Δομημένος Προγραμματισμός (ΤΛ1006)

Transcript

1 Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Κρήτης Σχολή Εφαρμοσμένων Επιστημών Τμήμα Ηλεκτρονικών Μηχανικών Τομέας Αυτοματισμού και Πληροφορικής Δομημένος Προγραμματισμός (ΤΛ1006) Δρ. Μηχ. Νικόλαος Πετράκης, Καθηγητής Εφαρμογών Τρίτη (3 η ) τρίωρη διάλεξη. Ιστοσελίδα Μαθήματος: Εξάμηνο: Χειμερινό

2 Συμβολικές Σταθερές Μία συμβολική σταθερά είναι μία σταθερά που αναπαρίσταται από ένα όνομα (ταυτότητα). Για την δήλωση μίας συμβολικής σταθεράς χρησιμοποιούμε την οδηγία #define του προ-μεταγλωττιστή, π.χ. #define PI ΠΡΟΣΟΧΗ: Χωρίς ίσον και χωρίς ερωτηματικό στο τέλος! Προτείνεται η χρήση κεφαλαίων χαρακτήρων για να ξεχωρίζουν εύκολα από τις μεταβλητές. Μία συμβολική σταθερά, μετά την δήλωσή της, δεν μπορεί να μεταβληθεί. Οι εντολές-οδηγίες define μπορούν να τοποθετούνται οπουδήποτε στον πηγαίο κώδικα αλλά είναι σε ισχύ μόνο για το τμήμα του πηγαίου κώδικα που ακολουθεί μετά τη define. Οι προγραμματιστές πιο συχνά ομαδοποιούν τις define στην αρχή της main() ή του κάθε αρχείου. 2

3 Αναπαράσταση των σταθερών στην C Με την βοήθεια της #define μπορούμε να ορίζουμε μία μόνο συμβολική σταθερά ανά γραμμή κώδικα. Αν θέλουμε να ορίσουμε πολλές συμβολικές σταθερές υπάρχει ένας πιο βολικός τρόπος, αυτός της απαρίθμησης: Σταθερά απαρίθμησης (enumeration constant) Σύνταξη: enum [ <type_tag> ] { <constant_name> [ = <value> ], }[var_list]; Παραδείγματα: enum boolean {NO, YES} ; enum months {JAN=1, FEB, MAR, } ; (αλλιώς θα ήταν JAN=0) 3

4 Μεταβλητές Μεταβλητή (variable) είναι ουσιαστικά η θέση αποθήκευσης δεδομένων η οποία μπορεί να δέχεται τιμές κατά τη διάρκεια της εκτέλεσης του προγράμματος και αναπαρίσταται με κάποιο όνομα. Μια μεταβλητή έχει: όνομα, τύπο, μέγεθος και τιμή. Στη C οι μεταβλητές πρέπει: 1. Να έχουν δηλωθεί σε κάποια εντολή δήλωσης, συνήθως στην αρχή ενός αρχείου πηγαίου κώδικα, ή στην αρχή μιας συνάρτησης, 2. Να έχουν συγκεκριμένο τύπο δεδομένων, 3. Να έχουν αρχική τιμή πριν χρησιμοποιηθούν για πρώτη φορά, 4. Τα δεδομένα (οι τιμές) που αποθηκεύονται στη μεταβλητή πρέπει να είναι του ίδιου ή συμβατού τύπου με αυτόν της μεταβλητής 4

5 Δηλώσεις μεταβλητών Για να δηλώσουμε μια μεταβλητή πρέπει πρώτα να ορίσουμε τον τύπο και μετά το όνομα της μεταβλητής, π.χ.: short int a; /* δήλωση μεταβλητής τύπου μικρού ακεραίου */ int i, k, l; /* δήλωση 3 ακέραιων μεταβλητών */ char c, line[100]; /* δήλωση χαρακτήρα και πίνακα χαρ/ρων */ float periferia, emvadon; /* δήλωση πραγματικών */ char cp= a ; char esc = \\ ; int k=0; /* με αρχική τιμή */ int m = MX + 5; float eps= 1.0e-5; /* δήλωση πραγματικού απλής ακρίβειας */ double e = 2.7; /* δήλωση πραγματικού διπλής ακρίβειας */ float inch = 2.54; ή float inch = 254e-2; long double pi= e-11; /* εκτεταμένης ακρίβειας */ 5

