Programovanie v jazyku C
Úvod- Čo je to počítač, ako pracuje jeho hardware a ako tento automat riadia programy.- Projektovanie informačných technológií a algoritmy.
- Základná filozofia C jazyka.
- Postup spracovania programu.
- Príkazy preprocesora.
- Dátové objekty - typy dát a ich dĺžka.
- Operátory, premenné, konštanty.
- Smerníky a polia
- Základné kamene - C jazyk je ako rieka. Aby ste sa dostali na druhú stranu, a nezmietol vás prúd, musíte preskakovať z kameňa na kameň až kým nebudete za vodou.
Ďalšie informácie
Základná filozofia C jazyka
Programovať v jazyku C (alebo v ľubovolnom inom) znamená písať Zdrojový text programu v textovom editore a dodržiavať syntaktické pravidlá programovacieho jazyka.
Preložiť program - znamená spustiť špeciálny program - Kompilátor, ktorý transformuje zdrojový text programu do binárneho vykonateľného súboru (executable = vykonateľný).
Podmienkou je, aby Zdrojový text programu nemal syntaktické chyby t.j. formálne chyby príkazov programovacieho jazyka . V prípade syntaktickej chyby sa vytváranie spustiteľného súboru preruší. Počas prekladu kompilátor vytvára protokol o preklade a tento sa ukladá do osobitného súboru odvodeného od názvu Zdrojového súboru, ale s príponou .lis (<názov>.lis). Pri neúspešnom preklade programátor v tomto súbore nájde všetky chybové hlásenia. Mnoho chýb vo výpise môže byť zapríčinených predchádzajúcimi chybami. Preto je ich potrebné odstraňovať v poradí od prvého.
Vykonateľné súbory (označované príponou .EXE ) obsahujú strojové inštrukcie v binárnom tvare určené pre konkrétny typ procesora počítača. Operačný systém počítača spúšťa vykonateľný program pomocou príkazu napríklad:
<názov>.exe p1 p2 ... pn
<názov>.exe @<názov parametrického súboru>, kde <názov> sa nahradí skutočným názvom programu (program sa môže štartovať aj bez uvedenia prípony .exe - operačný systém si ju automaticky doplní sám).
Medzerami oddelené p1,p2 až pn predstavujú parametre použité pri štartovaní programu. Parametre sa po štarte programu priradia premenným zodpovedajúcim poradovému číslu parametra a ich hodnoty môže program priamo použiť. Parametre slúžia zvyčajne na riadenie chodu programu. Existujú aj iné metódy riadenia programov väčším množstvom údajov tak (napríklad pomocou súborov s koncovkou typu .ini a pod.), že najprv v textovom editore vytvoríte takýto súbor a pri štarte uvediete jediný parameter odlíšený vami určeným znakom za ktorým bude uvedený názov parametrického súboru alebo ešte jednoduchšie - parametrický súbor sa použije automaticky a prípadné zmeny uvediete ako parametre
Čo sa deje po spustení programu?
Operačný systém po zadaní príkazu na štart vykonateľného súboru s príponou .exe najprv tento súbor vyhľadá a skopíruje všetky strojové inštrukcie v ňom uložené do Operačnej pamäti. Potom obsah parametrov priradí programovým premenným, ktoré umiestni na konkrétne adresy v operačnej pamäti, kde ich neskôr program nájde a použije . Po tejto príprave operačný systém vloží do PC registra adresu prvej ínštrukcie programu, čím de facto odovzdá programu riadenie procesora (Poznámka: PC register = Program Counter - obsahuje vždy aktuálnu adresu inštrukcie, ktorá sa bude! vykonávať) .
PC register (v počítači typu VON NEUMANN - bežné PC) obsahuje adresu v operačnej pamäti v ktorej sa nachádza aktuálna inštrukcia v strojovom kóde, ktorú procesor následne bude vykonávať. (Program Counter - znamená doslova počítadlo inštrukcií - avšak v tomto prípade je hlavne používaný ako register pre adresovanie inštrukcií. Jeho obsah sa automaticky mení počas k Inštrukčného cykla - /viď. Inštrukčný cyklus/.) Na rozdiel od počítadiel, ktoré sa zvyčajne zvyšujú o 1, Program Counter sa počas inštrukčného cyklu zväčší o dĺžku práve vykonávanej inštrukcie (to môže byť o 1,o 2, alebo aj 3, ... podľa procesora a konkrétnej strojovej inštrukcie ) tak, že na konci inštrukčného cyklusu, keď sa strojová inštrukcia práve! vykonáva, PC register už adresuje nasledovnú strojovú inštrukciu.
Zdrojový text programu - Čo v ňom nájdeme? Máme dva možné pohľady na obsah:
Z formálnej obsahovej stránky to budú nasledovné elementy:
- volania hlavičkových súborov #include <stdio.h>
- biele znaky - oddeľovače t.j. existujúce ale neviditeľné medzery, tabulátory, nový riadok, nová stránka, návrat na začiatok riadku
- ASCII znaky 0-127 pridelené základnej znakovej sade (dolná časť 256 znakovej ASCII tabuľky) je používaná na tvorbu znakových reťazcov programu
- ASCII znaky 128-255 pridelené rozšírenej znakovej sade obsahujúcej národné znaky abecedy ( horná časť 256 znakovej ASCII tabuľky) tieto sa maximálne objavia ako texty zobrazované pri komunikácii na obrazovke počítača.
- identifikátory - t.j. textové reťazce v ktorých záleží na veľkosť písmen (veľké a malé znaky majú rôzne ASCII kódy). Používajú sa ako názvy z ktorých na rozlíšenie sa podľa ANSI C použije len prvých 31 znakov (Pozn.: Sú prípady keď len 8)
- komentáre - kompilátorom ignorované popisné texty slúžiace ako poznámky uzavreté medzi dvojice /* a */ medzi ktorými sa môžu objaviť ľubovolné znaky ASCII tabuľky t.j. aj biele znaky (odporúča sa nepoužívať národné znaky)
Z programátorskej stránky - to sú konštrukcie ktoré predstavujú jednak
- deklarácie a definície dát ktoré názvom dátových objektov pridelia vlastnosti a adresný priestor.
-
deklarácie a definície
funkcií, ktoré názvom
funkcií pridelia
- vlastnosti,
- adresný priestor
- a príkazové konštrukcie vykonávajúce požadované algoritmy
- výrazy a príkazy
Programátorské konštrukcie nám umožňujú budovať algoritmické postupy využívajúce:
- matematické výrazy ( a + 2*b )
- a logické výrazy ( a>b | c<a )
- jednoduché príkazy a = 2 * sin(b) ;
- zložené príkazy v blokoch { a = 2 * sin(b); c= 3 * a; }
- štrukturálne príkazy riešiace alternatívne
kroky podľa výsledkov logických výrazov následným
- vetvením if (a>b | c<a) { ... } else { ... }; Ak (podmienka pravdivá) { príkazy A } alebo { príkazy B };
- cyklením do { } while (a>b | c<a); Vykonávaj { príkazy A } pokiaľ (je podmienka pravdivá);
Dátové objekty /DO/ (premenné a konštanty)
nám predstavujú identifikátory so symbolickými názvami, ktorým prideľujeme typ a hodnotu. Dátové objekty môžu byť jednoduché (znaky, celé čísla, reálne čísla), ale môžu byť aj komplikované - štrukturované, ktoré pozostávajú z rôznych položiek rôznych typov (záznam o osobe môže obsahovať meno, priezvisko, dátum narodenia a počet detí, ...)
Blok dátových objektov a príkazov { ... }
predstavuje lokálny dátový priestor v ktorom sú dátové objekty chránené pred vonkajším prostredím. Bloky sa môžu vnárať jeden do druhého a obsahovať dátové objekty, výrazy a príkazy:
{ DO prarodiča ... { DO otca ... { DO vnuka ... } } }
, pričom dátové objekty vo vnútorných blokoch nie sú viditeľné z vonkajšieho prostredia. Naopak! Príkazy a výrazy v najhlbšie vnorenom bloku, t.j. "vnuci", vidia dátové objekty "rodičov" a "prarodičov".
Bloky na najvyššej úrovni môžu existovať len ako pomenované bloky - t.j. funkcie a procedúry.
