Переменные и операции языка С++
Здесь представлены базовые компоненты программ на С++. В их число входят типы данных, переменные, константы и выражения.
ИЗУЧАЕМЫЕ ПОНЯТИЯ
- Предопределенные типы данных в С++ включают в себя типы int, char, float, double и void. В языке С++ гибкость типов данных увеличивается благодаря применению модификаторов типов. Эти модификаторы изменяют точность представления и диапазон значений переменных. Модификаторами типа являются signed, unsigned, short и long.
- Идентификаторы в С++ могут иметь длину до 32 символов и должны начинаться с буквы или подчеркивания. Последующие символы идентификатора могут быть буквой, цифрой или подчеркиванием. Идентификаторы С++ чувствительны к регистру. Ограничение на 32 символа может быть, однако, изменено путем установки опций компилятора.
- Директива #include является специальной командой компилятора. Она предписывает компилятору включить в программу содержимое определенного файла, как если бы вы сами ввели его в текущий исходный файл.
- Объявление констант предусматривает использование директивы #define для объявления констант, определенных при помощи макросов, или использование ключевого слова const для объявления формальных констант. Формальные константы требуют от вас определения их типа (значением по умолчанию является int), имени и ассоциированного с ними значения.
- Объявление переменной требует, чтобы вы задали ее тип и имя, С++ дает вам возможность инициализировать переменную при ее объявлении. Вы можете объявить несколько переменных в одном операторе объявления.
- Арифметическими операциями являются +, -, *, / и % (деление по модулю).
- Арифметические выражения различаются по сложности. Самое простое выражение содержит единственный элемент данных (литерал, константу или переменную). Сложные выражения включают набор операций, функции, литералы, константы и переменные.
- Операции инкремента и декремента используются в префиксной и постфиксной формах. Язык С++ дает вам возможность применять эти операции к переменным, в которых хранятся символы, целые числа и даже числа с плавающей точкой.
- Арифметические операции присваивания дают вам возможность записывать более короткие арифметические выражения, в которых первый операнд является также переменной, принимающей результат вычислений.
- Оператор sizeof возвращает как для типов данных, так и для переменных их размер в байтах.
- Механизм приведения типа дает вам возможность форсировать преобразование типа выражения.
- Операции отношений и логические операции дают вам возможность строить логические выражения.
- Булевы выражения объединяют операции отношений и логические операции для формулирования нетривиальных условий. Эти выражения позволяют программе принимать сложные решения.
- Условное выражение предлагает вам короткую форму для простого оператора if-else с двумя альтернативами.
- Операции манипулирования битами выполняют поразрядные операции AND, OR, XOR и NOT. Кроме того, в С++ поддерживаются поразрядные операции сдвига << и >>.
- Операции манипулирования битами с присваиванием предлагают короткие формы для простых операций манипулирования битами.
Буквы и цифры
Множество символов Си включает большие и малые буквы из английского алфавита и 10 десятичных арабских цифр:
-большие английские буквы: A B C D E F G H I J K L M N O P Q R T U V W X Y Z
-малые английские буквы: a b c d e f g h i j k l m n o p q r t u v w x y z
-десятичные цифры: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Буквы и цифры используются при формировании констант, идентификаторов и ключевых слов. Все эти конструкции описаны ниже. Компилятор Си рассматривает одну и ту же малую и большую буквы как отличные символы. Если в данной записи использованы малые буквы, то замена малой буквы "a" на большую букву "A" сделает отличной данную запись от предшествующей.
Пробельные символы
Пробел, табуляция, перевод строки, возврат каретки, новая страница, вертикальная табуляция и новая строка- это сиволы, называемые пробельными, поскольку они имеют то же самое назначение, как и пробелы между словами и строками на печатной странице. Эти символы разделяют объекты, определенные пользователем, такие, как константы и идентификаторы, от других объектов программы.
Символ CONTROL-Z рассматривается как индикатор конца файла. Компилятор игнорирует любой текст, следующий за символом
CONTROL-Z.
Компилятор Си игнорирует пробельные символы, если они не используются как разделители или как компоненты константы-символа или строковых литералов. Это нужно иметь в виду, чтобы дополнительно использовать пробельные символы для повышения наглядности программы (например,для просмотра редактором текстов).
Знаки пунктуации и специальные символы
Эти символы имеют специальный смысл для компилятора Си. Их использование в языке Си описывается в дальнейшем содержании руководства. Знаки пунктуации из множества представимых символов, которые не представлены в данном списке, могут быть использованы только в строковых литералах, константах-символах и комментариях.
