Język programowania C/C++

Sterowanie kursorem

• gotoxy () - umieszcza kursor w podanym położeniu x, y.
• wherex () - zwraca numer wiersza, w który znajduje się kursor.
• wherey () - zwraca numer kolumny, w której znajduje się kursor.

Przykład:

char c = ' ' ; //spacja
clrscr () ;
while (c != 'g')
 {
 if (wherex () >= 79) gotoxy (1, wherey ()) ;
 if (wherey () >= 24) gotoxy (wherex (), 1);
 putch ('O') ;
 c = getch () ;
 gotoxy (wherex () -1, wherey ()) ;
 putch (' ') ; ď spacja
}

Decyzje C++

Składnia if: if (warunek) instrukcja ; np.

double x ;
clrscr () ;
cout << "Podaj liczbe" ; cin >> x ; // funkcja sqrt () w pliku 
if (x >= 0)
 cout << "Pierwiastek kwadratowy z" << x << "to" << sqrt (x) << "\n" ; 

Składnia if…else…: if (warunek) instrukcja1 ; else in-strukcja2 ; Przykład:

char c ;
clrscr () ;
cout << "Podaj liczbe" ; cin >> c ;
c = toupper (c) ; // zamiana małych liter na duże
if (c == 'A' || c == 'I' || c == 'O' || c == 'E' ||
 c == 'U' || c == 'Y')
 cout << "wprowadzona litera jest samogłoska" ;
else cout << "wprowadzona litera nie jest samogłoska" ; 

Wielokrotna instrukcja if...else...

Zagnieżdżona instrukcja if...else... wykonuje serię testów aż wystąpi jedna z poniższych sytuacji:

• jeden z warunków w instrukcji if lub else if jest prawdziwy. W tym wypadku wykonują się instrukcje występujące po tym warunku.
• żaden z testowanych warunków nie jest prawdziwy. Program wykonuje instrukcję z ostatniej instrukcji else (jeżeli występuje)
• jeżeli warunek jest spełniony, po prostu wykonuje instrukcje.

Przykład:

char c ;
clrscr () ;
cout << "Podaj znak" ;
cin >> c ;
if (c >= 'A' && c <= 'Z') cout << "litera duza\n" ;
else if (c >= 'a' && c <= 'z') cout << "litera mala\n" ;
else if (c >= '0' && c <= '9') cout << "cyfra/n" ;
else cout << "inny znak\n" ; 

Instrukcja wyboru switch ()

• instrukcja wymaga wartości całkowitej, wartość ta może być stałą zmienną, wywołaniem funkcji lub wyrażeniem. Switch nie działa ze zmiennoprzecinkowymi typami danych.
• wartość występująca po każdej etykiecie case musi być stałą.
• C++ nie zezwala na użycie etykiet case z zakresem wartości, każda wartość musi występować w oddzielnej etykiecie case.
• po każdej grupie wykonywanych instrukcji, trzeba użyć instrukcji break. Powoduje ona wyjście programu z instrukcji switch. Jeżeli nie użyje się instrukcji break program przejdzie do wykonania instrukcji po kolejnych etykietach case.
• zbiór instrukcji dla każdej etykiety lub etykiet musi być zawarty w nawiasach klamrowych.
• instrukcja po etykiecie default jest wykonywana gdy nie natrafiono na żadną etykietę else.

Przykład:

char c ;
clrscr () ;
cout << "Podaj znak" ; cin >> c ;
switch (c) 
{
 case "A":
 case "B":
 .
 .
 .
 cout << "Duza litera" ;
 break ;
 case "a":
 case "b":
 .
 .
 .
 cout << "Mala litera" ;
 case "0":
 case "1":
 .
 .
 .
 cout << "Cyfra" ;
 break ;
 default :
 cout << "Inny znak" ; }

Pętle

for, pętla ta w C ma bardzo rozpowszechnione zastosowanie może obsługiwać zarówno stałe jak i warunkowe iteracje.

Składnia: for ( ; ; ) instrukcja ; // {}

Przykład:

for (i = 0 ; i < 10 ; i++)
 cout << "kwadrat z " << i << " = " << i * i << '\n' ;
for (;;) // pętla otwarta 

Instrukcja pętli for zawiera trzy elementy, ale są one opcjonalne. Pierwszy element inicjuje zmienną sterującą pętli. Druga część pętli jest warunkiem, który określa czy pętla będzie wykonywać kolejne iteracje. Ostatnia część pętli for jest instrukcją zwiększającą lub zmniejszającą zmienne sterujące pętli, takie zmienne istnieją tylko w obrębie tej pętli.

