Продолжение таблицы 2.2.

Лабораторная работа 2

Переменные и базовые типы данных языка С++. Создание программы линейного алгоритма

Теоретическая часть

Понятие алгоритма. Блок-схема

Алгоритм - конечная последовательность предписаний, однозначно определяющая процесс преобразования исходных данных в результат решения задачи.

В процессе разработки алгоритма могут использоваться различные способы его описания. Наиболее распространенные:

- словесная запись;

- графические схемы алгоритмов (блок-схемы);

- псевдокод (формальные алгоритмические языки);

- структурограммы.

Блок-схема - это графическое представление алгоритма, дополненное элементами словесной записи. На блок-схеме каждый пункт алгоритма изображается соответствующей геометрической фигурой. В таблице 2.1. приведены графические элементы, на которых компонуются блок-схемы, их названия и символы.

Таблица 2.1. - Графические элементы блок-схем

Название блока	Блок	Отображаемая функция
Начало-конец		Начало, конец, вход -выход в программах
Блок ввода-вывода		Ввод данных либо вывод результатов на экран
Блок вывода		Вывод данных на печать

Продолжение таблицы 2.1. - Графические элементы блок-схем

Процесс		Вычисление или последовательность вычислений
Предопределенный процесс		Выполнение подпрограммы
Альтернатива		Проверка условий
Модификация		Начало цикла
Соединитель		Разрыв линий потока информации в пределах одной страницы

В таблице 2.2. приведены основные базовые элементарные структуры для составления блок-схем.

Таблица 2.2. - Базовые структуры блок-схем

Название типа структуры	Изображение
Последовательность

Продолжение таблицы 2.2. – Базовые структуры блок-схем

Разветвление (выбор)
Сокращенная запись разветвления
Выбор варианта
Цикл с предусловием

Продолжение таблицы 2.2. – Базовые структуры блок-схем

Цикл с постусловием
Цикл с параметрами

2.1.2. Алфавит и лексемы языка Си++

В алфавит языка Си входят:

- прописные и строчные буквы латинского алфавита;

- цифры: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9;

- специальные знаки:

” {} , [] () | + - / \ % ;

‘ : < = > _ ! & # ^ . * ~

Из символов алфавита формируются лексемы языка:

- идентификаторы;

- ключевые (служебные, иначе зарезервированные) слова;

- константы;

- знаки операций;

- разделители (знаки пунктуации).

Рассмотрим эти лексические элементы языка подробнее.

Идентификатор - последовательность из букв латинского алфавита, десятичных цифр и символов подчеркивания, начинающаяся не с цифры:

RUN run hard_RAM_disk сору_54

Прописные и строчные буквы различаются. Таким образом, в этом примере два первых идентификатора различны. На длину различаемой части идентификатора конкретные реализации накладывают ограничение. Компиляторы различают не более 32-х первых символов любого идентификатора. Некоторые реализации Си++ на ЭВМ типа VAX допускают идентификаторы длиной до 8 символов.

Ключевые (служебные) слова - это идентификаторы, зарезервированные в языке для специального использования. Ключевые слова Си++:

asm

auto

break

case

catch

char

class

const

continue

default

delete

double

else

enum

extern

float

for

friend

goto

inline

int

long

new

operator

private

protected

public

return

short

signed

sizeof

static

struct

switch

template

this

throw

try

typedef

typeid

union

unsigned

virtual

void

volatile

while

Ранее в языке Си++ был зарезервирован в качестве ключевого слова идентификатор overload. Для компиляторов фирмы Borland (ВС++ и ТС++) дополнительно введены ключевые слова:

cdecl

_cs

_ds

_еs

_export

far

huge

interrupt

_loadds

near

pascal

_regparam

_saveregs

_seg

_ss

Там же введены как служебные слова регистровые переменные:

_АН	_BL	_CX	_SI	_CS	_FLA
_AL	_BX	_DH	_DI	_DS	_GS
_AX	_СН	_DL	_BP	_SS
_ВН	_CL	_DX	_SP	_ES

Отметим, что ранние версии ВС++ и ТС++ не включали в качестве ключевых слов идентификаторы throw, try, typeid, catch.

