Структура основной программы

Простейшая программа на С++

Такая программа состоит всего из 12 символов, но заслуживает внимательного рассмотрения. Вот она:

void main()

{

}

Основная программа в С++ всегда называется именем main (будьте внимательны – С++ различает большие и маленькие буквы, а все стандартные операторы С++ записываются маленькими буквами). Пустые скобки означают, что main не использует аргументов, а слово void (пустой) говорит о том, что она также и не возвращает никакого значения, то есть, является процедурой.

Фигурные скобки обозначают начало и конец процедуры main - поскольку внутри них ничего нет, наша программа ничего не делает, она просто соответствует правилам языка С++, ее можно скомпилировать и получить исполняемыйфайл.

Составим теперь программу, которая делает что-нибудь полезное, например, выводит на экран слово «Привет».

#include "stdafx.h" /*подключение заголовочного файла stdio.h, в котором находится описание стандартных функций ввода и вывода, */

int main()

{

printf("Привет"); // вызов функции вывода на экран

return 0;

}

Что новенького?

Перечислим новые элементы, использованные в этой программе:

Для вывода информации на экран используется функция printf. В простейшем случае она принимает единственный аргумент - строку в кавычках, которую надо вывести на экран.

Чтобы использовать стандартные функции, необходимо сказать компилятору, что есть функция с таким именем и перечислить тип ее аргументов - тогда он сможет определить, верно ли мы ее используем. Это значит, что надо подключить описание этой функции.

Описания стандартных функций С++ находятся в так называемых заголовочных файлах с расширением *.h

Для подключения заголовочных файлов используется директива (команда) препроцессора "#include", после которой в угловых скобках или кавычках ставится имя файла с заголовками. Все команды препроцессора начиняются символом "#" в начале строки. Для подключения каждого нового заголовочного файла надо использовать новую команду "#include".

В программу могут быть включены комментарии - тексты,
поясняющие программу.Комментарии – не обязательная принадлежность программы. Описание нетривиального алгоритма, как правило, снабжается пояснениями, которые помогут разобраться в тексте программы персоналу сопровождения программных продуктов. Вязыке С++ предусматривается две разновидности комментариев – многострочные и однострочные.

Однострочный комментарий начинается вслед за парой символов "//" и продолжается до конца программной строки. Обычно с его помощью записывается комментарий к текущей строке или исключается фрагмент текущей строки из области обслуживания.Комментарии, заключенные в /* */ и записываются в любом месте программы и могут располагаться на нескольких строках.

Алфавит языка

При написании программ на алгоритмическом языке можно пользоваться лишь символами, предусмотренными алфавитом этого языка.

Алфавит языка С++ включает в себя следующие символы.

Строчные и прописные буквы латинского алфавита

|а|b|с| ... |x|y|z|A|B|C| ... |X|Y|Z|

Арабские цифры

|0|1 |2| ...|9|

Специальные символы

|+|-|*|/| = |>|>=|< |<=|==|!|.|,|:|;|’|(|)|[|]|{| |}|^&|@|$|#|

Язык С++ также включается набор зарезервированных слов, имеющих строго определенное назначение. Например, слова IF, ELSE используются в услов­ном операторе, слово DEFAULT обозначает выбор по умолчанию. Назначение зарезервированных слов будет поясняться в процессе изучения языка.

Константы и переменные

Константы

Константами являются программные элементы, имеющие определенный тип и не меняющие своего значения при выполнении программы. В качестве кон­стант на языке С++ используются целые и веществен­ные числа, логические значения, символы и строки.

Целые числа записываются со знаком или без него по обычным арифметическим правилам.

Например: 15 +1000 -47 02

Вещественные числа могут записываться либо в форме де­сятичного числа, либо в экспоненциальной форме.

В записи десятичного числа целая часть отделяется от дробной части точкой.

Например:2.5 -14.0 +0.33 0.0

Числа в экспоненциальной форме имеют вид: а ^.10^р , где a являетсямантиссой; р - десятичным порядком.

На языке С++ числа с порядком записываются с использованием буквы Е, за которой следует порядок. Буква Е читается как «умножить на 10 в степени».

