Лекция 2. Основные элементы языка С++

Основные элементы языка С++

Цели:

ü изучить структуру программы, написанной на языке С++, и основные понятия языка.

1. Структура С++ программы. Основные элементы языка С++

Структура программы, написанной на языке С++, выглядит следующим образом:

подключение головных файлов

запись макроопределений

описание глобальных переменных

int main ( ) // заголовок главной функции

{

описание переменных

текст программы//алгоритм

return 1; // завершение работы функции int main( )

}

1. Файл с программой на языке С++ вначале обрабатывает препроцессор, который распознаёт директивы препроцессора (каждая из них начинается с символа #) и выполняет их. Одной из таких директив является директива #include, которая используется для подключения головных файлов. Осуществляется эта возможность при помощи команды

#include < имя головного файла>

Подключение головных файлов необходимо для возможности работы с библиотечными (определёнными разработчиками языка) функциями, а также для возможности работы с функциями, описанными разработчиками

программы и помещёнными в некоторый головной файл.

Некоторые библиотечные головные файлы:

stdio.h – функции ввода-вывода информации, работы с файлами и др.;

math.h – математические функции;

string.h – работа со строками;

stdlib.h – работа с динамической памятью.

2. Запись макроопределений выполняется с помощью директивы

#define <имя_макропеременной> <определение_макропеременной>

При записи этой директивы между #define, <имя макропеременной> и <определение макропеременной> должны быть пробелы. Именем макропеременной может быть любая последовательность символов, не начинающаяся и не содержащая специальных символов. Под определением макропеременной понимается любая константа (числовая), любое арифметическое выражение, содержащее константу и имена макропеременных ранее определённых. В любом месте текста программы, где будет встречаться имя макропеременной, его будет заменять соответствующее макроопределение, описанное после директивы #define.

3. Текст программы, написанной на языке С++, содержит различные слова (имена переменных и констант, ключевые слова), операторы и выражения, которые формируются из символов алфавита языка С++ по правилам этого языка.

В алфавит языка С++ входят:

прописные и строчные буквы латинского алфавита;

цифры 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9;

специальные знаки: " { } , | [ ] ( ) + - % \ ; ‘ : ? < = > _ ! & # ~ ^ . *

Текст программы начинается с объявления переменных. Под объявлением переменных понимаются строки:

<имя типа данных 1> <имя переменной 1>,…, <имя переменной N>;

…

<имя типа данных М> <имя переменной 1>,…, <имя переменной К>;

Пример объявления переменных:

int f, k; //объявлены две целочисленные переменные с именами f и k

float dr; //объявлена вещественная переменная с именем dr

char ch; //объявлена символьная переменная с именем ch

Типы данных языка С++ приведены в табл.1.

При объявлении переменной под неё в оперативной памяти (ОП) отводится конкретное место (участок ОП). Размер участка оперативной памяти, который занимает переменная, определяется типом этой переменной. Для определения объема оперативной памяти, который занимает переменная какого-либо типа можно воспользоваться операцией sizeof(), например:

i=sizeof(int);

В этом примере значение переменной i будет равно 4.

При объявлении переменных можно сообщить им начальные значения путём помещения знака равенства после имени переменной. Этот процесс называется инициализациейи в общем случае имеет вид

<имя_типа_данных><имя_переменной1>=знач1,…,<имя_переменнойN>=значN;

Например:

int f = 10, k = 56;

Кроме переменных в программе могут быть использованы именованные и неименованные константы. Неименованная константа – число, именованная – идентификатор, которому поставлено в соответствие постоянное значение, не изменяющееся в процессе выполнения программы. Объявление констант выглядит следующим образом:

сonst <имя_типа_данных> <имя_константы1>=знач1,…,<имя_константыN>=значN;

При инициализации вещественных переменных и при определении вещественных констант вместо запятой в записи числа всегда ставится точка, например:

сonst float pi= 3.14159;

При задании имен переменных и констант нужно учитывать то обстоятельство, что компилятор С++ различает строковые и заглавные символы. Например, переменные с именами Alfa и alfa – это различные переменные.

4. Ключевое слово – это идентификатор, зарезервированный в языке для специального использования. В языке С++ используются ключевые слова:

5. Операции в С++. Знаки операций обеспечивают формирование и последующее вычисление выражений. Выражение есть правило для получения значения. Один и тот же знак операции может употребляться в различных выражениях и по-разному интерпретироваться в зависимости от контекста. Для изображения операций в большинстве случаев используют несколько символов.

Операции подразделяют на унарные и бинарные. Унарными называются операции над одним операндом и пишутся, как правило, перед операндом. Бинарные операции – это операции над двумя операндами. К унарным операциям относятся:

* – взятие значения по адресу оперативной памяти;

& – это операция получения адреса;

- (унарный минус) – изменяет знак арифметического операнда;

+ – унарный плюс (введён для симметрии с унарным минусом);

~ – поразрядное инвертирование внутри двоичного кода целочисленного аргумента – побитовое отрицание;

! – логическое НЕ (отрицание);

К бинарным операциям относятся:

+ – бинарный плюс (сложение арифметических операндов или сложение указателя с целочисленным операндом);

- – бинарный минус (вычитание);

* – умножение двух операндов;

/ – целочисленное деление, в результате выполнения операции получается целое число;

% – остаток от деления;

<< – сдвиг влево битового представления значения левого целочисленного операнда на количество разрядов, равное значению правого целочисленного операнда;

>> – сдвиг вправо битового представления значения правого целочисленного операнда на количество разрядов, равное значению левого целочисленного операнда;

& – логическое умножение;

| – логическое сложение;

^ – поразрядное исключение или битовых представлений значений целочисленных операндов;

<, <= – меньше, меньше или равно;

>, >= – больше, больше или равно;

= = – логическое равенство;

!= – не равно;

&& – логическое И;

| | – логическое ИЛИ;

?: – условное выражение;

= – операция присваивания.

При использовании операций в выражениях нужно учитывать приоритет операций (табл.2).