6 Ονόματα μεταβλητών Τα ονόματα των μεταβλητών σ ένα πρόγραμμα C πρέπει να αρχίζουν με γράμμα και μπορούν να περιέχουν αλφαριθμητικούς χαρακτήρες, δηλαδή: γράμματα, ψηφία και το σύμβολο της υπογράμμισης (underscore «_»). Δεν μπορούν να περιέχουν ειδικούς χαρακτήρες όπως: #, &, *,., +, -, /, (, {, κλπ. Στην C υπάρχει διάκριση πεζών-κεφαλαίων (case sensitive), π.χ. τα ονόματα count και Count αντιστοιχούν σε διαφορετικές μεταβλητές διότι διαφέρουν στο πρώτο γράμμα. Υπάρχουν συγκεκριμένα ονόματα τα οποία αναφέρονται σε λέξεις κλειδιά της C τα οποία δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως ονόματα μεταβλητών. 6

7 Λέξεις κλειδιά (δεσμευμένες λέξεις) που δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως ονόματα μεταβλητών auto double int struct break else long switch case enum register typedef char extern return union const float short unsigned continue for signed void default goto sizeof volatile do if static while 7

8 Καλές πρακτικές ονομασίας μεταβλητών Χρήση μικρών χαρακτήρων (όχι κεφαλαίων) Αποφυγή χρήσης μικρών και κεφαλαίων για δύο διαφορετικές μεταβλητές, π.χ. one και ONE Χρήση μνημονικών ονομάτων που είναι περιγραφικά, π.χ. interestrate αντί ir Κατανοητή σύνταξη για πολύπλοκα ονόματα π.χ. interestrate, ή interest_rate αντί interestrate 8

9 Χρήση του const για μεταβλητές που δεν αλλάζουν τιμή! Ένας άλλος τρόπος δήλωσης μιας συμβολικής σταθεράς είναι με τη λέξη κλειδί const. Μία μεταβλητή const δεν μπορεί να τροποποιηθεί κατά τη διάρκεια του προγράμματος, δέχεται μόνο αρχική τιμή τη στιγμή της δήλωσής της. Π.χ. const int count = 100; const float PI = ; const char ch = x ; 9

10 Τελεστές Ένας τελεστής είναι ένα σύμβολο που οδηγεί την C να εκτελέσει κάποια λειτουργία, με έναν ή περισσότερους τελεστέους. Τελεστές εκχώρησης (=), τελεστές αριθμητικοί, τελεστές σχεσιακοί, τελεστές λογικοί. H C έχει δύο μοναδιαίους (unary) αριθμητικούς τελεστές (οι οποίοι επιδέχονται έναν τελεστέο) και πέντε δυαδικούς (binary) αριθμητικούς τελεστές (απαιτούν δύο τελεστέους). 10

11 Αριθμητικοί Τελεστές (+) Πρόσθεση (δυαδικός τελεστής binary operator), και έκφραση θετικού προσήμου (μοναδιαίος τελεστής unary operator) (-) Αφαίρεση (δυαδικός τελεστής binary operator), και έκφραση αρνητικού προσήμου (μοναδιαίος τελεστής unary operator) (*) Πολλαπλασιασμός (δυαδικός τελεστής binary operator) (/) Διαίρεση (δυαδικός τελεστής binary operator) (%) Υπόλοιπο διαίρεσης (για ακέραιους τύπους μόνο - (δυαδικός τελεστής binary operator) 11

12 Παραδείγματα 10/3 δίνει 3 10%3 δίνει 1 10%2 δίνει δίνει 12 10*2-2 δίνει 18 10/0 δεν ορίζεται (διαίρεση με 0) 10%0 δεν ορίζεται (υπόλοιπο διαίρεσης με 0) 6/2+4 δίνει δίνει -8 10/ /3 = (10/2) + ((-10)/3) δίνει 2 12

13 Σχεσιακοί Τελεστές (1) Οι σχεσιακοί ή συσχετιστικοί τελεστές χρησιμοποιούνται για να συγκρίνουν εκφράσεις. Ο υπολογισμός μίας έκφρασης που περιέχει ένα σχεσιακό τελεστή δίνει αποτέλεσμα είτε αληθές (μη μηδενικό) είτε ψευδές (μηδέν). > (Μεγαλύτερο από), < (Μικρότερο από), >= (Μεγαλύτερο ή ίσο), <= (Μικρότερο ή ίσο), == (Ίσον),!= (Διάφορο) ΠΡΟΣΟΧΗ: Το = είναι ο τελεστής εκχώρησης, ενώ το == είναι ο σχεσιακός τελεστής. 13

14 Σχεσιακοί Τελεστές (2) Οι σχεσιακοί τελεστές θέτουν ερωτήσεις όπως: «Είναι η x μεγαλύτερη από το 100;», «Είναι η y ίση με 0;». Π.χ.: 5 == 1, Είναι το 5 ίσο με το 1; (ψευδές) 5 > 1, Είναι το 5 μεγαλύτερο του 1; (αληθές) 5 >= 1, Είναι το 5 μεγαλύτερο ή ίσο του 1; (αληθές) 5 <= 1, Είναι το 5 μικρότερο ή ίσο του 1; (ψευδές) 5!= 1, Είναι το 5 διαφορετικό από το 1; (αληθές) (5+10) == (3*5), Είναι το (5+10) ίσο με το (3*5); (αληθές) 14