ESC- последовательности
ESC- последовательности- это специальные символьные комбинации, которые представляют пробельные символы и неграфические символы в строках и символьных константах.
Их типичное использование связано со спецификацией таких действий, как возврат каретки и табуляция , а также для задания литеральных представлений символов, таких как символ двойная кавычка. ESC-последовательность состоит из наклонной черты влево, за которой следует буква, знаки пунктуации ' " или комбинация цифр. В таблице 2.2. приведен список ESC- последовательностей языка Си.
Если наклонная черта влево предшествует символу, не включенному в этот список, то наклонная черта влево игнорируется, а символ представляется как литеральный. Например, изображение c представляет символ "c" в литеральной строке или константе-символе.
Последовательности ddd и xdd позволяют задать любой символ в ASCII (Американский стандартный код информационного интерфейса) как последовательность трех восьмеричных цифр или двух шестнадцатеричных цифр. Например, символ пробела может быть задан как 10 или x08. Код ASCII "нуль" может быть задан как или x0 . В восьмеричной ESC- последовательности могут быть использованы от одной до трех восьмеричных цифр.
Например, символ пробела может быть задан как 10 . Точно так же в шестнадцатеричной ESC- последовательности могут быть использованы от одной до двух шестнадцатеричных цифр. Так, шестнадцатеричная последовательность для символа пробела может быть задана как x08 или x8 .
Замечание:
Когда используется восьмеричная или шестнадцатеричная ESCпоследовательность в строках, то нужно полностью задавать все цифры ESC- последовательности (три цифры для восьмеричной и две цифры для шестнадцатеричной ESC- последовательностей). Иначе, если символ непосредственно следующий за ESC- последовательностью, случайно окажется восьмеричной или шестнадцатеричной цифрой, то он проинтерпретируется как часть последовательности. Например, строка x7Bell при выводе на печать будет выглядеть как {ell , поскольку x7B проинтерпретируется как символ левой фигурной скобки({) . Строка x07Bell будет правильным представлением символа "звонок" с последующим словом Bell.
ESC- последовательности позволяют посылать неграфические управляющие символы к внешним устройствам. Например, ESC- последовательность 33 часто используется как первый символ команд управления терминалом и принтером. Неграфические символы всегда должны представляться ESC-последовательностями, поскольку, непосредственное использование в программах на Си неграфических символов будет иметь непредсказуемый результат.
Наклонная черта влево () помимо определения ESC-последовательностей используется также, как символ продолжения строки в препроцессорных определениях.
Если символ "новая строка" следует за наклонной чертой влево, то новая строка игнорируется и следующая строка рассматривается, как часть предыдущей строки.
Операции
Операции- это специальные комбинации символов, специфицирующие действия по пробразованию различных величин. Компилятор интерпретирует каждую из этих комбинаций как самостоятельную единицу, называемую лексемой (token).
Операция условного выражения ?: -это тернарная, а не двухсимвольная операция. Формат условного выражения следующий: <expression>?<expression>:<expression>
Константы
Константа- это число, символ или строка символов. Константы используются в программе как неизменяемые величины. В языке Си различают четыре типа констант: целые константы, константы с плавающей точкой, константы-символы и строчные литералы.
Целые константы
Целая константа- это десятичное, восьмеричное или шестнадцатеричное число, которое представляет целую величину. Десятичная константа имеет следующий формат представления:
<digits>, где <digits> - это одна или более десятичных цифр от 0 до 9.
Восьмеричная константа имеет следующий формат представления:
0<odigits>,
где <odigits> - это одна или более восьмеричных цифр от 0 до 7. Запись ведущего нуля необходима.
Шестнадцатеричная константа имеет один из следующих форматов представления:
0x<hdigits>
0X<hdigits>,
где <hdigits> одна или более шестнадцатеричных цифр. Шестнадцатеричная цифра может быть цифрой от 0 до 9 или
буквой (большой или малой) от A до F. В представлении константы допускается "смесь" больших и малых букв. Запись ведущего нуля и следующего за ним символа x или X необходима.
Пробельные символы не допускаются между цифрами целой константы. В Табл. 2.4 иллюстрируются примеры целых констант.
Целые константы всегда специфицируют положительные величины. Если требуется отрицательные величины, то необходимо сформировать константное выражение из знака минус и следующей за ним константы. Знак минус рассматривается как арифметическая операция.
Каждая целая константа специфицируется типом, определяющим ее представление в памяти и область значений. Десятичные константы могут быть типа int или long.
