторов в фигурные скобки.
Отметим также, что в операторе switch можно использовать свои локальные переменные, объявления которых находятся перед первым ключевым словом case, однако в объявлениях не должна использоваться инициализация.
Схема выполнения оператора switch следующая:
- вычисляется выражение в круглых скобках;
- вычисленные значения последовательно сравниваются с константными выражениями, следующими за ключевыми словами case;
- если одно из константных выражений совпадает со значением выражения, то управление передается на оператор, помеченный соответствующим ключевым словом case;
- если ни одно из константных выражений не равно выражению, то управление передается на оператор, помеченный ключевым словом default, а в случае его отсутствия управление передается на следующий после switch оператор.
Отметим интересную особенность использования оператора switch: конструкция со словом default может быть не последней в теле оператора switch. Ключевые слова case и default в теле оператора switch существенны только при начальной проверке, когда определяется начальная точка выполнения тела оператора switch. Все операторы, между начальным оператором и концом тела, выполняются вне зависимости от ключевых слов, если только какой-то из операторов не передаст управления из тела оператора switch. Таким образом, программист должен сам позаботится о выходе из case, если это необходимо. Чаще всего для этого используется оператор break.
Пример:
int i=2;
Switch (i)
{
case 1: i += 2;
case 2: i *= 3;
case 0: i /= 2;
case 4: i -= 5;
default: ;
}
Выполнение оператора switch начинается с оператора, помеченного case 2. Таким образом, переменная i получает значение, равное 6, далее выполняется оператор, помеченный ключевым словом case 0, а затем case 4, переменная i примет значение 3, а затем значение -2. Оператор, помеченный ключевым словом default, не изменяет значения переменной.
Рассмотрим ранее приведенный пример, в котором иллюстрировалось использование вложенных операторов if, переписанной теперь с использованием оператора switch.
char ZNAC;
int x,y,z;
switch (ZNAC)
{
case '+': x = y + z; break;
case '-': x = y - z; break;
case '*': x = y * z; break;
case '/': x = u / z; break;
default : ;
}
Использование оператора break позволяет в необходимый момент прервать последовательность выполняемых операторов в теле оператора switch, путем передачи управления оператору, следующему за switch.
Отметим, что в теле оператора switch можно использовать вложенные операторы switch, при этом в ключевых словах case можно использовать одинаковые константные выражения.
Пример:
:
switch (a)
{
case 1: b=c; break;
case 2:
switch (d)
{ case 0: f=s; break;
case 1: f=9; break;
case 2: f-=9; break;
}
case 3: b-=c; break;
:
}
Операторы цикла
Оператор for
Оператор for - это наиболее общий способ организации цикла. Он имеет следующий формат:
for ( выражение 1 ; выражение 2 ; выражение 3 ) [<тело цикла>];
Выражение 1 обычно используется для установления начального значения переменных, управляющих циклом. Выражение 2 - это выражение, определяющее условие, при котором тело цикла будет выполняться. Выражение 3 определяет изменение переменных, управляющих циклом после каждого выполнения тела цикла.
Схема выполнения оператора for:
1. Вычисляется выражение 1.
2. Вычисляется выражение 2.
3. Если значения выражения 2 отлично от нуля (истина), выполняется тело цикла, вычисляется выражение 3 и осуществляется переход к пункту 2, если выражение 2 равно нулю (ложь), то управление передается на оператор, следующий за оператором for.
Существенно то, что проверка условия всегда выполняется в начале цикла. Это значит, что тело цикла может ни разу не выполниться, если условие выполнения сразу будет ложным.
Пример:
Int main()
{ int i,b;
for (i=1; i<10; i++) b=i*i; return 0; }
В этом примере вычисляются квадраты чисел от 1 до 9.
Некоторые варианты использования оператора for повышают его гибкость за счет возможности использования нескольких переменных, управляющих циклом.