Definície funkcií a procedúr obsahujú hlavičku a telo. Hlavičku vytvára trojica po sebe uvedených údajov oddelených medzerou:
- symbol typu návratovej hodnoty,
- názov pomenovaného bloku a
- v okrúhlych zátvorkách ( ) zoznam parametrov (patria tiež do dátových objektov /DO/ lokálneho priestoru bloku)
Telo predstavuje samotný blok { ... } a nasleduje za hlavičkou buď na tom istom riadku alebo na nasledovnom.
V C/C++ jazyku sa nemôže definovať jeden pomenovaný blok vo vnútri iného pomenovaného bloku!
Funkcie
- predstavujú základný stavebný prvok programu v jazyku C. Všetky programy v tomto jazyku sa skladajú z funkcií, ktoré používajú iné funkcie ako podprogramy. Každá nová funkcia volá iné funkcie uložené v niektorej z knižníc.
Samotný zdrojový text programu sa skladá jednak z deklarácií a definícií dátových objektov a jednak z deklarácií a definícií funkcií. Hlavná funkcia, ktorá štartuje celý program, má vyhradený názov main (). Táto funkcia môže volať a používať ďalšie funkcie a definovať a používať lokálne a globálne premenné.
Názvy funkcií sa líšia od názvov premenných tým, že za identifikátorom funkcie vždy nasledujú zátvorky, či už obsahujúce parametre alebo nie ( ) .
Funkcie nesmú byť definované vo vnútri inej funkcie (v ich lokálnom priestore), ale jedna funkcia môže volať druhú funkciu. Problém by mohol vzniknúť keď v poradí prvá funkcia sa odvoláva na druhú, ktorej definícia v zdrojovom texte ešte len bude nasledovať.
Riešením je informatívna deklarácia hlavičky druhej funkcie, ktorá sa do textu napíše pred definíciu prvej funkcie a tým sa informuje o hlavičke (t.j. type návratovej hodnoty, názve funkcie a zozname deklarácií a definícií parametrov v okrúhlych zátvorkách ) bez uvedeného programového bloku {} , ktorý v deklarácii nahradí obyčajná bodkočiarka /;/.
Ak by sme funkciu prirovnali k bytu, ktorý má
- dvere - interface ( interface znamená rozhranie - t.j. jednotka medzistyku - medzi dvomi prostrediami - exteriérom a interiérom bytu) a
- vnútorný priestor bytu s vnútornou vybavenosťou,
potom deklarácia je fotografia dverí bytu s menovkou a kukátkom a definícia je byt samotný.
Procedúry -
sú funkcie nepoužívajúce návratovú hodnotu pridelenú názvu funkcie. Typ uvedený pred názvom je void - je v zmysle prázdny, neuvedený, neexistujúci. Pojem Procedúry je spojený s programovacím jazykom Pascal. Ale inak technológia je v oboch jazykoch rovnaká.
Deklarácie - sú príkazy, ktoré udávajú typ a meno premenných alebo funkcií ale neprideľujú žiaden obsah. Slúžia na informovanie o budúcej Definícii .
Definície - sú príkazy, ktoré pridelia premennej alebo funkcii konkrétneho typu obsah alebo program a obsah v pamäti.
Premenné - sú dátové objekty ktoré v v C jazyku sú charakterizované typom. Dátové objekty konkrétneho typu majú svoju veľkosť vyjadrenú počtom slov ktoré zaberajú v Operačnej pamäti. Prístup k dátovým objektom je jednak cez ich názvy, a jednak cez z adresy na ktoré ukazujú tzv. pointre na dané premenné. Jazyk C používa dva druhy premenných a to lokálne a globálne.
- Lokálne premenné sú deklarované a platia v
jednom bloku (t.j. v jednej funkcii). Pre ostatné bloky (t.j. funkcie) sú
neviditeľné. Lokálne môžu byť jedine dátové objekty, nie
funkcie. Rozlišujú sa:
- statické - ktoré z časového hľadiska vytvoria sa pri vstupe do funkcie a zrušia pri ukončení programu - viditeľné sú len vo funkcii kde boli definované. Prekladač ich umiestňuje do dátovej oblasti pamäti.
- dynamické - sa vytvoria pri vstupe do funkcie a skončia s ukončením funkcie.
- Globálne premenné je možné používať vo všetkých
blokoch (funkciách). Deklarujú sa pred všetkými funkciami hneď za
príkazmi preprocesora #include.
- statickécké - sú také, ktorých existencia začína so spustením programu a končia s jeho ukončením. Prekladač ich uloží do dátovej oblasti pamäti. Globálne premenné sú jedine statické.
Príkazy
sú výrazy vytvorené podľa syntaktických pravidiel C jazyka a ktoré sú zakončené bodkočiarkou ( ; ). Výraz bez bodkočiarky nie je príkazom. Skupina viacerých príkazov môže byť spojená do zloženého príkazu zloženými zátvorkami { a }. Tieto zložené zátvorky možno použiť všade tam, kde sa dá použiť aj jednoduchý výraz.
Súbory -
sú dátové objekty, ktoré uchovávajú informácie (dáta) na jednotkách s permanentnou pamäťou. Hlavné typy súborov sú:
- textové - obsahujú text kódovaný v znakoch kde každý znak zaberá presne 1 byte informácie uloženej v slovách (8, 16, 32, 64, ... ) podľa triedy počítača. Charakteristickým znakom textových súborov je tlačiteľnosť na všetkých druhoch tlačiarní v tzv. textovom režime, kde každému kódu písmena zodpovedá grafická prezentácia "zadrôtovaná" do hardware tlačiarne. Aj medzi textovými súbormi existuje špeciálny "spustiteľný súbor" s príponou .bat. Tento súbor neobsahuje program, ale príkazy spúšťajúce programy. Takýto súbor nazývame aj dávkový súbor, pretože môžeme doň dopredu zapísať príkazy, ktoré by sme inak museli postupne zadávať v štartovacom riadku operačného systému. Pri spustení dávky sa jednotlivé príkazy postupne vykonávajú bez nášho ďalšieho zásahu.
- binárne - sú univerzálne dátové súbory, ktoré majú informácie kódované vlastným spôsobom, ktorému rozumie daná programová aplikácia tak ako ju vymyslel jej programátor. Tu neexistujú normy a dohody. Binárne súbory majú svoj obsah formálne ukladaný ako sekvenciu x-bajtových slov (kde x=8, 16, 32, ...), ale nad touto štruktúrou je logická štruktúra, ktorú si "obhospodaruje" aplikačný program. Inak povedané program "vie" čo tam má uložené, a vie ako sa k informácii dostane.
- a spustiteľné - sú špeciálne binárne súbory, ktoré majú štandardizovaný tvar podľa pravidiel ktoré používa daný Operačný systém počítača. Jeho obsahom je presný sled počítačových inštrukcií, ktoré sa ukladajú do spustiteľného súboru v poradí, tak ako sa budú kopírovať do Operačnej pamäti tesne pred spustením programu.
Návrat na začiatoktok
Postup spracovania programu.
Programy sú vytvárané - písané v textovom editore. Najlepšie sa to robí v špecializovanom vývojovom prostredí - ktoré ma integrované HELP súbory obsahujúce príklady, popis príkazov jazyka a návody práce. Postup činností pri spracovaní programu vyjadruje nasledovná schéma:
Editor - nástroj na písanie dokumentu - vytvára zdrojový text súboru, ktorého názov je ukončený charakteristickou príponou ( .C , resp. Borland C++ má .CPP ).
Preprocesor - je program, ktorý automaticky upraví vytvorený zdrojový program, a odstráni v ňom všetky poznámky a zbytočné medzery. Z hlavičkových súborov (.h) skopíruje požadované deklarácie funkcií používaných v programe a nakoniec vytvorí pracovný textový súbor určený pre prekladač - t.j. kompilátor jazyka C.
Compiler - Prekladač alebo aj Kompilátor je program, ktorý zdrojový text prekladá do strojového kódu, ale do jeho relatívneho formy. Vzniká súbor rovnakého názvu ale s novou príponou (.obj). Program v relatívnom tvare je prekladaný so štartovacou adresu 0, nemá nastavené žiadne absolútne adresy, ešte nemá doriešené adresovania na premenné a volania funkcií náväzných modulov programu. Compiler odhaľuje chyby syntaxe príkazov (t.j. chybne zapísané príkazy - nezodpovedajúce pravidlám) a nedoriešené vzťahy na deklarácie externých funkcií. O zisteniach informuje v sprievodnom súbore rovnakého názvu ale s upravenou koncovkou (.lis).