Восьмеричные и шестнадцатеричные константы в зависимости от размера могут быть типа int, unsigned int, long или unsigned long. Если константа может быть представлена как int, она специфицируется типом int. Если ее величина больше, чем максимальная положительная величина, которая может быть представлена типом int, но меньше величины, которая представляется в том же самом числе бит как и int, она задается типом unsigned int. Наконец, константа, величина которой больше чем максимальная величина, представляемая типом unsigned int, задется типом long или unsigned long, если это необходимо.
Важность рассмотренных выше правил состоит в том, что восьмеричные и шестнадцатеричные константы не содержат "знаковых" расширений, когда они преобразуются к более длинным типам (преобразование типов смотри в разделе 5 "Выражения и присваивания").
Программист может определить для любой целой константы тип long, приписав букву "l" или "L" в конец константы. В Табл. 2.6 показаны примеры целых констант.
Константы с плавающей точкой
Константа с плавающей точкой- это действительное десятичное положительное число. Величина действительного числа включает целую, дробную части и экспоненту. Константы с плавающей точкой имеют следующий формат представления:
[<digits>][.<digits>][E[-]<digits>],
где <digits> - одна или более десятичных цифр (от 0 до 9), а E или e -символ экспоненты. Целая или дробная части константы могут быть опушены, но не обе сразу. Десятичная точка может быть опущена только тогда, когда задана экспонента.
Экспонента состоит из символа экспоненты, за которым следует целочисленная величина экспоненты, возможно отрицательная.
Пробельные символы не могут разделять цифры или символы константы.
Константы с плавающей точкой всегда специфицируют положительные величины. Если требуются отрицательные величины, то необходимо сформировать константное выражение из знака минус и следующей за ним константы. Знак минус рассматривается как арифметическая операция.
Примеры констант с плавающей точкой и константных выражений:
15.75
1.575E1
1575e-2
-0.0025
-2.5e-3
25e-4
Целая часть константы с плавающей точкой может быть опущена, например:
.75
.0075e2
-.125
-.175E-2
Все константы с плавающей точкой имеют тип double.
Константа-символ
Константа-символ- это буква, цифра, знак пунктуации или ESC- символ, заключенные в одиночные кавычки. Величина константы-символа равна значению представляющего ее кода символа.
Константа-символ имеет следующую форму представления:
'<char>',
где <char> может быть любым символом иэ множества представимых символов, включая любой ESC- символ, исключая одиночную кавычку ('), наклонную черту влево () и символ новой строки.
Чтобы использовать одиночную кавычку или наклонную черту влево в качестве константы-символа, необходимо вставить перед этими знаками наклонную черту влево. Чтобы представить символ новой строки, необходимо использовать запись 'n'.
Константы-символы имеют тип int.
Строковые литералы
Строковый литерал- это последовательность букв, цифр и символов, заключенная в двойные кавычки. Строковый литерал рассматривается как массив символов, каждый элемент которого представляет отдельный символ. Строковый литерал имеет следующую форму представления:
"<characters>" ,
где <characters> - это нуль или более символов из множества представимых символов, исключая двойную кавычку ("), наклонную черту влево () и символ новой строки. Чтобы использовать символ новой строки в строковом литерале, необходимо напечатать наклонную черту влево, а затем символ новой строки.
Наклонная черта влево вместе с символом новой строки будут проигнорированы компилятором , что позволяет формировать строковые литералы, располагаемые более чем в одной строке. Например, строковый литерал:
"Long strings can be bro
cken into two pieces."
идентичен строке:
"Long strings can be brocken into two pieces."
Чтобы использовать двойные кавычки или наклонную черту влево внутри строкового литерала, нужно представить их с предшествующей наклонной чертой влево, как показано в следующем примере:
"This is a string literal"
"First Second"
""Yes, I do," she said."
"The following line shows a null string:"
""
Заметим, что ESC- символы (такие как и ") могут появляться в строковых литералах. Каждый ESC- символ считается одним отдельным символом.
Символы строки запоминаются в отдельных байтах памяти. Символ null ( ) является отметкой конца строки. Каждая строка в программе рассматривается как отдельный объект. Если в программе содержатся две идентичные строки, то каждая из них будет храниться в отдельном месте памяти.
Строчные литералы имеют тип char[]. Под этим подразумевается, что строка- это массив, элементы которого имеют тип char. Число элементов в массиве равно числу символов в строчном литерале плюс один, поскольку символ null (отметка конца строки) тоже считается элементом массива.