Пример:
Int main()
{ int top, bot;
char string[100], temp;
for ( top=0, bot=100 ; top < bot ; top++, bot--)
{ temp=string[top];
string[bot]=temp;
}
}
В этом примере, реализующем запись строки символов в обратном порядке, для управления циклом используются две переменные top и bot. Отметим, что на месте выражение 1 и выражение 3 здесь используются несколько выражений, записанных через запятую, и выполняемых последовательно.
Другим вариантом использования оператора for является бесконечный цикл. Для организации такого цикла можно использовать пустое условное выражение, а для выхода из цикла обычно используют дополнительное условие и оператор break.
Пример:
For (;;)
{ ...
Break;
...
}
Так как согласно синтаксису языка Си оператор может быть пустым, тело оператора for также может быть пустым. Такая форма оператора может быть использована для организации поиска.
Пример:
for (i=0; t[i]<10 ; i++) ;
В данном примере переменная цикла i принимает значение номера первого элемента массива t, значение которого больше 10.
Оператор while
Оператор цикла while называется циклом с предусловием и имеет следующий формат:
while (выражение) <тело цикла>;
В качестве выражения допускается использовать любое выражение языка Си, а в качестве тела любой оператор, в том числе пустой или составной. Схема выполнения оператора while следующая:
1. Вычисляется выражение.
2. Если выражение ложно, то выполнение оператора while заканчивается и выполняется следующий по порядку оператор. Если выражение истинно, то выполняется тело оператора while.
3. Процесс повторяется с пункта 1.
Оператор цикла вида
for ( выражение 1 ; выражение 2 ; выражение 3 ) [<тело цикла>];
может быть заменен оператором while следующим образом:
Выражение-1;
While (выражение-2)
{ <тело цикла>
выражение-3;}
Так же как и при выполнении оператора for, в операторе while вначале происходит проверка условия. Поэтому оператор while удобно использовать в ситуациях, когда тело оператора не всегда нужно выполнять.
Внутри операторов for и while можно использовать локальные переменные, которые должны быть объявлены с определением соответствующих типов.
Оператор do while
Оператор цикла do while называется оператором цикла с постусловием и используется в тех случаях, когда необходимо выполнить тело цикла хотя бы один раз. Формат оператора имеет следующий вид:
do <тело цикла> while (выражение);
Схема выполнения оператора do while :
1. Выполняется тело цикла (которое может быть составным оператором).
2. Вычисляется выражение.
3. Если выражение ложно, то выполнение оператора do while заканчивается и выполняется следующий по порядку оператор. Если выражение истинно, то выполнение оператора продолжается с пункта 1.
Чтобы прервать выполнение цикла до того, как условие станет ложным, можно использовать оператор break.
Операторы while и do while могут быть вложенными.
Пример:
Int i,j,k;
...
i=0; j=0; k=0;
do { i++;
J--;
while (a[k] < i) k++;
}
while (i<30 && j<-30);
Часто встречающиеся ошибки при программировании циклов — использование в теле цикла неинициализированных переменных и неверная запись условия выхода из цикла.
Чтобы избежать ошибок, рекомендуется:
- проверить, всем ли переменным, встречающимся в правой части операторов присваивания в теле цикла, присвоены до этого начальные значения (а также возможно ли выполнение других операторов);
- проверить, изменяется ли в цикле хотя бы одна переменная, входящая в условие выхода из цикла;
- предусмотреть аварийный выход из цикла по достижению некоторого количества итераций;
- и, конечно, не забывать о том, что если в теле цикла требуется выполнить более одного оператора, нужно заключать их в фигурные скобки.
Операторы цикла взаимозаменяемы, но можно привести некоторые рекомендации по выбору наилучшего в каждом конкретном случае.
Оператор do while обычно используют, когда цикл требуется обязательно выполнить хотя бы раз (например, если в цикле производится ввод данных).
Оператор for предпочтительнее в большинстве остальных случаев (однозначно — для организации циклов со счетчиками).
Оператором while удобнее пользоваться в случаях, когда число итераций заранее не известно, очевидных параметров цикла нет или модификацию параметров удобнее записывать не в конце тела цикла.
