5. Алгоритмизация вычислительного процесса

 

На данном этапе составляется алгоритм решения задачи согласно действиям, задаваемым выбранным методом решения. Процесс обработки данных разбивается на отдельные относительно самостоятельные блоки, и устанавливается последовательность выполнения блоков. Разрабатывается блок-схема алгоритма.  

 

 

6. Составление программы

 

При составлении программы алгоритм решения задачи переводится на конкретный язык программирования. Для программирования обычно используются языки высокого уровня, поэтому составленная программа требует перевода ее на машинный язык ЭВМ. После такого перевода выполняется уже соответствующая машинная программа.   

 

 

7. Отладка программы

 

Отладка заключается в поиске и устранении синтаксических и логических ошибок в программе.

В ходе синтаксического контроля программы транслятором выявляются конструкции и сочетания символов, недопустимые с точки зрения правил их построения или написания, принятых в данном языке. Сообщения об ошибках ЭВМ выдает программисту, при этом вид и форма выдачи подобных сообщений зависят от вида языка и версии используемого транслятора.

После устранения синтаксических ошибок проверяется логика работы программы в процессе ее выполнения с конкретными исходными данными. Для этого используются специальные методы, например, в программе выбираются контрольные точки, для которых вручную рассчитываются промежуточные результаты. Эти результаты сверяются со значениями, получаемыми ЭВМ в данных точках при выполнении отлаживаемой программы. Кроме того, для поиска ошибок могут быть использованы отладчики, выполняющие специальные действия на этапе отладки, например, удаление, замена или вставка отдельных операторов или целых фрагментов программы, вывод или изменение значений заданных переменных.  

 

8. Решение задачи на эвм и анализ результатов

 

После отладки программы ее можно использовать для решения прикладной задачи. При этом обычно выполняется многократное решение задачи на ЭВМ для различных наборов исходных данных. Получаемые результаты интерпретируются и анализируются специалистом или пользователем, поставившим задачу.

 

Разработанная программа длительного использования устанавливается на ЭВМ, как правило, в виде готовой к выполнению машинной программы. К программе прилагается документация, включая инструкцию для пользователя. Чаще всего при установке программы на диск для ее последующего использования помимо файлов с исполняемым кодом устанавливаются различные вспомогательные программы (утилиты, справочники, настройщики и т. д.), а также необходимые для работы программ разного рода файлы с текстовой, графической, звуковой и другой информацией.

2. Понятие подпрограммы, модуля и функции.

Определение. Подпрограмма - это отдельная функционально независимая часть программы.

Подпрограммы решают три важные задачи:

• избавляют от необходимости многократно повторять в тексте программы аналогичные фрагменты;

• улучшают структуру программы, облегчая ее понимание;

• повышают устойчивость к ошибкам программирования и непредвиденным последствиям при модификациях программы.

Очень важно понимать, что в подпрограмму может выделяться любой законченный фрагмент программы. В качестве ориентиров просмотрите следующие рекомендации:

1. Когда Вы несколько раз перепишете в программе одну и ту же последовательность команд, необходимость введения подпрограммы приобретает характер острой внутренней потребности.

2. Иногда слишком много мелочей заслоняют главное. Полезно убрать в подпрограмму подробности, скрывающие смысл основной программы.

3. Полезно разбить длинную программу на составные части - просто как книгу разбивают на главы. При этом основная программа становится похожей на оглавление.

4. Бывают сложные частные алгоритмы. Полезно отладить их отдельно в небольших тестирующих программах. Включение отлаженных алгоритмов в основную программу будет легким, если они оформлены как подпрограммы.

5. Все, что Вы сделали хорошо в одной программе, Вам захочется перенести в новые. Для повторного использования таких частей лучше сразу выделять в программе полезные алгоритмы в отдельные подпрограммы.

Подпрограммы могут быть стандартными, т.е. определенными системой, и собственными, т.е. определенными программистом.

Стандартная подпрограмма (процедура или функция) - подпрограмма, включенная в библиотеку программ, доступ к которой обеспечивается средствами языка программирования. Вызывается подпрограмма по имени с заданием фактических параметров. Типы фактических параметров должны соответствовать типам формальных параметров, указанным при описании данной процедуры в библиотечке процедур и функций.

Из набора стандартных процедур и функций по обработке одного типа информации составляются модули. Каждый модуль имеет своё имя (мы уже хорошо знакомы с модулями Crt, Graph). Доступ к процедурам и функциям модуля осуществляется при подключении этого модуля (Uses Crt, Graph).

Help содержит подробные описания предусмотренных средой программирования процедур и функций. Для вызова подсказки при работе со стандартными процедурами и функциями нужно поставить на имя подпрограммы курсор и нажать клавиши <Ctrl+F1>. Справочная информация о процедурах и функциях в Help имеет стандартную структуру.

Объект в программировании — некоторая сущность в виртуальном пространстве, обладающая определённым состоянием и поведением, имеющая заданные значения свойств (атрибутов) и операций над ними (методов)^[1]. Как правило, при рассмотрении объектов выделяется то, что объекты принадлежат одному или нескольким классам, которые определяют поведение (являются моделью) объекта. Термины «экземпляр класса» и «объект» взаимозаменяемы.^[2]

Объект, наряду с понятием класс, является важным понятием объектно-ориентированного подхода. Объекты обладают свойствами наследования, инкапсуляции и полиморфизма^[1].