Linker - volaný aj zostavovací program, spája všetky relatívne moduly do jedného uceleného programu a nahradzuje relatívne adresy z relatívnych modulov (.obj) absolútnymi adresami. Z knižničných súborov (.lib), ktoré obsahujú ďalšie relatívne moduly, pripája požadované moduly a prepája ich s volaniami funkcií v iných, do výsledného programu pripojených, relatívnych modulov. Vo vytváranom programe nahradzuje fiktívne volania absolútnymi volaniami na miesta kam moduly, obsahujúce funkcie z knižničných súborov, umiestnil. Týmto vzťahom vzájomnej komunikácie modulov hovoríme krížové referencie. Výsledkom činnosti linkera je spustiteľný program rovnakého názvu s príponou ( .exe ), ktorý má vyriešené všetky krížové referencie a je bez chýb.
Debuger - (odstraňovač chrobákov = po našom odstraňovač "múch") je ladiaci program, ktorý umožňuje krokovať ladený program a vyhľadať chyby práce programu, t.j. nesprávneho algoritmu. Umožňuje zisťovať príčiny tzv. "Runtime Errors", t.j. chyby ktoré sa prejavia až po spustení programu v "čase jeho behu". Takýto program môže byť po formálnej stránke v poriadku. Tomuto procesu hovoríme ladenie. Debuger má schopnosť sledovať chod ladeného programu po krokoch (step = krok). , t.j zastaviť po každom riadku programu, resp. zastavovať na miestach do ktorých sa pred spustením ladeného programu vložia tzv. STOP ZNAČKY (BREAK POINTS) Dôvodm pre zastavenie programu môže byť udalosť napr. zmena hodnoty sledovanej premennej. V bodoch zastavenia nám debuger umožňuje prekontrolovať momentálny stav premenných použitých v programe. Odhalením odchýlky od požadovaného stavu obsahu dátových objektov programátor ďalšou analýzou určí chybu v programe. Najčastejšou chybou je nezhoda medzi tým čo chceme aby program robil a tým čo a ako mu to inštrukciou prikážeme.
Proces ladenia - je činnosť v ktorej programátor opakovane upravuje zdrojový text programu, spúšťa proces kompilácie a odstraňuje zistené chyby. Niektoré chyby môžu vyvolávať aj iné náväzné (tzv. sekundárne) chyby programu, preto nájsť skutočnú príčinu chyby býva komplikovaná činnosť vyžadujúca trpezlivosť. Práca profesionálnych programátorov je charakteristická tým, že množstvo chýb v porovnaní s vytvoreným množstvom programových inštrukcií býva časom menšia a menšia. Chybovosť u profesionálov sa neskôr viac prejavuje v zlým pochopením zadania úlohy zadávateľom, resp. chybami v analýze riešenia úlohy ako takej. Z týchto dôvodov dolaďovanie programov by mala byť tímová práca analytikov ale aj programátorov. Významnú úlohu majú aj testovači. Sú to ľudia ktorých pracovnou náplňou je overovanie funkcie programu v každom režime práce. Vyjadrujú sa k farebnému dizajnu aplikácií, obsahovej stránke, pracovnej pohode, prístupu k HELPom pri riešení konkrétnych pracovných postupov v aplikácii a odhaľujú anomálie práce aplikácie t.j. nezhody medzi tým čo má program robiť a čo skutočne robí. Všetky takto zistené veci sú dôvodom na úpravu zdrojového textu programu. Najčastejšie sa však prejaví problém až po nasadení aplikácie do prevádzky. Nie nadarmo sa hovorí: "Až prax overí všetky funkcie".
Návrat na začiatok
Príkazy preprocesora.
Sú to príkazy ktoré sa vykonávajú ešte pred kompiláciou. Pred samotnými príkazmi je znak #. Príkaz preprocesora #include vkladá do zdrojového textu obsah iných súborov, zvyčajne obsahujúce deklarácie funkcií. Zvyčajne tieto súbory majú označenie .h čo znamená header (hlavička). Volania majú dva možné tvary
#include <stdio.h>
pre vkladanie systemových súborov umiestnených v aktuálnom adresári, alebo v adresári INCLUDE.
#include "defs.f"
pre vkladanie užívateľom vytvorených súborov.
Príklady:
- #include <stdio.h>
- #include <conio.h>
- #include "kniznica.c"
Ďalší príkaz preprocesora #define slúži na zavádzanie symbolických konštánt.
- #define MAX 100 /* definovanie konštanty MAX nastavenú na hodnotu 100 */
]
Návrat na začiatok
Dátové objekty - typy dát a ich dĺžka.
Čo to je dátový objekt?
Je
časť pamäte, ktorú program používa na ukladanie údajov.
Kde sa nachádza dátový objekt v
počítači?
Jednak v operačnej pamäti na adrese ktorú mu náhodne pridelil program,
alebo v súbore na niektorom permanentnom pamäťovom médiu.
Čím sa líšia dátové
objekty, aké majú vlastnosti?
Programy v C jazyku pracujú s dátovými
objektmi charakterizovanými typom (s
charakteristickými vlastnosťami) a
rozsahom platnosti.
ZÁKLADNÉ VLASTNOSTI DÁTOVÝCH OBJEKTOV
- typ
- veľkosť
- adresa
- obsah
- obor hodnôt obsahu
- možnosti meniť obsah
- povolené operácie
- rozsah platnosti
Zoznam ZÁKLADNÝCH TYPOV DÁT:
- char - jeden byte môže obsahovať jeden znak miestneho súboru znakov.
- int - celočíselná premenná
- float - reálne číslo s pohyblivou rádovou čiarkou - štandardná veľkosť
- double - reálne číslo s pohyblivou rádovou čiarkou s dvojnásobnou veľkosťou
Od typu dátového objektu závisia jeho ďalšie vlastnosti - veľkosť t.j. počet byte ktoré v pamäti zaberá, obor hodnôt - celé kladné, celé záporné a kladné, reálne s desatinnou bodkou, povolené operácie s dátovým objektom.
Z hľadiska možnosti meniť obsah rozlišujeme v programe
- KONŠTANTY a
- PREMENNÉ.
Konštanty v programe predstavujú LITERÁLY (názvy) s pridelenou hodnotou. V programe vytvárajú dvojicu TEXTOVÝ REŤAZEC - HODNOTA. Konštanta sa v programe môže definovať len jeden raz, ale použitie je bez obmedzenia. Hlavný dôvod existencie konštánt je sprehľadniť v programoch použitie konkrétneho čísla alebo reťazca, a možnosť definovať údaj na jedinom mieste. V prípade potreby zmeny stačí obsah zmeniť v tej jedinej definícii na začiatku programového textu a zmena sa prejaví na všetkých miestach kde sa v programe LITERÁL vyskytol. Ak by sme nemali inštitút konštanty, museli by sme si pamätať, kde všade v programe sme použili číselný údaj resp. textový reťazec danej hodnoty - a pri jeho zmene, museli by sme všetky miesta výskytu vyhľadať a zmeniť. Stačilo by v programe prehliadnuť jediný výskyt so starou hodnotou a máme problém! Konštanty sa v programe aplikujú počas prekladu, keď jej hodnota inicializuje premenné, alebo sa využijú na výpočet hodnoty vo výraze ešte v etape kompilácie. Počas behu programu konštanta ako dátový objekt neexistuje.