Мантисса может быть целым или десятичным числом. Порядок всегда является целым числом. Следует помнить, что в написании вещественного числа с порядком должны обязательно присутствовать мантисса и порядок.

Примеры записи чисел с порядком

Математическая запись	Запись на языкеС++
3,14.105	3.14Е5
-17.10-2	-17Е-2
25,625	2.5625Е1
10-6	1Е-6
0,00048	4.8Е-4

Символьная константа - это любой символ ПК, заключен­ный в апострофы, например: ‘7’ или ‘S’ или ‘ *’.

Строковая константа (строка) - любая последовательность символов из набора символов ПК, заключенная в кавычки, например:

"Х="

"Максимальное значение ="

Строки используются также при выводе текстов и оформлении комментариев.

Переменные

Программа оперирует информацией, представленной в виде различных объектов и величин. Переменная – это символическое обозначение величины в программе. Как ясно из названия, значение переменной (или величина, которую она обозначает) во время выполнения программы может изменяться.

С точки зрения архитектуры компьютера, переменная – это символическое обозначение ячейки оперативной памяти программы, в которой хранятся данные. Содержимое этой ячейки – это текущее значение переменной.

В языке С++ прежде чем использовать переменную, ее необходимо объявить.

В объявлении переменной первым стоит название типа переменной, а затем идентификатор или имя переменной. Тип переменной определяет, какие возможные значения эта переменная может принимать и какие операции можно выполнять над данной переменной. Тип переменной изменить нельзя, т.е. пока переменная существует, она всегда будет описанного типа.

Имя представляет собой последовательность латинских букв и цифр, которая начинается с буквы. В имени мо­жет присутствовать символ подчеркивания. Длина имени состав­ляет от 1 до 63 символов. Следует помнить, что пробелы не должны входить в написание имени.

Примеры записи имен переменных

Математическая запись	x	ap	y1	α	∑	d-21
Запись на языке С++	x	ap	y1	alpha	S	d_27

С точки зрения компьютера все данные в памяти - это числа (более точно - наборы нулей и единиц). Тем не менее, и вы (и компьютер) знаете, что с целыми и дробными числами работают по-разному. Поэтому в каждом языке программирования есть разные типы данных (переменных), для обработки которых используются разные методы. Основными данными в языке С++ являются

- целые переменные (тип int - от английского integer - целый) занимают 2 байта в памяти;

- вещественные переменные, которые могут иметь дробную часть (тип float – от английского floating point - плавающая точка), занимают 4 байта в памяти;

-символы (тип char - от английского character - символ) занимают 1 байт в памяти.

Типы задаются стандартными зарезервированными словами:

int - целый тип;

long – длинный целый тип;

short – целый тип с меньшим диапазоном;

float - вещественный тип;

double - вещественный тип с двойной точностью;

char - символьный тип;

Для использования все переменные необходимо объявлять - то есть сказать компьютеру, чтобы он выделил для них ячейку памяти нужного размера и присвоил ей нужное имя. Переменные обычно объявляются в начале программы. Для объявления надо написать название типа переменных (int, float или char и др.), а затем через запятую имена всех объявляемых этим типом переменных. При желании можно сразу записать в новую ячейку нужное число, как показано в примерах ниже. Если переменной не присваивается никакого значения, то в ней находится "мусор", то есть то, что было там раньше.

По описанию переменной в памяти компьютера резервируется ячейка для хранения ее значения. В зависимости от объявленного типа переменной ячейка может иметь разную внутреннюю структуру, т.е. содержать различное число байт.

Примеры.

int a; // выделить память под целую переменную a

float b, c; //две вещественных переменных b и c

int Tu104, Dl86=23, Yak42; //три целых переменных,

//причем в D186 сразу записывается число 23.

float x=4.56, y, z; //три вещественных переменных,

// причем в x сразу записывается число 4.56.

char c, c2='A', m; //три символьных переменных,

//причем в c2 сразу записывается символ 'A'.

Арифметические выражения

Арифметические выражения строятся из операндов, арифметических операций и круглых скобок. Операндами могут быть константы, переменные и функции.

В бесскобочных арифметических выражениях операции выполняются слева направо в соответствии с их приоритетом.

1. * (умножение); / (деление); % ( остаток от деления целых чисел).

2. + (сложение); - (вычитание).