3. Структурные элементы языка С++

Структура — это агрегатный тип данных, так как может содержать в себе разнотипные элементы. Синтаксис объявления структуры в С++ отличается от C. Хотя версия C остается правильной для  C++. Получается, что в С++ можно двумя стилями объявления структур пользоваться, а в языке C — только одной. Смотрим синтаксис объявления структуры в языке С++:

1 2 3 4 5

struct Name {     type atrib;     // остальные элементы структуры    } structVar1, structVar2, ...;

где,

• struct — ключевое слово, которое начинает определение структуры

• Name — имя структуры

• type — тип данных элемента структуры

• atrib — элемент структуры

• structVar1-2 — структурные переменные

Объявление структуры всегда должно начинаться с ключевого слова struct. Необязательно, чтобы структура имела имя, но тогда такая структура обязательно должна иметь структурные переменные, объявленные между закрывающей фигурной скобкой и точкой с запятой, строка 5. Обязательно в объявлении структуры должны присутствовать фигурные скобочки, они обрамляют тело структуры, в котором объявляются её атрибуты (элементы), строка 3. Структурные переменные, при объявлении структуры, указывать необязательно, строка 5.

Так как структура это типа данных, то, для того, чтобы использовать этот тип данных, необходимо объявить структурную переменную, а вместо типа данных указать имя структуры.

1	struct_name structVariable;

Синтаксис объявления структуры в языке Си:

1 2 3 4 5 6

typedef struct name {     type atrib1;     type atrib2;     // остальные элементы структуры... } newStructName structVar;

Синтаксис объявления структуры в языке Си предполагает два варианта. Первый, опустить ключевое слово typedef , при этом имя newStructName тоже не используется, и имя структуры, тогда обязательно необходимо при объявлении структуры использовать структурные переменные — structVar, строка 6. Смотрим пример:

1	struct name structVar;

Или вы можете воспользоваться typedef, для объявления псевдонима структуры newStructName, , псевдоним:

1	newStructName structVar;

В любом случае, если вы хотите, объявить указатель на структуру внутри структуры, вы должны использовать первый синтаксис:

1	struct name *struct_instance; // указатель на структуру

Объявление указателя на структуру

Синтаксис объявления указателя на структуру в Си неоднозначен. В Си, если вы не используете typedef при определении структуры, то, в обязательном порядке необходимо использовать структурные переменные, между закрывающейся фигурной скобочкой и точкой с запятой. В C++, этого не требуется. Чтобы объявить указатель на структуру, в С++ вы просто перед именем структурной переменной ставите символ указателя — *.

В С++:

1	structName *structVar; // указатель на структуру structName

В Си:

newStructName *structVar; // newStructName должно быть объявлено с typedef

или так, тоже для СИ:

1	struct name *structVar;

Доступ к элементам структуры

Доступ к элементам структуры так же прост, как использование символа «точка». Предположим. что у нас есть структурная переменная с именем car и у нее есть элемент с именем speed, к которому, мы сейчас получим доступ:

1	car.speed;

Примечание: такой способ доступа к элементам структуры работает только в том случае, когда структура не является указателем на структуру.

Доступ к элементам указателя на структуру

Чтобы получить доступ к элементам структуры, через указатель на структуру, вместо оператора «точка», используйте оператор стрелка ->:

1	carPtr->speed;

4. Простые типы величин в С++

Тип данных	Размер, байт	Диапазон значений
char	1	-128 ... 127
short	2	-32768 ... 32767
int	4	-2147483648 ... 2147483647
long	4	-2147483648 ... 2147483647
long long	8	-9223372036854775808 ... 9223372036854775807

Сводная таблица беззнаковых целых типов данных:

Тип данных	Размер, байт	Диапазон значений
unsigned char	1	0 ... 255
unsigned short	2	0 ... 65535
unsigned int (можно просто unsigned)	4	0 ... 4294967295
unsigned long	4	0 ... 4294967295
unsigned long long	8	... 18446744073709551615

5.Структурированные типы данных С++

6. Структура программы на языке с++

1. Объявление глобальных переменных

2. int main(список параметров)

3. {

4. последовательность операторов

5. }

6. тип_возвращаемого_значения f1(список п

7. {

8. последовательность операторов

9. }

10. тип_возвращаемого_значения f2(список п

11. {

12. последовательность операторов

13. }

14. .

15. .

16. .

17. тип_возвращаемого_значения fN(список п

18. {

19. последовательность операторов

7. Ввод и вывод данных в С++

1. Ввод-вывод данных в языке C++ осуществляется либо с помощью функций ввода-вывода в стили C, либо с использованием библиотеки классовC++. Преимущество объектов C++ в том, что они легче в использовании, поэтому предлагаю рассмотреть именно их.

2. Описание объектов для управления вводом-выводом содержится в файле iostream.h. При подключении этого файла с помощью директивы #include <iostream.h> в программе автоматически создаются виртуальные каналы связи cin для ввода с клавиатуры и cout для вывода на экран, а также операции помещения в поток << и чтения из потока >>. 

3. С помощью объекта cin и операции >> можно присвоить значение любой переменной. Например, если переменная x описана как целочисленная, то команда cin>>x; означает, что в переменную x будет записано некое целое число, введенное с клавиатуры. Если необходимо ввести несколько переменных, то следует написать cin>>x>>y>>z;.

4. Объект cout и операция << позволяет вывести на экран значение любой переменной или текст. Текст необходимо заключать в двойные кавычки. Запись cout<<x; означает вывод на экран значения переменной x. 

8. Условия и условные конструкции в С++

Одна из основных конструкций алгоритма — разветвляющийся процесс. Он реализован в языке C++ двумя условными операторами: if и switch. Рассмотрим каждый из них.