Premenné v programe predstavujú reálne existujúce objekty, ktoré majú v Operačnej pamäti vyčlenený pamäťový priestor kam ukladajú svoj obsah. Meno premennej predstavuje symbolickú adresu pamäťového priestoru. Tento obsah môžeme programovo meniť. Čas existencie premennej v Operačnej pamäti sa môže meniť podľa toho, či ide o statickú alebo dynamickú premennú. Jednotlivé programové bloky v C jazyku môžu používať lokálne premenné, ktoré existujú len počas vykonávania bloku. Pri štarte sa dynamicky premenným pridelí pamäťové miesto a po jeho ukončení sa tento priestor zase vráti do "banky volného priestoru" tzv. heap-u. Naopak statické premenné sa vytvoria pri prvom použití a do konca programu im ich priestor zostane pridelený. Ostatné bloky a funkcie sa môžu na tento priestor odvolávať preto statické premenné sa používajú na predávanie si údajov medzi blokmi a funkciami. Globálne premenné sú statické premenné viditeľné všetkými funkciami a programovými modulmi ktoré ich výskyt prenášajú k sebe cez inštitút externých premenných. V prípade Harwardskej koncepcie mikropočítačov, ktoré majú program uložený v ROM pamäti a dáta v samostatnej RAM pamäti, statická definícia premennej ju okamžite umiestňuje (alokuje) do dátovej oblasti.
Naopak dynamické premenné sa ukladajú do nepomenovanej oblasti. V prostredí C jazyka, aplikácia môže pracovať aj s adresou premennej, t.j. nepristupuje k jej obsahu premennej pomocou jej názvu, ale aj cez adresu jej umiestnenia v Operačnej pamäti (Pointer).
Návrat na začiatok
Operátory, identifikátory, premenné, konštanty
Premenné a konštanty sú základné dátové objekty s ktorými program pracuje. Na ich vytvorenie slúžia deklarácie, ktoré im určia názov, typ a niekedy aj počiatočné hodnoty. Výrazy prideľujú novú hodnotu premennej na základe vyjadrenia pomocou premenných a operátorov.
Názvy premenných
Názvy sa skladajú z písmen a číslic - písmeno na začiatku (aj znak _ je chápané ako písmeno). Znak _ za používa na sprehľadnenie dlhých názvov v zmysle medzery. Je tradícia používať malé písmená pre premenné a veľké pre konštanty. Jazyk C je citlivý na veľkosť písmen ktoré rozlišuje ako rôzne kódy. Dĺžka mena premennej je štandardne 8 znakov, ale dá sa nastaviť v "menu options (=voľby resp. nastavenie) " v IDE. Štandardné funkcie sa píšu malými písmenami a zvyčajne 8 znakov. Pre externé názvy, ako sú mená funkcií a premenných, niekedy musí počet znakov byť menší kôli rôznym externým assamblerom a zostavovacím programov.
Návrat na začiatok
Smerníky a polia.
Návrat na začiatok
Základné kamene jazyka
Následovné riadky majú slúžiť k tomu, aby ste sa krok za krokom naučili používať C jazyk. V žltom nájdete bezchybný zdrojový kód, ktorý sa po skopírovaní do vývojového prostredia C jazyka, dá skompilovať a spustiť. Mimo žlté polia sú vysvetlivky. Zdrojové texty tiež obsahujú komentáre, preto berte si príklad a komentujte si aj VY svoje programy.
Začíname z nuly, preto pokročilejší majte strpenie!
Čo mám urobiť aby som si mohol programy hneď vyskúšať?
- V tomto materiáli v menu nájdete tému C-jazyk - praktické cvičenia - od Úvodu k Majstrovstvu, a tam sa dozviete ako nainštalovať vývojové prostredie. Predpokladám, že si na pracovnú plochu nakoniec vynesiete štartovaciu ikonu, preto ak poviem spustíte aplikáciu, tak v spodnom riadku WINDOWS kliknete na ikonku, ktorou prepnete na pracovnú plochu a nájdete tú správnu ikonku pre vývojové prostredie C++
- Teraz možno spustiť vývojový program. Ak to bude vývojová verzia pre
DOS, potom môžu nastať dva prípady:
- Aplikácia pobeží v samostatnom okne - vtedy pracujete tak ako sa s WINDOWS pracuje t.j. prepínate medzi oknami
- Aplikácia sa zobrazí na celej obrazovke, a vtedy ak sa potrebujete vrátiť do prostredia WINDOWS stlačte a podržte ALT a následne TAB, zobrazí sa tabuľka s ikonami aplikácií ktoré práve bežia, a vy opakovaným stláčaním TAB (ALT celý čas držíte prepínate medzi ikonami. Po uvolnení ALT navolená aplikácia sa ukáže v aktívnom okne alebo na celej obrazovke.
- Ak ste navolili aplikáciu pracujúcu v okne pod WINDOWS, do inej aplikácie sa prepnete myškou v spodnom riadku okna prostredia WINDOWS.
Prvá myšlienka pred začatím tvorby programu - čo urobiť, ak chcem vytvárať program?
Vytvárame zdrojový text aplikácie, t.j. vo vývojovom prostredí musím pomocou voľby File - súbor- otvoriť nový súbor a zadať názov zdrojového textu programu (Save as... - Ulož ako ...), t.j. <meno>.C alebo už v modernejšej objektovo orientovanej verzii <meno>.CPP.
Čo si môžem dovoliť napísať do zdrojového textu?
V prvom rade komentáre. Komentovať musíte, pretože po čase si nebudete pamätať svoje vlastné nápady. Súvislosti, ktoré máte v čase písania programu v hlave sa vám po čase vytratia a ostane len text "v ktorom robíte nepochopiteľné kroky". Ak naviac je postup chybný, vy sa po čase vraciate k algoritmu a zisťujete "čo ste chceli urobiť", tak z vadného algoritmu si už vôbec nespomeniete na váš prvotný zámysel! Komentáre sa píšu dvomi spôsobmi. Klasicky sa poznámka píše medzi dva dvoj-znaky /* a */, a druhý spôsob je poznámka do konca riadku začínajúca //. Dajte pozor na operáciu delenia pointrom typu x= y/*p_xyz. V takomto prípade radšej napíšte x=y/(*p_xyz).
Komentáre - texty ktoré kompilátor ignoruje
/* texty - ktoré môžu mať
aj viac riadkov */
ktoré môžu medzi sebou mať aj niekoľko riadkov. Jednoduchšia verzia je komentár do konca riadka ktorý začíname dvomi lomítkami //.
Komentáre do konca riadku
// texty - ktoré môžu mať len jeden riadok
Komentáre nie sú programom, ale vašimi poznámkami. Kompilátor tento text počas "Compilácie" totálne ignoruje.
Komentáre - vaša šanca spomenúť si
/* Informácie charakterizujúce program a tvorcu
* MENO SÚBORU a VERZIA
* KRÁTKY POPIS ČINNOSTI
* AUTOR A DÁTUM VYTVORENIA...
* Komentáre sú jedinou šancou ako si po čas spomenúť čo ste naprogramovali. Stačí
* mesačná pauza a nebudete poznať vlastné kódy, nieto ešte kódy iných!
*/
// predošlý odsek predstavoval ucelený komentár. <-Toto je jednoriadkový
// na ďalšom riadku komentár musí začínať rovnako dvomi lomítkami
// do konca riadku už sa píše len komentár ....
/* V prvom bloku hviezdičky použité v 2.-5.riadku majú iba dekoratívny účel,
zvýrazňujú komentár - nič viac */
/* Tento zdrojový text ešte neobsahuje program - iba komentáre.
Použite ponuku v menu File/New - Súbor/nový - a vytvorte nový zdrojový text
s názvom <meno súboru>.c resp. <meno súboru>.cpp do ktorého uložíte tento obsah
a vyvolajte jeho kompiláciu voľbou Compile v menu (alebo stlačte ALT a súčasne F9)
uvidíte tabuľku s nápisom Success - t.j. úspech -
a vedľa uvidíte blikať Press any key - t.j. Stlač ľubovoľnú klávesu
*/
V druhom rade už stačí dorobiť len samotný program - a je to! Sme hotoví. (... len keby to bolo tak jednoduché...)
Čo v svojej podstate obsahuje zdrojový text programu?
Obsahuje popis objektov s ktorými program narába a popis príkazov, ktoré s objektmi narábajú. Sú príkazy ktoré riadia chod t.j. postupnosť vykonávania príkazov. Nazývajú sa podmienené príkazy a vyhodnocujú výrazy, ktoré sú kombináciou matematických a logických vyjadrení - t.j. používajú algebraické a logické operátory - zátvorky a pod.