Операторы перехода
Оператор break
Этот оператор имеет два назначения. Первое – это окончание работы оператора switch. Второе – это принудительное окончание цикла, минуя стандартную проверку условия. Когда оператор break встречается в теле цикла, цикл немедленно заканчивается и выполнение программы переходит на строку, следующую за циклом.
Оператор break, как правило, используется в циклах, где особые условия могут вызвать немедленное завершение работы.
В примере оператор break вызывает выход из самого внутреннего цикла:
for(t=0; t<100; t++) {
count = 1;
for(;;) {
printf(“%d “, count);
count++;
if(count == 10) break;
}
}
Оператор continue
Работа оператора continue чем-то похожа на работу оператора break. Но вместо форсирования окончания цикла continue переходит к следующей итерации цикла, пропуская оставшийся код тела цикла. Например, следующая процедура выводит только положительные числа:
Do
{scanf(“%d”, &x);
if(x<0) continue;
printf(“%d “, x);
}
while(x!=100);
В циклах while и do/while оператор continue вызывает переход к проверке условия и затем продолжает работу цикла. В случае цикла for выполняется часть увеличения, затем проверяется условие и, наконец, выполняется само тело цикла.
Оператор continue, как и оператор break, прерывает самый внутренний из объемлющих его циклов.
Оператор return
Оператор return завершает выполнение функции, в которой он задан, и возвращает управление в вызывающую функцию, в точку, непосредственно следующую за вызовом. Функция main передает управление операционной системе. Формат оператора:
return [выражение] ;
Значение выражения, если оно задано, возвращается в вызывающую функцию в качестве значения вызываемой функции. Если выражение опущено, то возвращаемое значение не определено. Выражение может быть заключено в круглые скобки, хотя их наличие не обязательно.
Если в какой-либо функции отсутствует оператор return, то передача управления в вызывающую функцию происходит после выполнения последнего оператора вызываемой функции. При этом возвращаемое значение не определено. Если функция не должна иметь возвращаемого значения, то ее нужно объявлять с типом void.
Таким образом, использование оператора return необходимо либо для немедленного выхода из функции, либо для передачи возвращаемого значения.
Пример:
Int sum (int a, int b)
{ renurn (a+b); }
Функция sum имеет два формальных параметра a и b типа int, и возвращает значение типа int, о чем говорит описатель, стоящий перед именем функции. Возвращаемое оператором return значение равно сумме фактических параметров.
Пример:
void prov (int a, double b)
{ double c;
if (a<3) return; else if (b>10) return;
else { c=a+b;
if ((2*c-b)==11) return;
}
}
В этом примере оператор return используется для выхода из функции в случае выполнения одного из проверяемых условий.
Оператор goto
Использование оператора безусловного перехода goto в практике программирования на языке СИ настоятельно не рекомендуется, так как он затрудняет понимание программ и возможность их модификаций.
Формат этого оператора следующий:
Goto имя-метки;
...
имя-метки: оператор;
Оператор goto передает управление на оператор, помеченный меткой имя-метки. Помеченный оператор должен находиться в той же функции, что и оператор goto, а используемая метка должна быть уникальной, т.е. одно имя-метки не может быть использовано для разных операторов программы. Имя-метки - это идентификатор.
Любой оператор в составном операторе может иметь свою метку. Используя оператор goto, можно передавать управление внутрь составного оператора. Но нужно быть осторожным при входе в составной оператор, содержащий объявления переменных с инициализацией, так как объявления располагаются перед выполняемыми операторами и значения объявленных переменных при таком переходе будут не определены.
Оператор exit;
Формат этого оператора следующий:
Exit(код завершения);
где код завершения - переменная или константа типа int. В соответствии с кодом завершения устанавливается уровень ошибки операционной системы. Этот код завершения может проверяться в командных файлах.
Обычно оператор exit ставиться в теле оператора if, чтобы закончить программу, в зависимости от результата проверки условия. При использовании exit необходимо указывать заголовочный файл stdlib.h