Lecture 1

1
Введение
Основы языка С++

2
Пример программы, выводящей
текст на экран (пример 1)
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// подключение библиотеки ввода-вывода
#include <iostream>
// подключение стандартного пространства имен для использования библиотек
using namespace std;
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// исполнение программы всегда начинается с функции main
void main()
{
// вывод текста на экран
cout<<"Welcome to C++!"<<endl;
cout<<"Welcome"<<endl<<"to"<<endl<<"C++!"<<endl;
}
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

3
Пример программы, выводящей
текст на экран (пример 1)
Директивы препроцессору
 Подробное описание других функций стандартной библиотеки приводится в главе
2.
Ввод и вывод на экран
 Подробное описание стандартной библиотеки ввода-вывода приводится в разделе
2.2.
Комментарии
/* многострочный
комментарий */
с++; // однострочный комментарий до конца строки
Функции
 Подробно работа с функциями рассматривается в разделе 1.9.
 Полный список ключевых слов языка C++ приведен в приложении 3.

4
Пример программы cложения
целых чисел (пример 2)
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// подключение библиотеки ввода-вывода
#include <iostream>
// подключение стандартного пространства имен для использования библиотек
using namespace std;
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// функция main начинает исполнение программы
void main()
{
// объявления переменных
int number1, number2;
int sum=0;
cout<<"Enter first integer: "; // запросить данные
cin>>number1; // прочитать первое число в numberl
cout<<"Enter second integer: "; // запросить данные
cin>>number2; // прочитать второе число в number2
sum = number1 + number2; // сложить числа; записать сумму в sum
cout<<"Sum is "<<sum<<endl; // вывести сумму
}
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

5
Переменные и их объявление
Переменная – это место в памяти компьютера, где может
сохраняться некоторое значение для использования его в программе.
 полный список основных типов данных приведен в приложении 2
Идентификатор – это последовательность символов, состоящая из
латинских букв, цифр и символов подчеркивания ( _ ), обозначающая
имена переменных
i // обычно целая переменная цикла
count // количество
COUNT // другая переменная
buff_size // составное (из 2 слов) имя с символом _
g374 // непонятно
_foo // плохо
if // не может быть идентификатором, т.к. это ключевое слово
374q // не может начинаться с цифры

6
Объявление и инициализация
переменных
Объявление переменной - определение ее типа
Инициализация переменной - присваивание ей
первоначального значения
int i; // объявление и определение типа (declaration)
i=1; // инициализация (initialization)
int j=1; // объявление, определение и инициализация
int i=0,j; // объявление нескольких переменных
// В операторах вывода можно производить вычисления
cout<<"Sum is "<<number1 + number2<<endl;

7
Арифметические операторы
Примеры арифметических операций (пример 3)
Арифметические операторы
 бинарные - в выражении участвуют два операнда, например x=a+b
 унарные - в выражении участвует один операнд, например x=-a
Круглые скобки используются для группировки выражений
таким же образом, как в алгебраических выражениях
а*(b+с)
Полный список арифметических операций и таблица их
старшинства приведена в приложении 1.

8
Условные конструкции
if(условие)
{
блок операторов;
}
if(условие)
{
блок операторов 1;
}
else
{
блок операторов 2;
}

9
Пример условных конструкций
//////////////////////////////////////////////////////////////////////
// функция main начинает исполнение программы
void main()
{
// объявление переменных
int x,y;
cout<<"Enter two integers to compare: "; // запросить ввод
cin>>x>>y; // прочитать два введенных числа
if(x == y) // число x равно числу y ?
cout<<x<<" == "<<y<<endl;
if(x != y) // число x не равно числу y ?
cout<<x<<" != "<<y<<endl;
if(x < y) // число x меньше числа y ?
cout<<x<<" < "<<y<<endl;
if(x > y) // число x больше числа y ?
cout<<x<<" > "<<y<<endl;
if(x <= y) // число x меньше либо равно числу y ?
cout<<x<<" <= "<<y<<endl;
if(x >= y) // число x больше либо равно числу y ?
cout<<x<<" >= "<<y<<endl;
}
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

10
Логические выражения
Логическое выражение может принимать два значения:
 true (истинно)
 false (ложно)
Пример попадания точки с координатами x, y в
прямоугольник (пример 5):
-2 2
-1
1
x
y

