Algorithms and programming lecture in ru
- 1. Алгоритмизация и программирование Программирование на С/С++ (ч.1 - основы) Беркунский Е.Ю., кафедра ИУСТ, НУК eugeny.berkunsky@gmail.com http://www.berkut.mk.ua
- 2. Компьютеры – для чего? Компьютер — это универсальный инструмент, который есть у человечества. Компьютеры: • выполняют вычисления • позволяют хранить огромное количество информации • позволяют обмениваться информацией, независимо от местонахождения…
- 3. Программирование? Programming today – is a race between software engineers striving to build bigger and better idiot-proof programs, and the Universe trying to produce bigger and better idiots. So far, the Universe is winning
- 4. Программирование • Чтобы автоматизировать даже самый простой процесс, необходимо компьютеру сказать чётко и недвусмысленно, что именно он должен делать. • К сожалению наш язык и язык компьютера совершенно не похожи.
- 5. Языки программирования • Между машиной и человеком есть серьёзный языковой барьер, который необходимо как-то преодолеть, иначе компьютер нас не поймёт. • Поскольку компьютеры нас не понимают, они самостоятельно ничего делать не будут. • Как средство общения между человеком и компьютером, придумано огромное количество языков программирования.
- 6. Языки программирования • С помощью языков программирования, мы создаём программы и компьютер уже непосредственно работает с программами. • Программы представляют собой наборы инструкций, которые компьютер может понимать и выполнять.
- 7. Типы программ • Для эффективного общения с компьютером существует широкий спектр языков программирования (ЯП). • В зависимости от типа проекта, существует множество факторов, которые необходимо учитывать при выборе ЯП.
- 8. Компиляция, интерпретация и JIT-компиляция • Процесс компиляции переводит код написанный на языке программирования в родной язык целевой машины. Программа, выполняющая этот процесс называется компилятором.
- 9. Компиляция, интерпретация и JIT-компиляция • Интерпретируемые языки программирования читаются программой под названием интерпретатор и выполняются этой же программой.
- 10. Компиляция, интерпретация и JIT-компиляция • Компиляция на лету (или JIT-компиляция). Такие языки быстро компилируются, в момент запуска программы. • Программы, написанные на JIT-языках, как правило, сильно оптимизируются, тем самым восстанавливается баланс между производительностью и кроссплатформенностью.
- 11. Высокий или низкий уровни программирования • Низкоуровневые языки, в основном, работают непосредственно с оборудованием, и, следовательно, больше всего подходят для написания драйверов устройств. • Низкоуровневые языки программирования почти всегда компилируются.
- 12. Высокий или низкий уровни программирования • В языках высокого уровня все внимание уделяется концепции языка. • Язык высокого уровня обычно легче понять, чем язык низкого уровня. • Как правило, разработать программу на языке высокого уровня намного проще и быстрее, чем на языке низкого уровня.
- 13. Системы типов данных языков программирования • Сильная система вводит ограничения на различные типы переменных, которые могут быть преобразованы друг к другу без явного преобразования. • Идеальная система данных должна запрещать неявное преобразование «склейку» типов данных, в особенности, если, это не имеет никакого смысла.
- 14. Системы типов данных языков программирования • Слабая система ввода не ставит никаких ограничений, за этим должен следить программист. • Например, в таких языках можно попытаться выполнить умножение числа на строку или символ, хотя и результат умножения теряет всякий смысл, так как строку на число умножать нельзя.
- 15. Поддерживаемые парадигмы в программировании • Декларативная парадигма • Функциональная парадигма • Обобщённая парадигма • Императивная парадигма • Структурная парадигма • Процедурная парадигма • Объектно-ориентированная парадигма
- 17. Язык программирования С++ • С++ является ISO-стандартизированным ЯП – В течение некоторого времени, C++ не имел официального стандарта, однако с 1998 года, C++ был стандартизирован комитетом ISO • С++ компилируемый язык – C++ компилируется непосредственно в машинный код, что позволяет ему быть одним из самых быстрых в мире языков • С++ является строго типизированным ЯП – C++ подразумевает, что программист знает, что делает, и позволяет невероятное количество возможностей, ограниченных только лишь фантазией • С++ поддерживает множество парадигм – C++ поддерживает процедурную, обобщённую, и объектно-ориентированную парадигмы программирования… • С++ является полностью совместимым с языком Си – В C++ можно использовать Cи библиотеки и они будут исправно работать.