Základom C jazyka sú však funkcie. Niektoré sú preddefinované a sú súčasťou knižníc dodávaných s vývojovým prostredím, a všetky ostatné vytvárate počas programovania Vy. Každá funkcia má definovaný blok príkazov, ktoré sa vykonajú kedykoľvek sa vo výrazoch použije názov danej funkcie. Názov funkcie je vlastne názvom podprogramu. Funkcie majú návratovú hodnotu ktorá je stotožnená s názvom volanej funkcie.
Pre našu predstavu to znamená, že ak niekde vo výraze použijeme meno funkcie, potom jeho názov sa počas behu programu nahradí vo výraze hodnotou ktorú vygeneruje podprogram funkcie. Tak ako algebraické funkcie majú svoje argumenty, majú aj funkcie v C jazyku svoje parametre uvedené v zátvorkách. Mechanizmus zámeny názvu za hodnotu vo výraze je rovnaký či sa použije konštanta, premenná alebo funkcia. Rozdiel je len v tom, ako sa hodnoty k menám priradia.
Konštanta
dostane hodnotu pri deklarácii. Stane sa to raz na začiatku programu a od tej chvíle tento obsah sa použije kdekoľvek sa použije meno konštatnty.
Deklarácie jednej konštanty - (neukončuje sa bodkočiarkou - lebo to nie je príkaz)
#define MAXLINE 1000 /* výraz vyjadrujúci hodnotu môže
obsahovať jedine KONŠTANTY! */
Deklarácia viac konštánt rôznych typov - (neukončuje sa bodkočiarkou)
#define PI 3.14 // reálne dekadické číslo
#define KONSTANTA2 123.456e-7 /* 123.456e-7 je reálna hodnota dostala
by double prezentáciu konštanty */
#define NEZOBRAZITELNYZNAK '\ddd'/*ddd je 8-ková prezentácia 1byte*/
Príklad:
#define FORMFEED '\014' /* znak "Nová strana" t.j. "\n"
vyjadrený 8-kovým kódom - začína 0 t.j. nulou */
/* resp. '0x0D' by bolo v 16 kovom vyjadrení
- začína 0x */
/* Znakové konštanty sa uzatvárajú medzi
jednoduché apostrofy 'a' */
#define ZNAKNULA '\0' /* Aj keby '0' vyjadruje to same
'\0' zvýrazňuje znakový charakter */
Deklarácie konštanty ako inicializovaný typ premennej, ktorej sa hodnota sa priradí len raz (ukončuje sa bodkočiarkou)
const unsigned short int MAXLINE=1000 ; /* výraz vyjadrujúci hodnotu môže
obsahovať jedine KONŠTANTY! */
Tento príklad deklaruje symbolickú konštantu MAXLINE, ktorej priradí hodnotu, ale a naviac je priradí aj typ ( v tomto prípade bezznamienkové krátke celé číslo). Táto metóda má viac výhod hlavne v tom, že robí programový kód jednoduchší na obsluhu a predchádza chybám, kedže kompilátor môže zbezpečiť kontrolu použitia konštanty v súlade s jej typom.
Typ premennej obsahujúci vymenovaný obor konštatných hodnôt
Táto forma umožňuje vytvoriť užívateľský typ premennej ktorý bude nadobúdať diskrétne hodnoty. Tieto hodnoty budú predstavovať symbolické konštanty. Príkladom je typ TDNI v nasledovnom príklade. Obor hodnôt typu sú názvy Napríklad môžete deklarovať typ TDNI s týmto oborom vymenovaných hodnôt NEDELA, PONDELOK, UTOROK, STREDA, STVRTOK, PIATOK, SOBOTA.
enum TDNI { NEDELA, PONDELOK, UTOROK, STREDA, STVRTOK, PIATOK, SOBOTA };
Syntax: enum menotypu { zoznam prvkov }
Príkaz enum rieši súčasne dve úlohy:
- 1. Vytvorí nový typ ( vid TDNI
).
2. Vytvorí symbolické konštanty ktorým priradí hodnoty NEDELA=0, PONDELOK=1, UTOROK=2, STREDA=3, STVRTOK=4 , ...
Každý prvok typu s vymenovaným oborom hodnôt má hodnotu integer - celé číslo. Hodnoty sú prideľované v poradí zľava doprava počnúc hodnotou 0 a následne zvyšované o +1. Toto implicitné pravidlo môžeme zmeniť explicitným priradením inej hodnoty, ktorá sa stáva základom pre implicitné hodnoty nasledovných konštánt u ktorých by sa hodnota neuviedla.
Nastavenie konkrétnych hodnôt
enum FARBA { CERVENA=100, MODRA, ZELENA=500, BIELA, CIERNA=700 };
modrá bude 101 a biela 501.
Premenná
je potencionálny nositeľ hodnoty, ktorej obsah sa môže meniť - preto sa volá premenná. Pri deklarovaní premennej sa vytvorí len pamäťové miesto pre budúci obsah.
Deklarácie a definície premennej
int i ; /* Deklarácia premennej typu Integer - celé čísla */ char c, ch ; /* Deklarácia premennej pre znaky */ float f,g ; /* Deklarácia reálnej premennej - číslo s desatinnou bodkou */
Deklarácie premennej dávajú programu na vedomie, že v programe rezervujeme pamäťové miesto reprezentované názvom premennej. Túto činnosť zabezpečujú príkazy. Príkazy sú výrazy ukončené bodkočiarkou ; . Znamená to vykonaj. Deklarácia premennej obsahuje identifikátor typu premennej oddeleného medzerou od zoznamu názvov premenných oddelených oddeľovačom - čiarkou. Na konci je bodkočiarka ukončujúca príkaz. Odteraz môžeme premennú použiť vo výrazoch (algebraických aj logických) a vždy tam kde sa použijú ich mená pracuje sa s ich obsahom t.j. s ich hodnotou.
Rôzne deklarácie jednej premennej
/*podtrhovník v názvoch je považovaný za platný znak */
int cele_cislo ; /* */
short int kratke_celecislo ;
long int dlhe_celecislo ;
unsigned int vzdy_kladné_cislo_int ;
char znak_1byte;
float realne_cislo; /* reálne čísla t.j. s desatinnou bodkou,
prípadne aj ako "vedecke" čísla napr. 0.125e-3 */
double realne_cislo_dvojnasobnej_velkosti ;
Vzor deklarácie viacero premenných jedným príkazom
int cislo1, cislo2, cislo3;
Vzor deklarácie s priradením hodnoty - jav nazývaný Inicializácia
char backslash='\\'; // prvé spätné lomítko je riadiace ktoré zruší int i=0; // riadiacu funkciu druhého lomítka = znak float eps=1.0e-5; /* číslo zapísané vo "vedeckej notácii" */
Funkcia
svoj obsah získava za chodu od programu (správne podprogramu),
ktorý funkcia prezentuje.
Poznámka: Podprogram
je program, ktorý sa spustí iným programom, ktorého chod sa v tej chvíli
preruší a odovzdá sa riadenie podprogramu. Podprogram skončí návratovým
príkazom ret
resp. return,
ktorý riadenie vráti do volajúceho programu na miesto nasledujúce za
poslednou vykonanou inštrukciou (to bolo volanie podprogramu).
Je pravidlo že programom nazývame zoskupenie hlavného programu a jeho podprogramov.
Funkcia - základný stavebný prvok jazyka C
/* najmenší program bez praktickej činnosti bude pozostávať z jedinej
* funkcie main. Zdrojový text bude uložený v súbore s názvom
* súboru <menosub>.c resp. <menosub>.cpp
*/
void main (void) /* Definícia hlavnej funkcie main programu */
{
}
Ako vidno najmenší spustiteľný program v C -jazyku je zápis definície hlavnej funkcie - main ( ) . Každý program má svoj začiatok. Programy v C jazyku majú svoj začiatok presne na prvej inštrukcii ktorá nasleduje za otváracou zloženou zátvorkou { . Každá otváracia zátvorka v C-jazyku má aj svoju uzatváraciu zátvorku } a spoločne vytvárajú príkazový blok.
Zložený príkaz alebo Blok príkazov (obdoba begin end; )
{ }
/* zložené zátvorky ohraničujú svet dnu od sveta von. Vo vnútri
platia lokálne zákony. Navonok blok vystupuje ako jeden príkaz.