11
Логические операции И, ИЛИ, НЕ
Математическая запись условия, что координата х лежит внутри
прямоугольника:
 -1 < x < 1
Запись на С++:
x<2 && x>-2
 или
(x<2) && (x>-2)
x НЕ внутри прямоугольника
(x >2) || (x<-2)
 или
!( (x <2)&&(x >-2) )
выражение 1 выражение 2 (выражение 1) &&
(выражение 2)
(выражение 1) ||
(выражение 2)
true true true true
true false false true
false true false true
false false false false

12
Типичные ошибки в написании
условий
///////////////////////////////////////////////
if(x=1) // неправильно! выполняется всегда!
{
y=x+3;
z=y*5;
}
///////////////////////////////////////////////
if(x==1); // неправильно! выполняется всегда!
{
y=x+3;
z=y*5;
}
///////////////////////////////////////////////
if(x==1) // неправильно!
y=x+3;
z=y*5;
if(x==1)
{
[пустой оператор];
}
y=x+3;
z=y*5;
if(x==1)
{
y=x+3;
z=y*5;
}
if(x==1)
{
y=x+3;
}
z=y*5;

13
Вложенные условия
Пример вложенного условия
if ( х > 5 )
{
if ( У > 5 )
cout<<"x and у are > 5";
}
else
cout<<"x is <= 5";
Неправильное написание:
if( х > 5 )
if( У > 5 )
else
cout<<"x is <= 5";
if ( х > 5 )
if ( У > 5 )
else
cout<<"x is <= 5";

14
Арифметический логический
оператор
переменная = условие ? значение1 : значение2;
 Пример:
int i=3;
int j=(i>0) ? 1 : -1; // j=1
 То же, что:
if(i>0)
{
j=1;
}
else
{
j=-1;
}

15
Селективные конструкции
(if)
if(условие)
{
}
else if(условие)
{
}
else
{
}

16
(switch)
switch(переменная)
{
case целая константа 1:
{
break;
}
case целая константа 2:
{
break;
}
default:
{
}
}

18
Примеры
Пример определения оценки в зависимости от количества
баллов (пример 6)
 условия проверяются последовательно
 если ни одно из условий не выполнено, выполняется блок else
 если пропустить последний блок else – возможна ситуация когда ни одно из условий
не выполнится.
Пример меню с выбором действия (пример 7)
 Каждое действие выполняется в зависимости от значения некоторого
целого значения, которое может принимать переменная или выражение,
проверяемое в операторе switch

19
(пример)
switch(menu_number)
{
case 1:
{
cout<<"a+b="<<a+b<<endl;
break;
}
case 2:
{
cout<<"a-b="<<a-b<<endl;
break;
}
case 3:
{
cout<<"a*b="<<a*b<<endl;
break;
}
case 4: {
cout<<"a/b="<<a/b<<endl;
break;
}
default: {
cout<<"Wrong menu
item"<<endl;
if(menu_number==1)
{
}
else if(menu_number==2)
{
}
{
}
{
}
else
{
cout<<"Wrong menu item"<<endl;
}

20
(пример 2)
switch(menu_number)
{
case 1:
{
}
case 2:
{
break;
}
case 3:
{
break;
}
case 4:
{
break;
}
default:
{
cout<<"Wrong menu
if(menu_number==1)
{
}
else if(menu_number==1|| menu_number==2)
{
}
{
}
{
}
else
{
cout<<"Wrong menu item"<<endl;
}

21
Циклы while и do … while
Оператор цикла позволяет программисту определить
действие, которое должно повторяться, пока некоторое
условие остается истинным
Пример возведения в степень в цикле (пример 8)
 значения product: 4, 8, 16, 32, 64, 128
 Если не предусмотреть в теле оператора while действия, которое делает
условие в while ложным, получается бесконечный цикл, в котором
повторение никогда не заканчивается
Перепишем пример 8 с использованием цикла do...while

22
Цикл с постусловием do...while
Запишем предыдщПредыдущий пример можно записать с
использованием цикла do...while.
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // функция
main начинает исполнение программы void main() { //
описание переменных int product = 2; // оператор цикла с
предусловием do { product = product * 2;
cout<<"product="<<product<<endl; }while(product <=
100); } /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
Результат выполнения этого пример будет точно такой
же, как и предыдущего. Программа выведет на экран 4, 8,
16, 32, 64, 128. Чтобы увидеть разницу между циклом с
предусловием и постусловием, изменим примеры
следующим образом:

23
Циклические конструкции
(пример)
// описание переменных
int product = 128;
// оператор цикла с предусловием
while(product <= 100)
{
product = product * 2;
cout<<"product="<<
product<<endl;
}
cout<<"result product="<<
product<<endl;
 результат:
result product=128
// описание переменных
int product = 128;
// оператор цикла с постусловием
do
{
product = product * 2;
cout<<"product="<<
product<<endl;
} while(product <= 100);
cout<<"result product="<<
product<<endl;
 результат:
256
result product=256

24
Циклические конструкции
Цикл с предусловием
while(условие)
{
}
Цикл с постусловием
do
{
}while(условие);

25
Пошаговый цикл for
Пошаговый цикл for позволяет выполнять блок
операторов, заключенный в фигурные скобки задуманное
количество раз.
Пример работы оператора for - вычисление суммы чисел
(пример 9)

26
Пошаговый цикл
 Инициализация задает начальное значение счетчику цикла,
 Условие определяет до каких пор цикл продолжает выполняться
 Приращение модифицирует счетчик цикла
for(инициализация; условие; модификация)
{
}
for(int i=0; i<10; i++)
{
x*=i;
}

27
Переменная-счетчик должна иметь целочисленный тип
данных
Если переменная была объявлена в цикле по завершении
цикла эта переменная будет уничтожена
 Область действия переменной определяет, где в программе она может
использоваться
оператор for можно представить эквивалентным
оператором while:
while ( условие )
{
приращение;
}

28
Выражения инициализации и
приращения и условия
Выражения инициализации и приращения могут быть списками
выражений, разделенных запятыми:
for(int x = 0, y=0; x < 10; x++, y++)
Все три выражения в операторе for являются необязательными,
например: цикл
for(int i=0; i < 100; i++)
можно записать следующим образом:
int i=0;
for( ; ; )
{
// ...
if(i>=100)
break;
i++;
}

29
Примеры пошагового цикла
Еще несколько примеров заголовков цикла:
 изменение управляющей переменной от 1 до 100 с шагом 1:
for(int i = 1; i <= 100; i++)
 изменение управляющей переменной от 100 до 1 с шагом -1 (с
уменьшением на 1):
for(int i = 100; i > 0; i--)
 изменение управляющей переменной от 7 до 77 с шагом 7:
for(int i = 7; i <= 77; i += 7)
 изменение управляющей переменной от 20 до 2 с шагом -2:
for(int i = 20; i >= 2; i -= 2)
 изменение управляющей переменной в следующей последовательности:
2, 5, 8, 11, 14:
for(int j = 2; j <= 20; j += 3)
 изменение управляющей переменной в следующей последовательности:
99, 88, 77, 66, 55, 44, 33, 22, 11, 0:
for(int j = 99; j >= 0; j -= 11)

30
Операторы break и continue
Когда оператор break исполняется в операторе while, for,
do... while или switch, происходит немедленный выход из
цикла (или switch)
Исполнение оператора continue в операторе while, for или
do... while вызывает пропуск оставшейся части тела
оператора и переход к следующей итерации цикла
Пример вычисление факториала (пример 10)

31
Использование функций
библиотеки STL
Использование функций библиотеки STL (пример 11)
 функция pow() возводит число 3.14 в квадрат и присваивает полученный
результат переменной power, где pow - имя функции; числа 3.14 и 2 —
аргументы функции. В качестве аргументов функции может быть число
или переменная соответствующего типа.
 Аргументы перечисляются в скобках после имени функции, если
аргументов несколько, то они отделяются друг от друга запятыми.

32
Определение функции
Определение (реализация) функции
возвращ.тип имя (список аргументов с типами)
{
инструкции
return возвращ.знач.;
}
 например:
double plus(double x, double y)
{
return x+y;
}
Тип возвращаемого значения может быть целым, вещественным, и т.д.,
кроме того, функция может не возвращать никакого значения - тип void.
void print_value(double res)
{
cout<<"result is: "<<res<<endl;
}
 Оператор return является обязательным только для функции, возвращающей значение

33
Объявление функции
Объявление функции (прототип функции)
возвращ.тип имя (список аргументов с типами);
double plus(double x, double y);
 Прототипы обычно помещаются в отдельный заголовочный (header) файл
или в начале файла
 Компилятор сверяется с прототипом функции, для проверки
соответствия:
 количества аргументов
 типы аргументов
 тип возвращаемого значения
 Каждый аргумент должен быть совместим с типом соответствующего параметра.
Например, параметр типа double может принимать значения 7.35, 22 или -0.03456,
но не строку (например "hello")