Идентификаторы
Идентификаторы- это имена переменных, функций и меток, используемых в программе. Идентификатор создается объявлением соответствующей ему переменной или функции.После этого его можно использовать в последующих операторах программы. Идентификатор- это последовательность из одной или более букв, цифр или подчерков(_), которая начинается с буквы или подчерка. Допускается любое число символов в идентификаторе, однако только первые 31 символ распознаются компилятором. (Программы, использующие результат работы компилятора, такие как, линкер, могут распознавать меньшее число символов).
При использовании подчерков в идентификаторе нужно быть осторожным, поскольку идентификаторы, начинающиеся с подчерка могут совпадать (войти в конфликт) с именами "скрытых" системных программ.
Примеры идентификаторов:
temp1
toofpage
skip12
Компилятор Си рассматривает буквы верхнего и нижнего регистров как различные символы. Поэтому можно создать отдельные независимые идентификаторы, которые совпадают орфографически, но различаются большими и малыми буквами. Например, каждый из следующих идентификаторов является уникальным:
add
ADD
Add
aDD
Компилятор Си не допускает идентификаторов, которые имеют ту же самую орфографию, что и ключевые слова. Ключевые слова описаны в следующем раздела
Замечание:
По сравнению с компилятором, сборщик может в большей степени ограничивать количество и тип символов для глобальных идентификаторов, и в отличие от компилятора не делать различия между большими и малыми буквами. (Подробнее смотри руководство по пакету MSC).
Ключевые слова
Ключевые слова- это предопределенные идентификаторы, которые имеют специальное значение для компилятора Си. Их можно использовать только так как они определены. Имена объектов программы не могут совпадать с названиями ключевых слов.
Список ключевых слов:
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 while
do if static volatile
Ключевые слова не могут быть переопределены. Тем не менее, они могут быть названы другим текстом, но тогда перед компиляцией они должны быть заменены посредством препроцессора на соответствующие ключевые слова.
Ключевые слова const и volatile зарезервированы для будущего использования.
Следующие идентификаторы могут быть ключевыми словами для некоторых приложений:
cdecl
far
fortran
huge
near
pascal
Комментарии
Комментарий- это последовательность символов, которая воспринимается компилятором как отдельный пробельный символ или, другими словами, игнорируется.
Комментарий имеет следующую форму представления:
/*<characters>*/,
где <characters> может быть любой комбинацией символов из множества представимых символов, включая символы новой строки, но исключая комбинацию */. Это означает, что комментарии могут занимать более одной строки, но не могут быть вложенными.
Комментарии допускаются везде, где разрешены пробельные символы. Компилятор игнорирует символы комментария, в частности, в комментариях допускается запись ключевых слов и зто не приведет к ошибке. Так как компилятор рассматривает комментарий как символ пробела, то комментарии не могут появляться внутри лексем.
Следующие примеры иллюстрируют некоторые комментарии:
/* Comments can separate and document
lines of a program. */
/* Comments can contain keywords such as for
and while */
/*******************************************
Comments can occupy several lines. *******************************************/
Так как комментарии не могут содержать вложенных комментариев, то следующий пример будет ошибочным:
/* You cannot/* nest */ comments */
Компилятор распознает первую комбинацию */ после слова nest как конец комментария. Затем, компилятор попытается обрабатывать оставшийся текст и выработает сообщение об ошибке. Чтобы обойти компиляцию комментариев больших размеров, нужно использовать директиву #if препроцессора.
Лексемы
Когда компилятор обрабатывает программу, он разбивает программу на группы символов, называемых лексемами. Лексема- это единица текста программы, которая имеет определенный смысл для компилятора и которая не может быть разбита в дальнейшем. Операции, константы, идентификаторы и ключевые слова, описанные в этом разделе,являются примерами лексем. Знаки пунктуации, такие как квадратные скобки ([]), фигурные скобки ({}), угловые скобки (<>), круглые скобки и запятые, также являются лексемами. Границы лексем определяются пробельными символами и другими лексемами, такими как операции и знаки пунктуации. Чтобы предупредить неправильную работу компилятора, запрещаются пробельные символы между символами идентификаторов, операциями, состоящими из нескольких символов и символами ключевых слов.
Когда компилятор выделяет отдельную лексему, он последовательно объединяет столько символов, сколько возможно, прежде чем перейти к обработке следующей лексемы. Поэтому лексемы, не разделенные пробельными символами, могут быть проинтерпретированы неверно.