Preto tam, kde môžeme použiť jeden príkaz, môžeme miesto neho použiť
blok príkazov.
V bloku môžeme definovať aj lokálne premenné ktoré vonkajší svet
neuvidí. */
Slovo void na začiatku funkcie oznamuje že funkcia nebude vracať návratovú hodnotu. Ak miesto void uvedieme identifikátor typu premennej alebo neuvedieme nič, potom funkcia bude vracať uvedený typ premennej alebo implicitne typ integer - celočíselná premenná. Napríklad v jazyku Pascal existuje pojem funkcia a pojem procedúra. Funkcia vracia návratovú hodnotu a procedúra nie. V C jazyku procedúra neexistuje, ale existuje jej náhrada vo forme funkcie typu void, ktorá definuje funkciu bez návratovej hodnoty.
Hlavný program
void main(void) { } //len jedna a žiadna iná funkcia nesmie mať názov main
Názvy konštánt, funkcií a premenných sa používajú vo výrazoch ako ich poznáme z matematiky. Meno funkcie však naviac musí mať za sebou pár okrúhlych zátvoriek ( ). Zátvorky sú povinné - charakterizujú funkciu - a musia sa uvádzať, aj keby ich obsah mal ostať prázdny. Do týchto zátvoriek sa zapisujú v programe parametre funkcie (Pozn.: analogicky matematicky argumenty funkcie) - sú to premenné ktoré sú k dispozícii pre vnútorné využitie v rámci bloku príkazov funkcie.
Naučme drobčeka rozprávať sa!
#include<iostream.h> /* bez tohto riadku by program nepoznal príkazy cin a cout
ktoré teraz použijeme na komunikáciu */
void main (void)
{
char znak ;
cout<< "Ahoj! Ako sa mas?" << endl;
cin>> znak; // forma ako zastaviť program pred ukončením
}
Aký vzťah má program k operačnému systému a ich vzájomná komunikácia.
Programová komunikácia Von t.j. smerom ku Operačnému systému = chybové hlásenie
/*
* Vložte ho do súboru pokus1.c resp. pokus1.cpp
*/
unsigned short int main (void) /* Definícia hlavnej funkcie main programu */
{
return (0);
}
Tento program si zasluhuje pozornosť a bližšie vysvetlenie.
Predtým použité "záslepky" typu void urobil program voči okoliu hluchým a slepým. Takto doplnený program už vie komunikovať s Operačným systémom a odovzdávať mu chybové stavové slovo. Typ funkcie definuje komunikačnú bránu programu von a argumenty funkcie main - t.j. parametre definované v okrúhlych zátvorkách - predstavujú cestu komunikácie smerom do programu.
Najprv vysvetlíme, ako komunikuje program von smerom ku Operačnému systému. V uvedenom príklade program má jedinú funkciu main, ktorá predstavuje vlastné telo programu. Hlavička obsahuje popis typu návratovej hodnoty int ale jej obsah by nemal prevýšiť hodnoty od 0 do 255. To je presne typ údaja ktorú potrebuje dostávať systemová premenná operačného systému DOS s názvom ERRORLEVEL. Táto slúži programom na odovzdávanie stavu ukončenia programu. Ak program skončil bezchybne ERRORLEVEL bude obsahovať 0. Ak skončil s chybou bude obsahovať hodnotu chyby.
Využitie systémovej premennej ERRORLEVEL je napríklad v dávkových súboroch .BAT, kde sa takto môže vyhodnotiť stav, ako skončil program spustený na predošlom riadku dávkového súboru. (Pozn.: Súčasťou knižničných súborov rôznych nástrojov na tvorbu programou sú funkcie, ktoré umožňujú spustiť externý program a po jeho ukončení vyhodnotiť systémovú premennú ERRORLEVEL) Na odovzdanie hodnoty funkcii slúži príkaz return (0); . Po jeho uvedení program skončí. Program môže mať viac koncov s return príkazmi - a v každom iné chybové číslo.
Komunikácia programu s Operačným systémom smerom dnu - štartovanie programu a odovzdanie parametrov programu.
/*
* Vložte ho do súboru pokus1.c resp. pokus1.cpp
*/
void main (int argc, char *argv[]) /* Definícia hlavnej funkcie main programu */
{
/* V tele programu môžeme pracovať s lokálnou premennou argc obsahujúcou počet
prvkov poľa
argv[0] - názov programu
argv[1] - obsah 1. parametra
argv[2] - obsah 2. parametra
...
argv[orgc-1] - obsah posledného parametra (indexy sú číslované od 0)
*/
}
Klasicky štartovaný program v príkazovom riadku má na začiatku uvedenú cestu k programu, za tým názov štartovaného programu a za názvom 0 a viac parametrov oddelených medzerami. Program odštartovaný s parametrami môže takto dostať základné pracovné informácie, ktoré okamžite môžu usmerniť ďalší priebeh činnosti. Len na okraj spomeniem, že program môže dáta dostať aj zo súborov, alebo v priamej komunikácii s obsluhou cez klávesnicu.
Táto metóda používa dva argumenty funkcie main - historicky vžité pod kožu programátorov - z ktorých prvé argc predstavuje počítadlo počtu vstupných parametrov a druhé obsahuje pole kde každý prvok poľa obsahuje jeden z argumentov. S problematikou poľa sa budeme zaoberať neskôr, ale už teraz spomeňme, že pole má svoj názov argv a k jednotlivým prvkom sa pristupuje cez indexy - poradové čísla uzatvorené v hranatých zátvorkách: argv[0], argv[1], argv[2], ..., argv[argc-1]
Príklad: Majme program nazvaný pokus.exe spustený príkazom: pokus param1 param2
Po spustení programu sa reťazce spúšťacieho riadku oddelené oddeľovačom medzera uložili ako reťazce "pokus", "param1", "param2". Aplikácia t.j. program pokus.exe môže s nimi pracovať ako s údajmi
argc == 3
..... počet reťazcov
argv[0]
== pokus
argv[1]
== param1
argv[2]
== param2
Presvedčíme sa o tom v nasledovnom programe v ktorom zavedieme aj komunikáciu s užívateľom .
Príklad použitia vymenovaných konštánt.
#include <iostream.h>
int main(void)
{
enum Dni { Nedela, Pondelok, Utorok, Streda, Stvrtok, Piatok, Sobota };
Dni DenDovolenky;
int x;
cout << "Ktorý deň beriete na dovolenku(0-6)? ";
cin >> x;
DenDovolenky = Dni(x); // pretypovanie int x na typ Dni x
if (DenDovolenky == Nedela || DenDovolenky == Sobota)
cout << "\nDovolenka cez víkend - to je chyba!!!\n";
else
cout << "\nOK! Je to pracovný deň!\n";
return (0);
}
Komunikácia programu s operačným systémom a s užívateľom.
Na to aby program mohol komunikovať musíme k základnému programu pripojiť knižnicu s komunikačnou funkciou. Použijeme na to hlavičkový súbor iostream.h obsahujúci funkcie cout a cin. Jeden zabezpečuje výstup a druhý vstup.
/*
* Vložte ho do súboru .c resp. .cpp
*/
#include <iostream.h> // pripoj externú knižnicu s komunikačný softvérom
#include <conio.h>
#include <stdio.h>
unsigned short int main (int argc, char *argv[]) /* Definícia hlavnej funkcie main programu */
{
cout << "Vitaj Ty tam.\n";
cout << "Tu je výpis 5: " << 5 << "\n";
cout << "Manipulátor endl vypíše nový riadok na obrazovku." << endl;
cout << "Tu je veľmi veľké číslo:\t" << 70000 << endl;
cout << "Tu je suma z 8 a 5:\t" << 8+5 << endl;
cout << "Tu je podiel:\t\t" << (float) 5/8 << endl;
cout << "A teraz veľmi veľké číslo:\t" << (double) 7000 * 7000 << endl;
cout << "Nezabudni sem napísať svoje meno Janko Hraško ...\n";
cout << "Janko Hraško je programátor v C++ !\n";
cout << "Pri štartovaní programu som našiel " << (int) argc << " parametrov " ;
cout << "Názov programu je :" << argv[0] ;
getch();
return (0);
}
Program bude vypisovať nasledovné hlásenia:
Vitaj Ty tam.