Przykład:

{
 double a = 10 ;
 int n ;
 cout << "Podaj liczbe z zakresu [1..30]: " ;
 cin << n ;
 if (n > 0 && n <= 30)
  {
   for (int i = 1 ; i <= n ; i++) a += (double)i ;
   cout << n << " != " << a << '\n' ;
  }
 else cout << "Liczba z poza zakresu" ;
 return 0 ; }

Pętla deklaruje zmienną sterującą pętli i. Pętla wykorzystuje tę zmienną do uaktualnienia wartości przechowywanej zmiennej a. Pętla inicjuje zmienną sterującą pętli przypisując jej wartość 1. Testem pętli jest wyrażenie i <= n. Instrukcją inkrementującą pętli jest i++ co zwiększa zmienną sterującą pętli o jeden.

Inne sposoby zapisu tej pętli:

• for (int i = 1 ; i <= n ; i += 1)
• for (int i = 1 ; i <= n ; i = i + 1)
• for (int i = 1 ; i > 0 ; i - - )

Modyfikacja programu:

{
 double a = 10 ;
 int n, i = 1 ;
 cout << "Podaj liczbę z zakresu [1..30]: " ;
 cin >> n ;
 if (n > 0 && n <= 30)
  {
   for (; i <= n ;) a *= (double) i++ ;
   cout << n << " != " << a << '\n' ;
  }
 else cout << "Liczba z poza przedziału" ;
 return 0 ; }

Program jest tak zmodyfikowany, że pętla korzysta tylko z testu pętli (drugiego elementu) pozostałe elementy zmienna sterująca pętli i jest zadeklarowana razem z innymi zmiennymi lokalnymi w funkcji main. Zmienna i jest inicjowana wartością 1 w konsekwencji pętla for nie musi deklarować ani inicjować zmiennej sterującej pętli. Jeżeli chodzi o inkrementację tej zmiennej operator inkrementacji jest używany w instrukcji uaktualniającej wartość silni (a) to podejście zwalnia pętlę for z samodzielnego inkrementowania zmiennej sterującej.

Operator warunkowy ?:

Jest to jedyny operator trójargumentowy w C++.

Składnia: ? :

Wartość tak utworzonego wyrażenia jest obliczana następująco, najpierw wartościowane jest wyrażenie1, jeżeli jest to wartość niezerowa (prawda) to wartościowane jest wyrażenie2 i wynikiem obliczeń jest jego wartość przy zerowej wartości wyrażenia (wyrażenie 1 - fałsz) wynikiem obliczeń będzie wartość wyrażenia3.

Przykład:

int a, b, z ;
cin >> a >> b ;
z = (a > b) ? a : b ; // z == max (a, b)
cout << z << endl ; <= opróżnia bufor wyjściowy return 0 ; 

Rzutowanie czyli konwersja typów

W języku C++ normą jest niż wyjątkiem tzw. arytmetyka mieszana, to jest sytuacja gdy w instrukcjach i wyrażeniach arytmetycznych argumenty operatorów są np. różnych typów. Możemy np. dodawać wartości wyrażeń typu int do wyrażeń typu long, wartość typu float do wartości typu double itd. W takich przypadkach argumenty każdego operatora muszą zostać przekształcone do jednego, tego samego typu dopuszczalnego dla danego operatora. Operacja ta nazywa się rzutowaniem lub konwersją. Konwersja może być niejawna, wykonywana automatycznie przez kompi-lator bez udziału programisty. Język C++ programiście dokonać także konwersji jawnych oferując mu odpowiednie operatory konwersji. Zarówno konwersja jawna jak i niejawna muszą być bezpieczne tzn. takie, aby w wyniku konwersji nie była tracona żadna informacja. Jest pewne, że jeśli liczba bitów maszynowej reprezentacji wielkości podlegającej konwersji nie ulega zmianie bądź wzrasta po konwersji to taka konwersja jest bezpieczna. Bezpieczna konwersja argumentu węższego (mniej bitów) do szerszego typu nazywana jest promocją typu. Typowym przykładem promocji jest automatyczna konwersja typu char do int. Powód, wszystkie predefiniowane operacje na literałach i zmiennych typu char są faktycznie wykonywane na liczbach porządkowych znaków pobieranych ze zbioru kodów maszynowych (tj. ASCII). Powyższe dotyczy także typu short i enum.