Например, рассмотрим следующее выражение:
i+++j
В этом примере компилятор вначале создает из трех знаков плюс самую длинную из возможных операций (++), а затем обработает оставшийся знак +, как операцию сложения (+). Выражение проинтерпретируется как (i++)+(j), а не как (i)+(++j). В таких случаях необходимо использовать пробельные символы или круглые скобки, чтобы однозначно определить ситуацию.
ИСХОДНЫЕ ТЕКСТЫ ПРИМЕРОВ
// Программа VAR.CPP, иллюстрирующая простые переменные
#include <iostream.h>
int main()
{
int i, j = 2;
double x, y = 355.0 / 113;
i = 3 * j;
cout << "i = " << i << endl
<< "j = " << j << endl;
x = 2 * y;
x = x * x;
cout << "y = " << y << endl
<< "x = " << x << endl;
return 0;
}
/*
Результаты:
i = 6
j = 2
y = 3.141593
x = 39.4784
*/
// Программа CONST1.CPP, иллюстрирующая константы
#include <iostream.h>
#define SEC_IN_MIN 60
#define MIN_IN_HOUR 60
int main()
{
long hours, minutes, seconds;
long totalSec;
cout << "Введите часы: ";
cin >> hours;
cout << "Введите минуты: ";
cin >> minutes;
cout << "Введите секунды: ";
cin >> seconds;
totalSec = ((hours * MIN_IN_HOUR + minutes) *
SEC_IN_MIN) + seconds;
cout << endl << totalSec << " секунд прошло с полуночи" << endl;
return 0;
}
/* Тест и результаты:
Введите часы: 10
Введите минуты: 0
Введите секунды: 0
36000 секунд прошло сполуночи
*/
// Программа CONST2.CPP, иллюстрирующая формальные константы
#include <iostream.h>
const int SEC_IN_MIN = 60; // глобальная константа
int main()
{
const int MIN_IN_HOUR = 60; // локальная константа
long hours, minutes, seconds;
long totalSec;
cout << "Введите часы: ";
cin >> hours;
cout << "Введите минуты: ";
cin >> minutes;
cout << "Введите секунды: ";
cin >> seconds;
totalSec = ((hours * MIN_IN_HOUR + minutes) *
SEC_IN_MIN) + seconds;
cout << endl << endl << totalSec << " секунд прошло с полуночи" << endl;
return 0;
}
/* Тест и результаты:
Введите часы: 1
Введите минуты: 10
Введите секунды: 20
4220 секунд прошло с полуночи
*/
// Программа OPER1.CPP, иллюстрирующая простые математические операции
#include <iostream.h>
int main()
{
int int1, int2;
long long1, long2, long3, long4, long5;
float x, y, real1, real2, real3, real4;
cout << endl << "Введите первое целое число: ";
cin >> int1;
cout << "Введите второе целое число: ";
cin >> int2;
cout << endl;
long1 = int1 + int2;
long2 = int1 - int2;
long3 = int1 * int2;
long4 = int1 / int2;
long5 = int1 % int2;
cout << int1 << " + " << int2 << " = " << long1 << endl;
cout << int1 << " - " << int2 << " = " << long2 << endl;
cout << int1 << " * " << int2 << " = " << long3 << endl;
cout << int1 << " / " << int2 << " = " << long4 << endl;
cout << int1 << " % " << int2 << " = " << long5 << endl;
cout << endl << endl;
cout << "Веедите первое вещественное число: ";
cin >> x;
cout << "Введите второе вещественное число: ";
cin >> y;
cout << endl;
real1 = x + y;
real2 = x - y;
real3 = x * y;
real4 = x / y;
cout << x << " + " << y << " = " << real1 << endl;
cout << x << " - " << y << " = " << real2 << endl;
cout << x << " * " << y << " = " << real3 << endl;
cout << x << " / " << y << " = " << real4 << endl;
cout << endl << endl;
return 0;
}
/* Тест и результаты:
Введите первое целое число: 10
Введите второе целое число: 5
10 + 5 = 15
10 - 5 = 5
10 * 5 = 50
10 / 5 = 2
10 % 5 = 0
Введите первое вещественное число: 1.25
Введите второе вещественное число: 2.58
1.25 + 2.58 = 3.83
1.25 - 2.58 = -1.33
1.25 * 2.58 = 3.225
1.25 / 2.58 = 0.484496
*/
//Демонстрация операций инкремента и декремента см. в программе OPER2.CPP
// Программа SIZEOF.CPP, которая возвращает размеры данных, используя
// для этого операцию sizeof() с переменными и типами данных.