- 18. Компиляторы С++ Компилятор — программа, транслирующая исходный (высокоуровневый) код программы в конечный (низкоуровневый) код. Компиляция — процесс преобразования высокоуровневого исходного текста программы, в эквивалентный текст программы, но уже на низкоуровневом языке. Компоновщик (Линкер) — программа, которая генерирует исполнимый модуль путём связывания объектных файлов проекта.
- 19. IDE (Интегрированная среда разработки) • IDE — сочетание текстового редактора и компилятора. • Разработка, компиляция и запуск своих программы осуществляется непосредственно в IDE. • Интегрированные среды разработки упрощают процесс составления программ, так как написание кода компиляция и запуск программ выполняются в одной программе — IDE. • Ещё одной важной особенностью IDE является то, что IDE помогает быстро найти и исправить ошибки компиляции.
- 20. IDE (Интегрированная среда разработки) • CLion компании JetBrains – рекомендуемая, новая, перспективная IDE (вообще-то она - платная, но для студентов НУК – бесплатно) • Code::Blocks с Mingw - рекомендуемая, абсолютно бесплатная IDE – CLion и Code::Blocks также доступны на Linux и MacOS. • Microsoft Visual Studio — это хорошая среда разработки приложений под ОС Windows.
- 21. Введение в язык C++ • Язык C++ представляет собой набор команд, которые говорят компьютеру, что необходимо сделать. • Этот набор команд, обычно называется исходный код или просто код. • Командами являются или «функции» или «ключевые слова».
- 22. Введение в язык C++ • Ключевые слова С/С++ являются основными строительными блоками языка. • Функции являются сложными строительными блоками, так как записаны они в терминах более простых функций. • Такая структура функций напоминает содержание книги.
- 23. Введение в язык C++ • Каждая программа в C++ имеет одну функцию, её называют главная или main-функция, выполнение программы начинается именно с этой функции. • Из главной функции, вы также можете вызывать любые другие функции, неважно, являются ли они написанными нами, или, как упоминалось ранее, предоставляются компилятором. • Чтобы получить доступ к стандартным функциям, которые поставляются с компилятором, необходимо подключить заголовочный файл используя препроцессорную директиву - #include.
- 24. Первая программа на C++ #include <iostream> using namespace std; int main() { cout << "Моя первая программа на С++n"; }
- 25. Демонстрация
- 26. Первая программа на C++ #include <iostream> using namespace std; int main() { setlocale(LC_ALL, "Russian"); cout << "Моя первая программа на С++n"; }
- 27. Комментарии • Добавляйте комментарии к коду, чтобы сделать его понятнее не только для себя но и для других. • Однострочный комментарий // - сообщает компилятору, что остальная часть строки является комментарием • Многострочный комментарий /* и затем */
- 28. Объявление переменных в C++ Чтобы объявить переменную используется синтаксис тип <имя>; Допустимо объявление нескольких переменных одного и того же типа в одной строке int num; char character; float num_float; int x, y, z, d;
- 29. Распространенные ошибки при объявлении переменных в C++ • Если вы попытаетесь использовать переменную, которую не объявили, ваша программа не будет скомпилирована, и вы получите сообщение об ошибке. • В C++, все ключевые слова языка, все функции и все переменные чувствительны к регистру.
- 30. Использование переменных #include <iostream> using namespace std; int main() { int number; cout << "Введите число: "; cin >> number; cout << "Вы ввели: " << number << "n"; }
- 31. Типы данных в C++ Тип Размер Диапазон значений целочисленный (логический) тип данных bool 1 0 / 255 целочисленный (символьный) тип данных char 1 0 / 255 целочисленные типы данных short int 2 -32 768 / 32 767 unsigned short int 2 0 / 65 535 int 4 -2 147 483 648 / 2 147 483 647 unsigned int 4 0 / 4 294 967 295 long int 4 -2 147 483 648 / 2 147 483 647 unsigned long int 4 0 / 4 294 967 295 типы данных с плавающей точкой float 4 ±3. 4е-038.. 3. 4е+038 long float 8 ±1. 7е-308.. 1. 7е+308 double 8 ±1. 7е-308.. 1. 7е+308
- 32. Изменение и сравнение величин Независимо от того, какой тип данных вы используете, переменные не представляют особого интереса без возможности изменения их значения Операция Описание Операция Описание + Сложение == Равенство - Вычитание > Больше * Умножение < Меньше / Деление != Не равно % Остаток >= Больше или равно = Присваивание <= Меньше или равно
- 33. Изменение и сравнение величин a = 4 * 6; // a равно 24 a = a + 5; // равно сумме исходного значения и пяти a == 5 // не присваивается 5, выполняется проверка, а равно 5 или нет a < 5 // Проверка, a менее пяти? a > 5 // Проверка, a больше пяти? a == 5 // Проверка, a равно пяти? a != 5 // Проверка, а неравно пяти? a >= 5 // Проверка, a больше или равно пяти? a <= 5 // Проверка, a меньше или равно пяти?