Изменить порядок выполнения операций можно с помощью
круглых скобок. Выражение, заключенное в круглые скобки, выполняется в первую очередь. Например, выражению: а/b*с соответствует математическая запись: , а выражению а/(b*с) – запись .

Тип арифметического выражения определяется типом входящих и него операндов.

Арифметическое выражение является целым, если все входящие и него операнды целого типа.

Если в арифметическом выражении содержится хотя бы один вещественный операнд, то результат - веществен­ный. Целые операнды в вещественном арифметическом выраже­нии всегда преобразуются к вещественному типу.

Операция выделения остатка или деление по модулю ( % ) применима только к целым числам. Результат ее выполнения имеет целый тип.

Исключение составляет операция деления с использованием символа ‘/’ (косая черта). Результат выполнения этой операции всегда зависит от типа операндов.

Например, значением выражения 2/5 будет число 0.

Примеры вычисления арифметических выражений

Арифметические выражения	Результат	Тип результата
6 + 4 * (5 - 3)		Целый
6 + 4 * (5 - 3.0)	14.0	Вещественный
7 % 2		Целый
7/2.0	3.5	Вещественный

Стандартные функции

Часто используемые в арифметических выражениях математические функции оформлены в виде стандартных подпрограмм, которые хранятся в библиотеке системы С++ (файл с именем math.h). Для правильного обращения к стандартной функции необхо­димо записать имя функции, за которым в круглых скобках сле­дует аргумент (параметр). Приоритет вычисления функций выше, чем приоритет арифметических операций.

В таблице ниже представлен набор стандартных функций с указани­ем типов функции и аргумента. В таблице приняты обозначения: I - целый тип, F - вещественный тип.

Математическая запись	Запись на языке С++	Тип аргумента	Тип функции
	abs(x) fabs(x)	I F	I F
tg x	tan(x)	I или F	F
sin x	sin(x)	I или F	F
cos x	cos(x)	I или F	F
ln x	log(x)	I или F	F
	sqrt(x)	I или F	F
arctg(x) - арктангенс	atan(x)	I или F	F
arcctg(x)- арккотангенс arcctg(x)=	3.14/2.0-atan(x)	F	F
Округление до ближайшего целого > x	ceil(x)	F	I
Округление до ближайшего целого < x	floor(x)	F	I
Возведение в степень xn	pow(x,n)	I F	I F
	exp(x)	I или F	F
arcsin(x) - арксинус	asin(x)	I или F	F
arccos(x) - арккосинус	acos(x)	I или F	F
десятичный логарифм.	log10(x)	I или F	F
гиперболический синус	sinh(x)	I или F	F
гиперболический косинус	cosh(x)	I или F	F
гиперболический тангенс	tanh(x)	I или F	F
Округление по правилам математики	round(x)	I или F	I
Генерация случайного числа	rand() rand() /x	нет х - F	I F

Примеры программирования арифметических выражений

Математическая запись	Запись на языке С++
	(a+12*b)/(с1 - 1.8E3)
	exp((2*sin(4*x)+pow((cos(x* x),2)))/(3*x))
	log(fabs(tan(al)-sin(pow(al,3))))

Контрольные задания

1. Составить описания для заданных переменных

Вариант	Матема­тическая запись	Тип	Вариант	Матема­тическая запись	Тип
	C2,Lt, j , Z1, T, rs	Целый Символьный		Sum, max, w Т, Z1, R	Вещественный Целый
	М, n1, ар , В, ,	Целый Вещественный		A C3, kb, ,X1, ∑	Символьный Вещественный
	, h, E, st, w, y1	Вещественный Символьный		I, d0, KH Ch, Q, rez	Целый Символьный
	T3, j, x , , w, Z1	Целый Вещественный		N, Kc, a2 Z,fd,	Целый Символьный
	N, x1, b, A, , min	Целый Вещественный		I, kd, ,v,Tn	Символьный Вещественный
	J, I, К, F, S, R2	Целый Символьный		M1, j, r, b0,A, σ	Символьный ВещественныйI
		Вещественный Символьный		Mo, j, rcm E, £, f1	Целый Вещественный
		Вещественный Символьный		α, μ, c str, P1,φ	Вещественный Символьный

2. Записать на языке С++ числовые константы

а) целые;

б) вещественные (в форме десятичных чисел и чисел с порядком).

