Лекция 3.2. Константы, перечисления, синонимы типа План лекции

1. Константы и перечисления

2. Особенности использования констант

3. Использование заголовка limits.h

4. Использование констант в библиотеках

5. Синонимы типов

6. Использование синонимов типов в системных заголовках

7. Особенности использования типа char

8. Таблица символов

9. Функции ввода одиночных символов

10. Расширенные символы wchar_t

1. Константы и перечисления

Для определения именованных констант лучше использовать операторы С++ const и enum (перечисления) вместо директивы препроцессора #define.

// Пример 3.2.1

// Объявление констант с помощью директивы #define - язык С

#define MAX 1000

#define PI 3.14

#define Qe -1.6e-19

#define str "Программа завершила работу."

// Объявление констант с помощью оператора const - язык С++

const int MAX=1000;

const float PI=3.14;

const double Qe -1.6e-19;

const char str[]="Программ завершила работу.";

// Перечисляемые константы заданы с помощью директивы #define - язык С

// названия цветов и их условные номера

#define BLACK 0

#define RED 1

#define GREEN 2

#define YELLOW 3

#define BLUE 4

#define MAGENTA 5

#define CYAN 6

#define WHITE 7

// названия кнопок клавиатуры их стандарные номера

#define LEFT 75

#define RIGHT 77

#define UP 72

#define DOWN 80

#define ENTER 13

#define ESC 27

#define BLANK 32

// Перечисляемые константы определены с помощью оператора enum

// язык С++

enum COLOR {BLACK, RED, GREEN, YELLOW, BLUE, MAGENTA, CYAN, WHITE};

enum Keys {LEFT=75, RIGHT=77, UP=72, DOWN=80, ENTER=13, ESC=27, BLANK=32};

// Примеры перечисляемых констант заданых с помощью оператора enum

// язык С++

enum BOOL {FALSE,TRUE};

enum ERROR {NOERROR,WARNING=8,SMALLERR,HARDERR=16};

enum DaysOfWeek {Sunday, Monday};

enum MonthOfYear {Jan=1,Feb,Mar, Apr};

enum Shape {Circle, Rectangle, Square, Triangle};

enum Disks {HARD, FLOPPY, CDR, CDRW};

enum WindowStyle { Sizeable, Single, Dialog};

enum Figura { Ocrugnost, Priamougolnic, Kvadrat, Treugolnic};

2. Особенности использования констант

Константы нужно обязательно инициализировать и их значение нельзя изменить в ходе выполнения программы. Именованные константы улучшают читаемость программы, позволяют избежать нелепых ошибок и увеличивают эффективность выполнения приложения.

// Пример 3.2.2

// определение констант с помощью #define (язык С)

#include <iostream>

using namespace std;

#include <conio.h>

#define s1 "Введите число не больше , чем "

#define s2 "Вы ввели число "

#define s3 "Нажмите клавишу\n"

#define MAX 200

#define PI 3.14

#define QE -1.6E-19

#define LEFT 75

#define RIGHT 77

#define UP 72

#define DOWN 80

#define ENTER 13

#define ESC 27

#define BLANK 32

void main() {

setlocale( LC_ALL, "Russian"); // для вывода на экран русского текста

int nomer;

cout << s1 << MAX << endl;

cin >> nomer;

cout << s2 << nomer << endl;

cin.get();

cout << s3;

nomer=getch();

if (nomer==ESC)

cout << "ESC - ";

else if (nomer==ENTER)

cout << "ENTER - ";

else if (nomer==BLANK)

cout << "BLANK - ";

else

cout << "Другие клавиши... - ";

cout << nomer << endl;

cin.get();

}

// Пример 3.2.3

// определение констант с помощью const и enum (язык С++)

#include <iostream>

using namespace std;

#include <conio.h>

const char s1[]="Введите число не больше , чем ";

const char s2[]="Вы ввели число ";

const char s3[]="Нажмите клавишу\n";

const int MAX=2000;

const double PI=3.14151;

const double QE=-1.6e-19;

enum Keys {LEFT=75,RIGHT=77, UP=72, DOWN=80, ENTER=13, ESC=27, BLANK=32};

void main() {

setlocale( LC_ALL, "Russian"); // для вывода на экран русского текста

int nomer;

cout << s1 << MAX << endl;

cin >> nomer;

cout << s2 << nomer << endl;

cin.get();

cout << s3;

nomer=getch();

if (nomer==ESC)

cout << "ESC - ";

else if (nomer==ENTER)

cout << "ENTER - ";

else if (nomer==BLANK)

cout << "BLANK - ";

else

cout << "Другие клавиши... - ";

cout << nomer << endl;

cin.get();

}

3. Использование заголовка limits.h

Для определения минимальных и максимальных значений величин данного типа можно использовать заголовочный файл <limits.h> , в котором оператором #define объявлены имена и заданы значения для минимумов и максимумов величин стандартных типов С++ для данной ОС и типа компьютера .