Tu je výpis 5: 5
Manipulátor endl vypíše nový riadok na obrazovku.
Tu je veľmi veľké číslo: 70000
Tu je suma z 8 a 5: 13
Tu je
podiel:
0.625
A teraz veľmi veľké číslo: 4.9e+07
Nezabudni sem napísať svoje meno Janko Hraško...
Janko Hraško je programátor v C++
Spôsob použitia návratovej hodnoty funkcie main
Nasedlovný program Vracia návratovú hodnotu načítanú pred koncom.
/*
* Program s nastaviteľnými návratovými hodnotami
*/
#include <iostream.h> // cout, a cin
#include <conio.h>
// #include <stdio.h>
unsigned short int main (int argc, char *argv[]) /* Definícia hlavnej funkcie
{
int Vysledok=0;
clrscr();
cout << "Program použil " << (int) argc << " parametrov " << endl;
cout << "Bol spustený program:" << argv[0] << endl;
cout << "Program ma tieto parametre" << endl;
for (int i=1; i< argc; i++)
cout << "Parameter " << i <<" je: " << argv[i] << endl;
cout << "Udaj návratovú stavovú hodnotu:" ;
cin >> Vysledok;
cout << "Nacital som "<< Vysledok ;
getch();
return (Vysledok);
}
Ukážka je zavolá funkciu aj s parametrami z .bat súboru. Program sa môže vrátiť so stavom 0- bezchybné ukončenie resp.1- chybové ukončenie.
@ECHO OFF cls echo. echo. pokus param1 param2 echo. if errorlevel 0 goto SPRAVA0 if errorlevel 1 goto SPRAVA1 GOTO QUIT :SPRAVA0 echo. echo Program skoncil bez chyby echo. pause GOTO QUIT :SPRAVA1 echo. echo Program skoncil s chybou číslo 1 echo. pause :QUIT echo Koniec dávky echo.
Jednoduchý príkaz: - priraďovací výraz ktorý sa vykoná ako príkaz
Premenná = Výraz ; // priraďovací výraz - nie je to rovnica! (Premenná = Výraz); // rovnaký priraďovací výraz
Na výrazy musíme nazerať ako na vyjadrenie hodnoty. Priraďovací výraz má dve funkcie, jednak vyjadruje hodnotu a jednak priraďuje hodnotu premennej naľavo od operátora = . Priraďovací príkaz má tri časti. Na ľavej strane je premenná, v strede operátor priradenia a napravo Výraz. Výraz sa vyhodnotí a priradí sa premennej naľavo. Spojená ľavá a pravá časť vytvárajú dokopy priraďovací výraz. Bodkočiarka na konci z neho robí príkaz. Priraďovací výraz uzatvorený v zátvorkách vracia hodnotu rovnajúcu sa pravej strane priraďovacieho výrazu vo vnútri zátvorky. Obe verzie priraďovacích výrazov v ukážke sú úplne rovnocenné. Spomenutá vlastnosť umožňuje viacnásobné reťazové priradenie.
Hromadné priradenie rovnakej hodnoty
Premenn1 = Premenná2 = ... PremennáN= Výraz ; /* Príkazy sa vykonávajú
v poradí sprava doľava */ Premenn1 =( Premenná2 =... (PremennáN= Výraz) ); /* rovnako ako to vidno v tomto riadku */
Ešte raz vezmite na vedomie: Vlastnosťou výrazu v C-jazyku (hoci aj priraďovacieho) je, že ako celok vracia hodnotu. Túto hodnotu môžeme použiť uzavretú medzi okrúhlymi zátvorkami. Môžu takto vzniknúť kuriózne kombinácie spojenia operácií:
Kombinovaný výraz - načítanie znaku pri súčasnom porovnaní na jeho obsah
((c=getchar()) != '*') // načítanie znaku do C a vyhodnotenie na nerovnosť so znakom *
// getchar je funkcia načítania 1 znaku z klávesnice
// to isté rozpísané do dvoch výrazov c=getchar(); // načítanie znaku do C ( c != '*' ) // vyhodnotenie na nerovnosť so znakom *
Výraz v zátvorke obsahuje dve rôzne akcie. Priraďovací príkaz c=getchar() číta jeden znak z klávesnice. Načítaný znak sa vloží do premennej C, ale výraz ako celok uzavretý v zátvorkách (c=getchar()) vyjadruje načítaný znak, ktorý porovnáme s hviezdičkou pomocou operátora nonekvivalencie != (nerovná sa). Výsledkom porovnania je hodnota 0 alebo hodnota 1. Toto je ukážka ako v C jazyku vieme elegantne združiť dve činnosti do jednej.
Program s definovanými premennými
/*
* Vložte ho do súboru pokus1.c resp. pokus1.cpp
*/
int A=10,B=20,C=30; // globálne premenné platné počas celého behu programu
unsigned short ing main (void) /* Definícia hlavnej funkcie main programu */
{
int A; // lokálna premenná dočasného trvania
static int B; // lokálna statická premenná existujúca počas celého behu programu
// lokálne premenné zatienia globálne premenné
A=5; // a tým ich ochránia pred prepísaním!
B=A*1.5*C; // funkcia pracuje s globálnou premenou priamo a toto
// v programátorskej praxi nie je bezpečná činnosť
return (0);
}
Program v C jazyku použil definície premenných. Tu treba spomenúť fakt, že existujú 4 oblasti ktoré využíva každý program na umiestnenie kódu programu, konštánt a premenných. Oblasti sú dané existenciou tzv. index registrov, ktoré sa podieľajú na hrubom adresovaní, určovaním oblasti v rámci ktorej iné registre nastavujú adresu jemne. Kombináciou dvoch registrov vzniká absolútna adresa v operačnej pamäti. Vďaka týmto registrom poznáme tieto 4 základné oblasti:
- CODE - oblasť pre uloženie kódov strojových inštrukcií programu a konštanty
- DATA - obmedzená oblasť pre uloženie pomenovaných globálnych premenných stabilné dáta pre celý beh programu.
- STACK - obmedzená oblasť zásobníkovej pamäti typu FILO (first in last out - prvý dnu posledný von) uchováva dočasné pomenované lokálne premenné blokov funkcií. Po ukončení funkcie sa lokálne premenné zrušia a adresný priestor je k dispozícii iným funkciám.
- HEAP - neobmedzená oblasť (maximálne veľkosťou Operačnej pamäti) dynamicky prideľovanej pamäti pre nepomenované premenné typu pointer (*-o tomto budeme hovoriť na inom mieste viac ). V rámci programu musíme pred použitím dátového priestoru v HEAP-e požiadať správcu HEAP-u o pridelenie pamäti a naopak ak sú už dáta nepotrebné potom iným príkazom dáta uvolniť pre použitie iných programov.
V tomto programe sú dve skupiny definícií premenných. Prvá skupina definuje
- Globálne premenné, ktoré sú viditeľné z celého programu. Sú definované v priestore mimo funkcie. Premenné sa vytvoria na začiatku behu programu a až do konca budú platné budú uložené v oblasti DATA.
- Lokálne premenné máme dva typy. Zvyčajne premenné definované vo funkcii majú krátkodobé trvanie len počas behu bloku programu patriaceho funkcii. Sú ukladané v oblasti STACK. Ak sú však označené ako static, potom budú uložené v oblasti DATA ako Globálne premenné, len s tým rozdielom, že pre ostatné funkcie zostanú neviditeľné. Pre vlastnú funkciu sú však spôsobom ako uchovať údaj počas celého behu programu, aj keď ostatné lokálne premenné zaniknú.
Vzťah premenných s funkciou - odovzdávanie hodnôt a práca s globálnymi premennými.
Funkcie majú svoj špeciálny spôsob odovzdávanie dát pomocou parametrov. Hovoríme tomu odovzdávanie hodnotou.
Program s funkciami
/*
* Vložte ho do súboru pokus2.c resp. pokus2.cpp
*/
int A=10,B=20,C=30; // globálne premenné platné počas celého behu programu
long int vynasob (int X, int Y) ; // deklarácia premennej vynásob - prototyp
unsigned short int main (void) /* Definícia hlavnej funkcie main programu */
{
int A; // lokálna premenná dočasného trvania
static float B; // lokálna statická premenná existujúca počas celého behu programu
// lokálne premenné zatienia globálne premenné
A=5; // a tým ich ochránia pred prepísaním!