#include <iostream.h>
int main()
{
short int aShort;
int anInt;
long aLong;
char aChar;
float aReal;
cout << "Таблица 1. Размеры памяти для переменных" << endl
<< endl;
cout << " Тип данных Используемая " << endl;
cout << " память (в байтах)" << endl;
cout << "------------------ -----------" << endl;
cout << " short int " << sizeof(aShort) << endl;
cout << " integer " << sizeof(anInt) << endl;
cout << " long integer " << sizeof(aLong) << endl;
cout << " character " << sizeof(aChar) << endl;
cout << " float " << sizeof(aReal) << endl;
cout << endl << endl << endl;
cout << "Таблица 2. Размеры памяти для типов данных" << endl
<< endl;
cout << " Тип данных Используемая" << endl;
cout << " память (в байтах)" << endl;
cout << "------------------ -----------" << endl;
cout << " short int " << sizeof(short int) << endl;
cout << " integer " << sizeof(int) << endl;
cout << " long integer " << sizeof(long) << endl;
cout << " character " << sizeof(char) << endl;
cout << " float " << sizeof(float) << endl;
cout << endl << endl << endl;
return 0;
}
/* Результаты:
Таблица 1. Размеры памяти для переменных"
Тип данных Используемая память (в байтах)
short int 2
integer 2
long integer 4
character 1
float 4
Таблица 2. Размеры памяти для типов данных
Тип данных Используемая
память (в байтах)
------------------ ---------- short int 2
integer 2
long integer 4
character 1
float 4
*/
// Простая программа TYPECAST.CPP, демонстрирующая приведение типа
#include <iostream.h>
int main()
{
short shortInt1, shortInt2;
unsigned short aByte;
int anInt;
long aLong;
char aChar;
float aReal;
// присваиваются значения
shortInt1 = 10;
shortInt2 = 6;
// действия выполняются без приведения типа
aByte = shortInt1 + shortInt2;
anInt = shortInt1 - shortInt2;
aLong = shortInt1 * shortInt2;
aChar = aLong + 5; // автоматическое преобразование
// в символьный тип
aReal = shortInt1 * shortInt2 + 0.5;
cout << "shortInt1 = " << shortInt1 << endl
<< "shortInt2 = " << shortInt2 << endl
<< "aByte = " << aByte << endl
<< "anInt = " << anInt << endl
<< "aLong = " << aLong << endl
<< "aChar is " << aChar << endl
<< "aReal = " << aReal << endl << endl << endl;
// дейтсвия выполняются с приведением типа
aByte = (unsigned short) (shortInt1 + shortInt2);
anInt = (int) (shortInt1 - shortInt2);
aLong = (long) (shortInt1 * shortInt2);
aChar = (unsigned char) (aLong + 5);
aReal = (float) (shortInt1 * shortInt2 + 0.5);
cout << "shortInt1 = " << shortInt1 << endl
<< "shortInt2 = " << shortInt2 << endl
<< "aByte = " << aByte << endl
<< "anInt = " << anInt << endl
<< "aLong = " << aLong << endl
<< "aChar is " << aChar << endl
<< "aReal = " << aReal << endl << endl << endl;
return 0;
}
/* Результаты:
shortInt1 = 10
shortInt2 = 6
aByte = 16
anInt = 4
aLong = 60
aChar is A
aReal = 60.5
shortInt1 = 10
shortInt2 = 6
aByte = 16
anInt = 4
aLong = 60
aChar is A
aReal = 60.5
*/
/* *** ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ ***
Существуют ли особые соглашения о присвоении имен идентификаторам?
Существует несколько стилей, которые стали популярными в последние годы. Стиль, который используется в наших занятиях, требует начинать имя переменной с символа, набранного в нижнем регистре. Если идентификатор состоит из нескольких слов, как, например, numberOfElements, набирайте первый символ каждого последующего слова в верхнем регистре.
Как реагирует компилятор, если вы объявляете переменную, но никогда не присваиваете ей значения?
Компилятор выдает предупреждение, что на переменную нет ссылок.
Каково булево выражение для проверки того, что значение переменной i находится в заданном диапазоне значений (например, определяемом переменными lowVal и hiVal)?
Выражением, которое определяет, находится ли значение переменной i в некотором диапазоне, является (i >= lowVal && i <= hiVal).
Конструкции принятия решений и циклы
ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ
Предъявляет ли С++ какие-либо требования на отступ операторов в предложениях оператора?
Нет. Отступ определяется только Вами. Типовые размеры отступа составляют два или четыре пробела. Использование отступов делает ваш листинг намного более удобочитаемым.