// Пример 3.2.4

// Определение диапазона значений (limits.h)

#include <iostream>

#include <limits.h>

using namespace std;

void main() {

cout << "Int MIN=" << INT_MIN

<< "\tInt MAX=" << INT_MAX << endl;

cout << "Unsigned Int MIN=" <<0

<< "\tUnsigned Int MAX="<< UINT_MAX << endl;

cout << "Short MIN=" << SHRT_MIN

<< "\tShort MAX=" << SHRT_MAX << endl;

cout << "Unsigned Short MIN="<<0

<<"\tUnsigned Short MAX="<<USHRT_MAX << endl;

cout << "Long MIN=" << LONG_MIN

<< "\tLong MAX=" << LONG_MAX<<endl;

cout << "Unsigned Long MIN="<<0

<<"\tUnsigned Long MAX="<<ULONG_MAX<<endl;

cout << "Char MIN=" << CHAR_MIN

<< "\t\tChar MAX=" << CHAR_MAX << endl;

cout << "Unsigned Char MIN="<<0

<<"\tUnsigned Char MAX="<<UCHAR_MAX<<endl;

cin.get();

}

// Пример 3.2.5

// Использование диапазона значений (limits.h)

#include <iostream>

#include <limits.h>

using namespace std;

void main() {

setlocale( LC_ALL, "Russian"); // для вывода на экран русского текста

short number;

// так можно - cout << "Введите число от -32768 до 32767 > ";

// так лучше - не зависит от ОС

cout << "Введите число от " << SHRT_MIN << " до " << SHRT_MAX << " > ";

cin >> number;

cout <<"Введено число " << number;

cin.get();

}

4. Использование констант в библиотеках

C помощью директивы препроцессора #define и оператора enum создано множество объявлений констант и перечислений, которые находятся в системных заголовочных файлах. ( см. например math.h , limits.h и т.д. )

// Пример 3.2.6

// Объявление констант (из заголовка math.h)

#define _USE_MATH_DEFINES

#define M_E 2.71828182845904523536

#define M_LOG2E 1.44269504088896340736

#define M_LOG10E 0.434294481903251827651

#define M_LN2 0.693147180559945309417

#define M_LN10 2.30258509299404568402

#define M_PI 3.14159265358979323846

#define M_PI_2 1.57079632679489661923

#define M_PI_4 0.785398163397448309616

#define M_1_PI 0.318309886183790671538

#define M_2_PI 0.636619772367581343076

#define M_2_SQRTPI 1.12837916709551257390

#define M_SQRT2 1.41421356237309504880

#define M_SQRT1_2 0.707106781186547524401

// Пример 3.2.7

// Объявление констант (из заголовка limits.h)

#define CHAR_BIT 8

#define SCHAR_MIN (-128)

#define SCHAR_MAX 127

#define UCHAR_MAX 0xff

#define SHRT_MIN (-32768)

#define SHRT_MAX 32767

#define USHRT_MAX 0xffff

#define INT_MIN (-2147483647 - 1)

#define INT_MAX 2147483647

#define UINT_MAX 0xffffffff

#define LONG_MIN (-2147483647L - 1)

#define LONG_MAX 2147483647L

#define ULONG_MAX 0xffffffffUL

5. Синонимы типов

Оператор typedef позволяет упростить объявление переменных путем назначения синонима длинным названиям типов.

// Пример 3.2.8

// Пример использования переменных оператора typedef

#include <iostream>

using namespace std;

// примеры личных операторов typedef

typedef unsigned char UCH;

typedef unsigned short int USH;

typedef unsigned long int ULN;

void main() {

setlocale( LC_ALL, "Russian"); // для вывода на экран русского текста

UCH symbol='Б';

USH age=33;

ULN number=1234567;

cout << symbol << '\t' << age << '\t' << number << endl;

cin.get();

}

// Пример 3.2.9

// Пример использования typedef

#include <iostream>

using namespace std;

typedef unsigned short int USH;

//unsigned short int Func(unsigned short int,unsigned short int);

USH Func(USH,USH);

void main() {

setlocale( LC_ALL, "Russian"); // для вывода на экран русского текста

//unsigned short int Width=5,Length; // инициализация

USH Width=5,Length=10;

cout << "Ширина: " << Width << "\n" << "Длина: " << Length << "\n";

cin.get();

//unsigned short int Area=Width*Length; // инициализация выражением

USH Area=Width*Length;

cout << "Площадь: " << Area << "\n";

cin.get();