B=A*1.5*C;
B= vynasob(A,C) * 1.5; // volanie funkcie s použitím skutočných parametrov
return (0);
}
long int vynasob (int X, int Y) // definícia funkcie aj s definíciou formálnych parametrov
{
return ( X*Y);
}
V programe je použitá funkcia vynásob ktoru sme v časti pred funkciou main deklarovali a v časti za funkciou main definovali. V definícii funkcie vidno v okrúhlych zátvorkách aj definíciu formálnych parametrov. Tieto sa počas volania funkcie vytvoria na začiatku vykonávania bloku príkazov funkcie, ako lokálne premenné, a umiestnia sa do oblasti pamäte STACK. Hodnota sa im priradí skopírovaním dát z adries skutočných parametrov. Princíp spočíva v tom, že obsah premenných, konštánt alebo iných funkcií sa priradí formálnym parametrom akoby priraďovacím príkazom. Všetky zmeny formálnych parametrov počas práce programu v bloku funkcie zostanú pre vonkajší programový priestor neviditeľné.
Premenné typu pole a pointer.
V programátorskej praxi je častou potrebou pracovať s veľkým množstvom dát. Ak sú to dáta toho istého typu, zbytočné by bolo dávať im individuálne názvy. Jednoduchšie je im priradiť jedno meno a pristupovať k nim pomocou indexu - t.j. poradového čísla.
Defnícia poľa
int a[10]; // pole premenných typu integer pre uchovaie 10 čísel a[0], a[1], ... a[9]
Pole sa v Operačnej pamäti ukladá ako jedna súvislá postupnosť vyčlenených adresných priestorov, z ktorých veľkosť každého elementu zodpovedá definovanému typu premennej. Jednotlivé prvky sú dostupné adresovaním poľa s uvedeným indexom v hranatej zátvorke. Ich číslovanie začína od 0. V príklade uvedené pole má prvý prvok a[0] a posledný prvok a[9].
Defnícia poľa spojená s inicializáciou hodnôt
#define MAX 10 // definovanie konštanty MAX veľkosti poľa
int b[MAX]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}; // veľkosť poľa možno definovať len konštantou
int a[MAX + 1]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11}; // výraz obsahujúci konštanty je konštanta
Využitie poľa pri bublinovom triedení - príklad pre odlaďovanie pomocou F9,F8 a F7
/*
* 1. Program je demonštráciou činnosti pri bublinovom triedení prvkov
* poľa celých čísel.
* 2. Je ukážkou deklarovania a inicializácie prvkov poľa
* 3. Je ukážkou odovzdávania parametrov typu pole funkcii, ktorá sa
* sprava ako procedúra nad externým prvkom - polom int čísel.
*
*/
#include <iostream.h> // prototypy pre cin a cout (! v .cpp)
#include <conio.h> // prototypy pre clrscr
// zoznam prototypov programu
void vypisIntPole (int pole[],int pocet); // výpis poľa na obrazovku
void zotriedIntPole (int pole[],int pocet); // zatriedenie poľa
// vytvorenie poľa v oblasti GLOBÁLNYCH PREMENNÝCH
const unsigned short int MAX=10; // konštanta veľkosti poľa MAX
int a[MAX] ={4,3,2,1,10,9,8,7,6,5} ; // pole čísel ktoré zotriedime
void main (void)
{
clrscr(); // vymaž obrazovku
vypisIntPole(a,MAX); // výpis pred zotriedenim
zotriedIntPole(a,MAX); // bublinové triedenie
vypisIntPole(a,MAX); // výpis po zotriedeni
// getch(); - počkaj na zatlačenie znaku a až potom ukonči program
// príkaz getch(); pri krokovaní nepotrebujeme
}
/* bublinové triedenie - zotriedujuce obsah tabuľky od najmenšieho
* prvku k najväčšiemu. Pre "počet" prvkov sa uskutoční v "pocet-1"
* cyklov, lebo v každom cykle nájde jeden prvok tabuľky svoju pozíciu.
* Keď sa umiestni predposledný prvok určí tým polohu posledného.
* Prvky sa usporiadajú od konca tabuľky tak, že najväčšie čísla
* "klesnú" na koniec a najmenšie "vyplávajú" na začiatok.
*
* program je upravený na sledovanie pri krokovaní pomocou F8
*/
void zotriedIntPole (int pole[],int pocet)
{
int i,j,pomPamat,test; // pomocne pracovne premenne
for (j=(pocet-1); j> 0 ; j--) // počítadlo cyklov súčasné určuje počet
{ // porovnávaných prvkov od začiatku tabuľky
for (i=0 ; i<j ; i++)
{ test=(pole[i]>pole[i+1]); // ak väčší prvok predchádza menší ...
if (test)
{ // potom ich vymeníme navzájom
pomPamat=pole[i+1]; pole[i+1]=pole[i]; pole[i]=pomPamat;
}// else ; ich necháme bez zmeny
}
}
}
void vypisIntPole (int pole[],int pocet)
{ // vypis prvkov pola cisel typu int
for (int i=0 ; i<pocet ; i++) cout<< pole[i]<<" ";
cout<<endl;
}
Defnícia viacrozmerného poľa
int a[10][3]; // viacrozmerné pole premenných typu integer a[0][0], a[0][1], a[0][2]
a[1][0], a[1][1], a[1][2]
...
a[9][0], a[9][1], a[9][2]
Pojednanie o polohe uloženia prvku. !!!!!
Reťazec písmen
" znaky "
Špeciálne znaky používané v reťazci písmen - niektoré nahradzujú riadiace znaky keď ich chceme použiť len ako znaky
- \n - znak Nový riadok
- \t - tabulátor
- \\ - znak \
- \b - znak Krok späť
- \" - znak dvojité úvodzovky
- \' - znak apostrof
Návrat na začiatok
Zdroje informácií
- Učebnice jazyka C. Pavel HEROUT - Vydavateľstvo Copp, CZ, 2001
- Programovací jazyk C, Brian W.Kernighan, Dennis M. Ritche (1978), ALFA Bratislava, SNTL Praha, 1988
- Študentské stránky v Internete http://www.studentske.sk/web.php?pred=informatika
- Objektovo orientovaná tvorba systémov a jazyk C++ Ľubor Šešera, Aleš Mičovský
- Učebné texty SPŠE-KE - gif
Návrat na začiatok.
Nové pojmy
R
Návrat na začiatok.
Otázky
- Čo je to program?
- Ako sa spúšťa program?
- Čo sa stane po spustení programu?
- Čo je to Operačná pamäť?
- Čo je to binárne slovo?
- Čo je to binárna hodnota?
- Ako sa narába v počítačoch s binárnymi hodnotami (slovami)?
- Aké sú to "miesta" kam sa môže uložiť v počítači binárne slovo?
- Akou formou sa dátové slová premiestňujú?
- Koľko zberníc používa bežný počítač a načo slúžia?
- Ako funguje Operačná pamäť?
- Čo je to procesor a ako pracuje?
- Na čo slúži register zvaný AKUMULÁTOR?
- Aký je rozdiel medzi dátami v Operačnej pamäti a programom?
- Čo je to Inštrukčný cyklus?
- Ako vyzerá strojová inštrukcia v počítači?
- Z čoho vlastne pozostáva počítač?
- Na čo slúžia VSTUPNO - VÝSTUPNÉ JEDNOTKY?
- Čo je to Interface?
- Ako používajú počítače interface?
- Čo to znamená programovať procesor?
- Aké sú základné inštrukcie mikroprocesorov?
- Čo je to vyšší programovací jazyk?
- Čo vyjadruje pojem programovať vo vyššom programovacom jazyku?
- Čo znamená Preložiť program?
- Ako sa líšia súbory a vykonateľné súbory?
- Do akého súboru ukladáme zdrojový text súboru?
- Čo je to Operačný systém?
- Čo je to dátový súbor?
- Čo to je dátový objekt?
- Kde sa nachádza dátový objekt v počítači?
- Čím sa líšia dátové objekty, aké majú vlastnosti?
- Ktorými fázami prechádza proces prekladu v C jazyku?
- Čo je to Ladenie programu?