Вот пример оператора if с записью предложений без отступа:
if ( i > 0 )
j = i * 1;
else
j = 10 - i;
Сравните этот листинг и его вариант с отступами
if ( i > 0 )
j = i * i;
else
j = 10 - i;
Последний вариант читается много легче; легко указать, где операторы if и else. Более того, если вы будете работать с вложенными циклами, отступы еще более значимы в отношении удобочитаемости кода.
Каковы правила написания условий в операторе if-else?
Здесь существуют два подхода. Первый рекомендует писать условия так, что true будет чаще, чем false. Второй подход рекомендует избегать отрицательных выражений (тех, которые используют операции сравнения != и булевы операции !).
Программисты из последнего лагеря преобразуют такой оператор if:
if ( i != 0 )
j = 100/i;
else
j = 1;
в следующую эквивалентную форму:
if ( i == 0 )
j = 1;
else
j = 100/i;
хотя вероятность равенства нулю переменной i достаточно низка.
Как обработать условие, подобное нижеследующему, где имеется деление на переменную, которая может оказаться равной нулю?
if ( i != 0 && 1/i > 1 )
j = i * i;
С++ не всегда оценивает проверяемые условия полностью. Эта частичная оценка происходит, когда член булева выражения превращает все выражение в false или true, независимо от значения других членов. В этом случае, если переменная i равна 0, исполняющая система не будет оценивать 1/i > 1, потому что член i != 0 есть false и обращает в false все выражение, независимо от значения второго члена. Это называется укороченной оценкой булевых выражений.
Действительно ли необходимо включать предложения else или default в многоальтернативные операторы if-else и switch?
Программисты настоятельно рекомендуют включение этих всеохватывающих предложений для гарантии того, что многоальтернативные операторы будут обрабатывать все возможные условия. Однако технически для компиляции программы это не является необходимым.
Как смоделировать цикл while циклом for?
Рассмотрим простой пример.
int i; int i = 1;
for (i=1; i<=10; i+=2) { while ( i <= 10) {
cout << i << endl; cout << i << endl;
} i += 2;
}
Циклу while необходим начальный оператор, инициирующий переменную управления циклом. Заметим также, что внутри цикла while находится оператор, изменяющий значение переменной управления циклом.
Как смоделировать цикл while циклом do-while?
Рассмотрим простой пример.
i = 1; i = 1;
do { while (i <= 10) {
cout << i << endl; cout << i << endl;
i += 2; i += 2;
} while (i <= 10); }
Оба цикла имеют одинаковые условия в предложениях while.
Заметим, однако, что если цикл спроектирован таким образом, что начальное значение i может быть неизвестным заранее, то это может привести к различным эффектам. Например, если i исходно равно 11, то цикл слева выполнится один раз, тогда как цикл справа не сделает ни одной итерации.
Как открытый цикл for может эмулировать циклы while и do-while?
Открытый цикл for эмулирует другие циклы С++ установкой оператора if выхода из цикла в начале или конце цикла. Рассмотрим пример эмуляции цикла while открытым циклом for:
i = 1; i = 1;
while (i <= 10) { for (;;) {
if (i > 10) break;
cout << i << endl; cout << i << endl;
i += 2; i += 2;
} }
Заметим, что открытый цикл for использует оператор if выхода из цикла как первый оператор внутри цикла. Условие, проверяемое оператором if, есть логическое обращение условия цикла while.
Рассмотрим простой пример, иллюстрирующий эмуляцию цикла do-while:
i = 1; i = 1;
do { for (;;) {
cout << i << endl; cout << i << endl;
if (i > 10) break;
i += 2; i += 2;
} while (i <= 10) }
Открытый цикл for использует оператор if выхода из цикла перед концом цикла. Оператор if проверяет обратное логическое условие, так же как в цикле do-while. Однако имейте, пожалуйста, в виду, что приведенные примеры довольно грубы и неэлегантны. Никто никогда не будет использовать открытый оператор for подобным образом. Конечно, можно было бы пропустить одно из трех предложений внутри скобок цикла for (например, предложение инициализации, если управляющая переменная уже инициализирована). Открытые циклы for чаще всего используются в случаях, когда выход из цикла бывает редким событием, например, если при обработке данных, вводимых пользователем с клавиатуры, нажатие клавиши Esc должно приводить к выходу из программы.
Можно ли во вложенном цикле for использовать переменную управления внешним циклом в качестве границы диапазона значений для внутренних циклов?
Да. С++ не только не запрещает такое использование, на самом деле оно в порядке вещей. Рассмотрим простой пример.
for ( int i = 1; i <= 100; i += 5)
for ( int j = i; i <= 100; j++)
cout < i * j << endl;
Ограничивает ли С++ вложение циклов разных типов?