34
Обращение к функции
Обращение к функции (вызов функции)
имя (список аргументов);
double a, b, c;
a=plus(b, c);
 Каждому параметру в определении функции (формальный параметр функции)
должен соответствовать один аргумент в вызове функции
Пример функции (пример 12)
 функция сложения двух чисел
 функция печати числа на экран
 Значение функции plus можно присвоить какой-то переменной, или
использовать прямо при вызове другой функции или при использовании
оператора cout

35
Автоматическое размещение
данных
Память зарезервирована в exe-модуле
 Определение Объявление = инициализация;
int i=1; //тип переменная=значение
Время жизни
 глобальное – в течение работы программы с переменной ассоциирована область
памяти и обратиться к ней можно из любой точки программы
 статическое – в течении работы программы с переменной ассоциирована область
памяти, но обратиться к ней можно только из определенных точек программы
 локальное – при каждом входе в блок { } для хранения переменной выделяется
область памяти при выходе освобождается и теряет свое значение
// b не существует
if(a>0)
{
int b=1;
}
// b не существует

36
Классы памяти
extern - внешний (глобальный)
 переменная глобальна для всех функций и доступна в любой точке программы
static – статический
 сохраняет предыдущее значение при повторном входе в блок { }
auto – автоматический (по умолчанию)
 при входе в блок { } память распределяется, а при выходе из блока память
освобождается, значения теряются
Переменные явно не инициализированные программистом
 extern и static устанавливаются системой в нуль.
 auto не инициализируется и может содержать "мусор".
сonst - переменная инициализируется один раз после объявления и
ее значение не модифицируемое
const double pi=3.141593;
См. пример программы

37
Ссылки
Ссылка (referenсe) – это переменная особого вида,
которая представляет собой альтернативное имя
переменной (псевдоним)
 ссылку нельзя объявить без инициализации
int i=1;
int& r=i; // r - новое альтернативное имя переменной i
int x=r; // x=1
r=2; // i=2
r++; // чему равно значение переменных r и i ?

38
Указатели
int i=1; //тип переменная=значение
Указатель (pointer) - это переменная особого
вида предназначенная для хранения адреса
объекта
 Диапазон значений: положительные целые числа
или null (0)
 занимает 32 бита (4 байта)
Объявление указателя
int *p;
 означает, что переменная p имеет тип int * (т.е. указатель на
int) и указывает на объект типа int
double *xPtr, *yPtr;
адрес
ячейки
байт
памяти
...... .........
0x00A0 00000000
0x00A1 00000000
0x00A2 00000000
0x00A3 00000001
0x00A4 .........
....... ..........

39
Указатели
Присваивание указателя
int i=1; // объявление целой переменной i
int *p; // объявление переменной типа указатель,
// т.е. значение по адресу p является целым числом
p=&i; // p=0x00A0 (оператор получения адреса)
Операция разименования (*)
 получение значения переменной хранящейся по указанному адресу
int i=1; // объявление целой переменной i
int *p ; // объявление переменной типа указатель,
// т.е. значение по адресу p является целым числом
p=&i; // p=0x00A0 (оператор получения адреса)
int t=*p+1; // эквивалентно t=i+1;
p++; // прибавляем 1 к указателю – переходим к
// следующей ячейке памяти с другой переменной

* - значение переменной по адресу
& - адрес переменной См. пример программы

40
Передача параметров в функцию
по ссылке и указателю
Передача по значению (call by value)
 в вызываемой функции создается копия аргумента
 изменения копии внутри функции не влияют на значение исходной
переменной вызывающей функции
Передача по указателю (call by pointer)
 передаются указатели на переменные, в которых хранятся значения
 в вызывающей функции значения тоже изменяются
Передача по ссылке (call by reference)
 передаются ссылки (псевдонимы) на переменные
 в вызывающей функции значения тоже изменяются

Прикладное программирование
кафедра
прикладной и компьютерной оптики
Стандартная библиотека С++

42
Состав
стандартной библиотеки C++
Ввод/вывод
 см. электронный учебник, раздел 2.2
Математические функции
(комплексные числа, случайные числа)
Строковый тип данных и форматные преобразования
Работа со временем и датой
 Контейнеры, итераторы, обобщенные алгоритмы

Lecture 1

More Related Content

What's hot (16)

Similar to Lecture 1 (20)

More from Anastasia Snegina (20)

Lecture 1