- 34. Арифметические операции С++ #include <iostream> using namespace std; int main() { double sum, razn, prod, div; // объявление переменных через запятую double a1; // отдельное объявление переменной a1 double a2; // отдельное объявление переменной a2 cout << "Vvedite pervoe chislo: "; cin >> a1; cout << "Vvedite vtoroe chislo: "; cin >> a2; sum = a1 + a2; // операция сложения razn = a1 - a2; // операция вычитания prod = a1 * a2; // операция умножения div = a1 / a2; // операция деления cout << a1 << "+" << a2 << "=" << sum << endl; cout << a1 << "-" << a2 << "=" << razn << endl; cout << a1 << "*" << a2 << "=" << prod << endl; cout << a1 << "/" << a2 << "=" << div << endl; return 0; }
- 35. Демонстрация
- 36. Математические функции Заголовочный файл <cmath> Функция Описание Пример abs( a ) модуль или абсолютное значение от а abs(-3.0)= 3.0 abs(5.0)= 5.0 sqrt(a) корень квадратный из а, причём а не отрицательно sqrt(9.0)=3.0 pow(a, b) возведение а в степень b pow(2,3)=8 ceil( a ) округление а до наименьшего целого, но не меньше чем а ceil(2.3)=3.0 ceil(-2.3)=-2.0 floor(a) округление а до наибольшего целого, но не больше чем а floor(12.4)=12 floor(-2.9)=-3 fmod(a, b) вычисление остатка от a/b fmod(4.4, 7.5) = 4.4 fmod( 7.5, 4.4) = 3.1 exp(a) вычисление экспоненты е а exp(0)=1 sin(a) a задаётся в радианах cos(a) a задаётся в радианах log(a) натуральный логарифм a(основанием является экспонента) log(1.0)=0.0 log10(a) десятичный логарифм а Log10(10)=1 asin(a) арксинус a, где -1.0 < а < 1.0 asin(1)=1.
- 37. Математические функции #include <iostream> #include <cmath> using namespace std; int main() { cout << "log10(10) = " << log10(10.0) << endl; cout << "log10(1) = " << log10(1.0) << endl; cout << "log(2.718281) = " << log(2.718281) << endl; cout << "sqrt(9) = " << sqrt(9.0) << endl; cout << "pow(2,3) = " << pow(2.0,3.0) << endl; cout << "abs(0) = " << abs(0.0) << endl; cout << "abs(-5) = " << abs(-5.0) << endl; cout << "ceil(3.14) = " << ceil(3.14) << endl; cout << "ceil(-2.4) = " << ceil(-2.4) << endl; cout << "floor(3.14) = " << floor(3.14) << endl; cout << "floor(-2.4) = " << floor(-2.4) << endl; cout << "fmod(2.4/2.0) = " << fmod(2.4,2.0) << endl; return 0; }
- 38. Демонстрация
- 39. Операции присваивания в С++ • Для сокращённой записи выражений в языке программирования С++ есть специальные операции, которые называются операциями присваивания. • Рассмотрим фрагмент кода, с использованием операции присваивания. int value = 256; value = value + 256; // обычное выражение с использованием двух операций: = и + value += 256; // сокращённое эквивалентное выражение
- 40. Операции присваивания в С++ В С++ существует пять операций присваивания, не считая основную операцию присваивания ”=“ • += операция присваивания-сложения; • -= операция присваивания-вычитания; • *= операция присваивания-умножения; • /= операция присваивания-деления; • %= операция присваивания-остатка от деления
- 41. Операция Обозначение Пример Экв.пример операция присваивания-сложения += var += 16 var = var + 16 операция присваивания-вычитания -= var -= 16 var = var — 16 операция присваивания-умножения *= var *= 16 var = var * 16 операция присваивания-деления /= var /= 16 var = var / 16 операция присваивания-остатка от деления %= var %= 16 var = var % 16 Операции присваивания в С++
- 42. Вопросы?
- 43. Алгоритмизация и программирование Программирование на С/С++ (ч.1 - основы) Беркунский Е.Ю., кафедра ИУСТ, НУК eugeny.berkunsky@gmail.com http://www.berkut.mk.ua