Нет. В программе на С++ вы можете вкладывать любые комбинации циклов.
СТРУКТУРА ПРОГРАММЫ
В этом разделе описывается структура исходной программы на Си и определяются термины, используемые в последующих разделах руководства при описании языка. По сути, здесь представлен общий обзор особенностей языка Си, которые в дальнейшем рассмотрены в деталях.
Исходная программа
Исходная программа- это совокупность следующих объектов: директив, указаний компилятору, объявлений и определений. Директивы задают действия препроцессора по преобразованию текста программы перед компиляцией. Указания компилятору- это команды, выполняемые компилятором во время процесса компиляции. Объявления задают имена и атрибуты переменных, функций и типов, используемых в программе. Определения- это объявления, определяющие переменные и функции.
Определение переменной в дополнении к ее имени и типу задает начальное значение объявленной переменной. Кроме того, определение предполагает распределение памяти для переменной.
Определение функции специфицирует ее структуру, которая представляет собой смесь из объявлений и операторов, которые образуют саму функцию. Определение функции также задает имя функции, ее формальные параметры и тип возвращаемой величины.
Исходная программа может содержать любое число директив, указаний компилятору, объявлений и определений. Любой из объектов программы имеет определенный синтаксис, описанный в этом руководстве,и каждая составляющая может появляться в любом порядке, хотя влияние порядка, в котором следуют переменные и функции может быть использовано в программе (см. раздел 3.5 "Время жизни и видимость").
Нетривиальная программа всегда содержит более одного определения функции. Функция определяет действия, выполняемые программой.
В следующем примере иллюстрируется простая исходная программа на языке Си.
int x = 1;/* Variable definitions */
int y = 2;
extern int printf(char *,...);/* Function declaration */
main () /* Function definition for main function */
{
int z; /* Variable declarations */
int w;
z = y + x; /* Executable statements */
w = y - x;
printf("z = %d nw = %d n", z, x);
}
Эта исходная программа определяет функцию с именем main и объявляет функцию printf. Переменные x и y задаются своими определениями. Переменные z и w только объявляются.
ОБЪЯВЛЕНИЯ
В этом разделе описываются форматы и составные части объявлений переменных, функций и типов. Объявления Си имеют следующий синтаксис:
[<sc-specifier>][<type-specifier>]<declarator>[=<initializer>] [,<declarator>[=<initializer>...],
где:
<sc-specifier>- спецификатор класса памяти; <type-specifier>- имя определяемого типа;
<declarator>- идентификатор, который может быть модифицирован при объявлении указателя, массива или функции;
<initializer>- задает значение или последовательность значений, присваиваемых переменной при объявлении.
Все переменные Си должны быть явно объявлены перед их использованием. Функции Си могут быть объявлены явно или неявно в случае их вызова перед определением.
Язык Си определяет стандартное множество типов данных. К этому множеству можно добавлять новые типы данных посредством их объявлений на типах данных уже определенных.
Объявление Си требует одного или более деклараторов. Декларатор- это идентификатор, который может быть определен с квадратными скобками ([]), эвездочкой (*) или круглыми скобками () для объявления массива, указателя или функции. Когда об'является простая переменная (такая как символ, целое или плавающее), структура или совмещение простых переменных, то декларатор- это идентификатор.
В Си определено четыре спецификатора класса памяти, а именно: auto, extern, register и static.
Спецификатор класса памяти определяет, каким образом объявляемый объект запоминается и инициализируется и из каких частей программы можно ссылаться на него. Расположение объявления внутри программы, а также наличие или отсутствие других объявлений- также важные факторы при определении видимости переменных.
Объявления функций описаны в разделе 4.4.
Спецификаторы типов
Перечислимые типы также рассматриваются как основные типы. Спецификаторы перечислимых типов рассмотрены в разделе 4.7.1. Типы signed char, signed int, signed short int и signed long int вместе с соответствующими двойниками unsigned называются типами целых.
Спецификаторы типов float и double относятся к типу "плавающих". В объявлениях переменых и функций можно использовать любые спецификаторы "целый" и "плавающий".
Тип void может быть использован только для объявления функций, которые не возвращают значения. Типы функций рассмотрены в разделе 4.4.
Можно задать дополнительные спецификаторы типа путем объявления typedef, описанного в разделе 4.7.2.
При записи спецификаторов типов допустимы сокращения как показано в табл. 4.2. В целых типах ключевое слово signed может быть опущено. Так, если ключевое слово