Podane zestawienie typów od najwęższego do najszerszego określa, który argument operatora binarnego będzie przekształcany.

Przykład:

int n = 3 ;
long double z ;
z = n + 3.14159 ;

W ostatniej instrukcji najpierw zmienna n zostaje przekształcona do ty-pu double i jej wartość stanie się wartość równa 3.0 wartość ta zostanie dodana do 3.14159 dając wynik 6.14159 typu double a następnie otrzymany wynik zostanie przekształcony do typu long double.

Przykład konwersji zwężającej:

int n = 10 ;
n *= 3.1 ;

W drugiej instrukcji mamy dwie konwersje najpierw n jest promowane do typu double i ma wartość 10.0 po wymnożeniu przez 3.1 wynik 31.0 zostaje następnie zwężony do typu int. Ta zwężona wartość zostaje przypisana do zmiennej n.

(typ) wyrażenie ; lub typ (wyrażenie) ;

w obu przypadkach wyrażenie zostaje przekształcone do typu typ zgodnie z regułami konwersji. Przykład:

double (25) ;
(double) 25 ;

Oba przypadki dadzą wynik 25.0 typu double. Konwersja jawna bywa stosowana dla uniknięcia zbędnych konwersji np. wykonanie instrukcji z = n + 3.14159 ; wymaga promocji n do double a następnie zawęże-nie sumy do int. Modyfikując tę instrukcję n = n + int (3.14159) ; mamy tylko jedną konwersję z typu double do int wynik konwersji nie jest jedną wartością (wyjątek typ referencyjny), a więc można go przypi-sywać float f = float (10) ; Przykład:

char a ;
int b ;
main ()
{
 cout << "a==" << a << '\n' ;
 cout << "b==" << b << '\n' ;
 a = 'A ' ;
 cout << "a po przypisaniu == " << a << endl ;
 b = int (a) ;
 cout << "(b = int (a)) == " << b << endl ;
 a = char (b) ;
 cout << "(a = (char) b) == " << a << endl ;
 return 0 ; } 

Zadeklarowanym zmiennym globalnym a i b kompilator nada automatycznie zerowe wartości początkowe:

a == '\0' ; // teoretycznie
b == 0 ;

wydruk ma postać:

a ==
b == 0

a po przypisaniu == A

(b = int (a)) == 65
(a = (char) b) == A

Tablice

Składnia:

typ NazwaTablicy [LiczbaElementów] ;
można deklarować tablice dla predefiniowanych typów danych a także dla typów zdefiniowanych przez użytkownika. C++ dopuszcza tablice różnych rozmiarów ale wymaga zastosowania pewnych reguł:

• dolna granica każdego wymiaru tablicy w C++ jest ustawiana na zero, nie można zmieniać tej dolnej granicy,
• deklarowanie tablicy polega na określeniu liczby elementów w każdym wymiarze, należy mieć na uwadze, że górna granica jest równa LiczbieElementów - 1
• deklarowanie i korzystanie z tablicy w wyrażeniu wymaga umieszczenia indeksów tablicy dla każdego wymiaru w oddzielnych nawiasach kwadratowych.

Przykład:
Program deklaruje tablicę silnia do przechowywania silni liczb od 0 do 8. Do obliczania silni dla elementów tablicy o indeksach od 1 do 8 sto-sowana jest pętla for. Każda iteracja wykorzystuje element:

silnia [i - 1], otrzymany albo z poprzedniej iteracji pętli albo z inicjacji dokonanej przed pętlą. Program wykorzystuje drugą pętlę for do wy-świetlenia wartości silni w tablicy silnia.

const max_liczba = 8 ;
main ()
{
 double silnia [max_liczba + 1] ;
 int n ;
 silnia [0] = 1 ;
 for (int i = 1 ; i <= max_liczba ; i++)
  silnia [i] = i * silnia [i - 1] ;
 for (i = max_liczba ; i >= 0 ; i++)
  cout << i << " != " << silnia [i] << '\n' ;
 return 0 ;
}

C++ umożliwia deklarację i inicjację tablicy w jednym kroku np. silnia może być zadeklarowana przy pomocy następującej funkcji:

double silnia [max_liczba + 1] = {1, 1, 2, 6, 24, 120, 720, 5040, 40320} ;

Liczba elementów umieszczona na liście wartości początkowych musi być mniejsza lub równa maksymalnej. Jeżeli lista jest mniejsza niż rozmiar tablicy, to kompilator przypisuje zera pozostałym elementom tablicy, które nie otrzymują bezpośrednio wartości początkowych.