//unsigned short int Square=Func(Width,6); // инициализация функцией

USH Square=Func(Width,6);

cout << "Площадь: " << Square << "\n";

cin.get();

}

//unsigned short int Func(unsigned short int a,unsigned short int b)

USH Func(USH a,USH b) {

return a*b;

}

6. Использование синонимов типов в системных заголовках

C помощью оператора typedef для программирования в Windows спроектировано много новых типов данных, объявление которых находится в системных заголовочных файлах. ( см. например windef.h)

// Пример 3.2.10

// Использования typedef (из заголовка windef.h)

typedef unsigned long ULONG;

typedef unsigned short USHORT;

typedef unsigned char UCHAR;

typedef unsigned long DWORD;

typedef int BOOL;

typedef unsigned char BYTE;

typedef unsigned short WORD;

typedef float FLOAT;

typedef int INT;

typedef unsigned int UINT;

7. Особенности использования типа char

При работе с типом char используется таблица символов компьютера. Каждый символ в этой таблице имеет свой номер. На различных компьютерах (в разных ОС) применяются различные таблицы символов (кодовые таблицы). Работая с символами, вы на самом деле работаете с их числовыми кодами. При работе в Windows и DOS используется набор из 256 символов, называемый ASCII (American Standard Code for Information InterChange).

8. Таблица символов

Программа Charmap системы Windows показывает таблицу символов на экране. Первая ее половина (0-128) стандартная. Это служебные символы (0-31), специальные символы, цифры и буквы английского алфавита. Вторая – содержит символы псевдографики и национальных алфавитов и зависит от страны и ОС. Русские символы при работе в Windows и DOS имеют различные номера! Для работы с символами национальных алфавитов нужно использовать тип unsigned char.

// Пример 3.2.11

// Преобразования символов в целые и целых в символы

#include <iostream>

using namespace std;

void main() {

setlocale( LC_ALL, "Russian"); // для вывода на экран русского текста

unsigned char ch='Б';

cout << "Символ:" << ch << "\t\tНомер:" << (int) ch << endl;

cin.get();

int nch=65;

cout << "Номер:" << nch << "\t\tСимвол:" << (char) nch << endl;

cin.get();

nch=nch+32;

cout << "Номер:" << nch << "\t\tСимвол:" << (char) nch << endl;

cin.get();

nch=(int)ch-1; // явное преобразование

//nch=ch-1; // неявное преобразование

cout << "Номер:" << nch << "\t\tСимвол:" << (char) nch << endl;

cin.get();

// печать таблицы символов

for (int i=0; i<=255; i++) { // повторение, цикл

cout << "Номер:" << i << "\t\tСимвол:" << (char) i << endl;

}

cin.get();

}

9. Функции ввода одиночных символов

Для ввода одиночных символов часто используются функции getchar() из <stdio.h> - ввод с эхом и нажатием Enter или getch() из <conio.h> - ввод без эха и нажатия Enter (например для приостановки работы приложения).

// Пример 3.2.12

// Функции для ввода символов с клавиатуры

#include <iostream>

#include <stdio.h>

#include <conio.h>

using namespace std;

void main() {

setlocale( LC_ALL, "Russian"); // для вывода на экран русского текста

unsigned char ch='Б';

cout << "Символ : " << ch << "\t\tНомер : " << (int) ch << '\n';

//Ввод ASCII-символа с эхом

cout << "Введите символ\n";

//ch=getchar(); // C

ch=cin.get();// C++

cout << "Символ : " << ch << "\t\tНомер : " << (int) ch << '\n';

//Ввод символов без эха

cout << "Введите символ\n";

ch=getch();

cout << "Символ : " << ch << "\t\tНомер : " << (int) ch << '\n';

_getch();

}

10. Расширенные символы wchar_t

В настоящее время получает распространение набор 2-х байтовых символов Unicode, с помощью которого возможно кодировка 65535 символов, входящих в большинство языков мира. Для работы с символами Unicode в Standart C++ введен тип данных wchar_t.

// Пример 3.2.13

// Расширенные символы (Wide Char)

#include <iostream>

using namespace std;

int main() {

setlocale( LC_ALL, "Russian"); // для вывода на экран русского текста

wchar_t ch='A'; // англ.

cout << "Символ : " << ch << "\tКод символа : " << (unsigned)ch

<< "\tРазмер символа : " << sizeof(ch) << endl;

ch='А'; // русск.

cout << "Символ : " << (char)ch << "\tКод символа : " << (unsigned)ch

<< "\tРазмер символа : " << sizeof(ch) << endl;

wchar_t str[]= L"abcd";

cout << sizeof(str) << endl;

cout << str << endl;

cin.get();

}