15 Σχεσιακοί Τελεστές Οι αριθμητικοί τελεστές έχουν υψηλότερη προτεραιότητα από τους σχεσιακούς τελεστές Π.χ. η συνθήκη: (x+2>y) είναι ισοδύναμη με την ((x+2)>y) Η σειρά προτεραιότητας των σχεσιακών τελεστών είναι < <= > >=!= == Π.χ. το: x == y>z είναι ίδιο με το: x == (y>z) 15

16 Λογικοί Τελεστές Οι λογικοί τελεστές χρησιμοποιούνται για να συνδέσουν εκφράσεις σχηματίζοντας πιο σύνθετες συνθήκες. Τελεστής σύζευξης && (λογικό και, and) Τελεστής διάζευξης (λογικό ή, or) Τελεστής άρνησης! (λογικό όχι, not) Το && έχει μεγαλύτερη προτεραιότητα από το ενώ το! είναι μοναδιαίος τελεστής. Υπολογίζονται από τα αριστερά προς τα δεξιά όταν είναι πάνω από δύο με ίδια προτεραιότητα. 16

17 Τελεστές πράξεων ανά μπιτ (bitwise) Εφαρμόζονται μόνο σε ακέραιους τελεστέους. & σύζευξη (and) διάζευξη (or) ^ αποκλειστική διάζευξη (xor) << ολίσθηση αριστερά (shift left) >> ολίσθηση δεξιά (shift right) ~ συμπλήρωμα ως προς ένα (1 s complement) Μόνο το ~ είναι μοναδιαίος τελεστής ενώ όλοι οι υπόλοιποι είναι δυαδικοί. 17

18 Τελεστής αντικατάστασης (Εντολή ανάθεσης) Οι μεταβλητές λαμβάνουν τιμές με συγκεκριμένη εντολή ανάθεσης Η εντολή είναι της μορφής: μεταβλητή = έκφραση όπου η έκφραση μπορεί να είναι μια σταθερή τιμή, μια λογική ή αριθμητική πράξη, το αποτέλεσμα κλήσης μιας συνάρτησης κλπ. Η έκφραση θα πρέπει να παράγει ένα αποτέλεσμα που να είναι συμβατό με τον τύπο της μεταβλητής. 18

19 Συγκεντρωτικά οι τελεστές της C (1) Αριθμητικοί τελεστές: + - * / % + - Συσχετιστικοί τελεστές: > >= < <= ==!= Λογικοί τελεστές: &&! 19

20 Συγκεντρωτικά οι τελεστές της C (2) Τελεστές πράξεων ανά bit (bitwise): & ^ << >> ~ Τελεστές αντικατάστασης: = += -= *= /= %= <<= >>= ^= &= = π.χ. x= y+z; x = a*5 + b/c /(d-8); i=i+5; μπορεί να γραφεί ως: i+=5; j=j*(k+7); μπορεί να γραφεί ως: j*=(k+7); 20

21 Το πρώτο μου πρόγραμμα /* my first C program */ #include <stdio.h> void main() { printf ("Hello World"); } 21

22 Εντολή Προ-επεξεργασίας Τύπος Επιστροφής της main Το πρώτο μου πρόγραμμα /* my first C program */ #include <stdio.h> void main() { printf ("Hello World"); } Σχόλιο Εντολή εισαγωγής βιβλιοθήκης για χρήση συναρτήσεων είσοδου/έξοδου Η αρχική συνάρτηση main Η συνάρτηση printf που έχει ορισθεί στη βιβλιοθήκη stdio και επιτρέπει την εμφάνιση στην οθόνη (standard output) Αυτός ο κώδικας οδηγεί τον υπολογιστή να εμφανίσει το μήνυμα Hello World! στην οθόνη. 22

23 Εντολή επανάληψης while Συντάσσεται ως εξής: while (παράσταση ή συνθήκη) εντολή; 23

24 Παράδειγμα με while /* Πρόγραμμα που εμφανίζει το άθροισμα των 100 πρώτων φυσικών αριθμών, δηλαδή: */ main() { int i, ath=0; /* i -> μετρητής, ath -> άθροισμα */ i=1; /* αρχικοποίηση μετρητή */ while (i<=100) { ath = ath + i; /* ή ath += i; */ i = i + 1; } printf("το άθροισμα είναι %d\n", ath); } 24