He все из перечисленных служебных слов сразу же необходимы программисту, однако их запрещено использовать в качестве произвольно выбираемых имен, и список служебных слов нужно иметь уже на начальном этапе знакомства с языком Си++. Кроме того, идентификаторы, включающие два подряд символа подчеркивания (__), резервируются для реализаций Си++ и стандартных библиотек. Идентификаторы, начинающиеся с символа подчеркивания (_), используются в реализациях языка Си. В связи с этим начинать выбираемые пользователем идентификаторы с символа подчеркивания и использовать в них два подряд символа подчеркивания не рекомендуется.

Константа (литерал) - это лексема, представляющая изображение фиксированного числового, строкового или символьного (литерного) значения.

Константы делятся на пять групп: целые, вещественные (с плавающей точкой), перечислимые, символьные (литерные) и строковые (строки или литерные строки). Перечислимые константы проект стандарта языка Си++ [2] относит к одному из целочисленных типов.

Компилятор, выделив константу в качестве лексемы, относит её к той или другой группе, а внутри группы - к тому или иному типу данных по ее "внешнему виду" (по форме записи) в исходном тексте и по числовому значению.

Целые константы могут быть десятичными, восьмеричными и шестнадцатеричными.

Фундаментальные объекты данных, с которыми работает программа, – это переменные и константы. Используемые в программе переменные перечисляются в объявлениях или декларациях, в которых указывается их тип, а также иногда их начальные значения.

С именами переменных связывается тип данных, который контролируется компилятором и для которого выделяется определенное количество байтов памяти. Имена переменных должны начинаться с буквы (латинского алфавита) или символа подчеркивания (например, _aza), за которым могут следовать любые комбинации букв в любом регистре (заглавные или строчные), символы подчеркивания или цифры 0–9. В языке С имеется различие между заглавными и строчными буквами. Поэтому переменная World будет отличаться от переменной world и т.п. При этом в определении переменной не разрешается символ пробела (пробелов) и некоторые другие символы, например, $... .

Стандарт С89 определяет пять базовых типов данных:

int – целочисленный тип, целое число;

float – вещественное число одинарной точности с плавающей точкой;

double – вещественное число двойной точности с плавающей точкой;

char – символьный тип для определения одного символа;

void – тип без значения.

Кроме того, существуют модификаторы, которые могут применяться к этим базовым типам. Ряд компиляторов может поддерживать еще и логический тип _Bool. Тип void служит для объявления функции, не возвращающей значения, или для создания универсального указателя (pointer).

Объект типа char всегда занимает 1 байт памяти. Размеры объектов других типов, как правило, зависят от среды программирования и операционной системы.

Приведем модификаторы базовых типов данных. К ним относятся следующие спецификаторы, предшествующие им в тексте программы:

signed, unsigned, long, short

Базовый тип int может быть модифицирован каждым из перечисленных спецификаторов. Тип char модифицируется с помощью unsigned и signed, тип double – с помощью long.

В табл. 2.3 приведены допустимые комбинации типов данных языка С с их минимальным диапазоном значений и типичным размером.

Таблица 2.3.

Типы данных языка С

Тип данных	Типичный размер в битах	Минимально допустимый диапазон значений
char	8 (или 1 байт)	от –127 до 127
unsigned char		от 0 до 255
signed char		от –127 до 127
int	16 или 32	от –32767 до 32767
unsigned int	16 или 32	от 0 до 65535
signed int	16 или 32	от –32767 до 32767
short int		от –32767 до 32767
unsigned short int		от 0 до 65535
signed short int		от –32767 до 32767
long int		от –2147483647 до 2147483647
long long int		от –(2⁶³–1 ) до (2⁶³–1) для С99
signed long int		от –2147483647 до 2147483647
unsigned long int		от 0 до 4294967295
unsigned long long int		от 0 до (2⁶⁴–1) для С99
float		от 1Е–37 до 1Е+37 (с точностью не менее 6 значащих десятичных цифр)
double		от 1Е–37 до 1Е+37 (с точностью не менее 10 значащих десятичных цифр)
long double		от 1Е–37 до 1Е+37 (с точностью не менее 10 значащих десятичных цифр)