Macierze

Są dwuwymiarowymi tablicami, które korzystają z dwóch indeksów w celu uzyskania dostępu do swoich elementów. Składnia:
typ NazwaTablicy [LiczbaWierszy] [LiczbaKolumn] ;
Przykład:

char Screen [25][80] ;
Przykładowy program:
#include < iostream.h >
#include < conio.h >
#include < stdlib.h >
const MaxRows = 10 ;
const MaxCols = 3 ;
main ()
{
 double mat [MaxRows][MaxCols] ;
 double sumcol [MaxCols} ;
 int row, col ;
 clrscr ();
 randomize () ;
 for (row = 0 ; row < MaxRows ; row++) 
  for (col = 0 ; col < MaxCols ; col++)
   {
    sumcol [col] = 0 ;
	mat [row][col] = random(1000)/(random(500) + 1;
   }
 for (row = 0 ; row < MaxRows ; row++)
  for (col = 0 ; col < MaxCols ; col++)
   {
    sumcol [col] += mat [row][col] ;
   }
 for (col = 0 ; col < MaxCols ; col++)
  cout << "Suma kolumn #" << col << " = " << sumcol [col] << '\n' ;
 return 0 ;
}

Przykładowy wydruk:

Suma kolumn #0 = 133
Suma kolumn #1 = 82
Suma kolumn #2 = 452

Ponieważ program ten wykorzystuje liczby losowe generuje różne wyni-ki przy każdym jego uruchomieniu. Program demonstruje użycie macie-zy. Wykonuje on następujące zadania:

• deklaruje macierz mat typu double o 10 wierszach i 3 kolum-nach,
• deklaruje tablicę sumcol typu double o trzech elementach,
• przypisuje losowe liczby elementom macierzy. Zadanie to wykorzy-stuje parę zagnieżdżonych pętli for w celu przebiegnięcia wszyst-kich kolumn i wierszy macierzy. Zewnętrzna pętla przypisuje rów-nież zera elementom tablicy sumcol. Funkcje randomize i ran-dom zadeklarowane są w pliku . Funkcja randomize inicjuje generator liczb losowych, funkcja random (n) zwraca wartości losowe z przedziału 0 - n,
• sumuje wartości każdej kolumny macierzy i wpisuje wynik w ele-mentach tablicy sumcol. Zadanie to również wykorzystuje parę zagnieżdżonych pętli for,
• wyświetla sumy zapisane w tablicy sumcol.

Wychodzenie z pętli

C++ umożliwia standardowo zastosowanie instrukcji break do opusz-czania pętli. Instrukcja ta powoduje przejście programu do końca aktualnej pętli.
Składnia dla pętli for:

for (inicjalizacja, test, uaktualnienie)
{
//sekwencja instrukcji nr 1
if (warunek wyjścia z pętli) break ;
//sekwencja instrukcji nr 2
}
//sekwencja instrukcji nr 3

Instrukcja break działa podobnie również w innych pętlach mechanizm wychodzenia z pętli jest niezależny od typu pętli. Przykład:

char s [8], FindChar ;
// Podaj ciąg znaków (string) s
// znak do wyszukiwania FindChar
for (i = 0 ; i < strlen (s) ; i++) <= strlen() - zwraca długość łańcucha
if (s [i] == FindChar) break ;
if (i < strlen (s)) cout << " " << i << '\n' ; 

Przykładowy kod pokazuje jak instrukcja if wewnątrz pętli for może wyszukać znak w łańcuchu. Podczas gdy pętla for obrabia każdy znak w łańcuchu, instrukcja if wewnątrz pętli for określa czy znak odpowiada poszukiwanemu znakowi (FindChar). Jeśli znaleziono pasujący znak, wykonywana jest instrukcja break i pętla for kończy działanie, sterowa-nie przechodzi do instrukcji if (i < strlen (s)). Funkcja strlen () zwraca długość łańcucha podanego jako jej argument i zadeklarowana jest w pliku nagłówkowym < string.h >.

Wykaz źródeł:

• Notatki z wykładów