Вариант	Математическая запись
	а)+15; 72,93.103; -500 б) ; -16,7; 0,054.102; 62,7.10-5
	а) 02; 32.103; -8.102 б) -0,25; 2,89.102; 3,164; 23,7.10-4
	а) 600; -041; 52,625.104 б) ; 0,03.10-2; -715,4; 2,1.103
	а)735; -24.103; 13,14.102 б) 0,0265.103; -3,7; 54,6; 0,275.10-2
	а)014; 25.10°; 27,3.103 б) 0,518; 2,546.102; -0,07.10-3; 3,04
	а)01; 25.10; 2,73.102 б) 15,37; 4,52.10-3; 23; 0,0083
	а)07; 94.102; 16,27.103 б) 8,4; -35,07.10-1; 6,3.102; 0,004
	а) 41; 286.10°; 23,7.102 б) 0,817; 0,645.102; -0,718.103; 0,3556.10°
	а)377; -15.103; 25,4.103 б) -0,572.106; 6.28; 5886; 0,0695.102
	а)012; 7,5.103; -0,05.102 б) -0,084.10-2; 7,12; -52; 0,0085
	а)0015; -9,4.103; 99,0 б)-5,14; 27,06.10-6; ; 0,008.102
	а) 276; 9,275.103; -02 б) -0,56.10б; -0,07425; 6; -0,873
	а) 03; 52.10°; -1,0.103 б) ; 631,5.102; -8,25; 92,1.104
	а)-016; 95,72.102; -576 б)-2,75; 81,2.10-6; -15,0.103; 0,033.10-3
	а) 05; -91,0.103; 14,5.102 б) 3,48; 1,5.102; -912.10-5; 0,0385
	а) 008; 7,2.104; -12.102 6)54; 17,8; 2,041.10-3; 513.103

3. Записать на языке С++ арифметические выражения

Вариант	Математическая запись

4. Записать в виде алгебраической формулы

	Вариант	Запись на языке С++
		log(abs(x*x*x))+atan(x)+exp(omega)
		x*sin(3.14/4.0)/(1-2*x*cos(3.14/4.0)+exp(1/3*log(x)))
		sqrt(fabs(log(sin(x)+2)))
		3*sin(x)+1/3*log(1+x*x)+sqrt(exp(x))
		sqrt(abs(x-y))/(pow(sin(z),2)+1)
		exp(abs(x+y))*exp(x*log(1 +sin(y)))
		2*((x+y+z)*pow((x+y+z),2)/(2*x)-sin(x*x*x))
		(sin(al)+atan(al))/(omega+pow(cos(al),2))
		exp(cos(x))*pow(cos(sin(x)),2)+5.7E-1
		exp(x)/(4E-1 +x*x)-sin(log(x))
		4*a*a+x*(b*b*b+x*(pow(c,4)+x*(a-exp(x))))
		18*a*x*x+exp(2/3*log(x))+sin(al/2)
		2*b*b*b+log(a)-exp(2.5*log(x))
		(x+y+z)/(pow(sin(a*x),2)+b*b)
		exp(y/x*log(abs(x)))+exp(1/3*log(y/x))
		atan(x*x*x)/(log(x)+sin(x)/cos(x))+1

5. Вычислить арифметическое выражение

Вариант	Запись на языке С++	Исходные данные
	18.75 - 16.4Е0+1/4	-
	floor(sqrt(a+b))	a = 0,84; b = 0,16
	3/x+x*x	x = 2
	(x*x*t+2.1)*ceil(1/4)+5	x = 36; t =5,287
	i+3-i*pow(i,2)	i = -3
	4+exp(ceil(3/2)*log(6.25E-1))	-
	1%3+1/3	-
	2*10/4	. -
	x/(y*x-y)+x/y+1.2E1	x = 3; y= 1,5
	19/4+1%4	-
	100*(99/100)	-
	m+k*((m+k)/n)-n	M=2; k=7; n= 10
	2*floor(4/10)+2E0	-
	2.0*(1E5)	-
	19/4+5%4	-
	exp(1/3*log(27))+2	-