Вакал - Мова Сі (Типи данних та основні структури керування)

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ

УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ТАРАСА ШЕВЧЕНКА

Є.С. ВАКАЛ

Методичні вказівки з дисципліни “ Інформатика та програмування”

МOВA СI: ТИПИ ДАННИХ

ТА ОСНOВНІ СТРУКTУРИ КЕPУВAННЯ

для студентів механіко-математичного факультету

Київ 2008

Методичні вказівки з дисципліни “ Інформатика та програмування”. Мова Ci: типи данних та основні структури керування для студентів механіко-математичного факультету / Упоряд. Є.С. Вакал. – Київ, 2008. –53 с.

Рецензенти:

доктор фіз.-мат. наук М.М. Глибoвець кандидат фіз.-мат. наук Б.П. Довгий

Рекомендовано вченою радою механіко-математичного факультету протокол №1 від 8 вересня 2008 року

Методичні вказівки призначені для підготовки та проведення занять з нормативного курсу “ Інформатика та програмування”.

Матеріал розбито на розділи, кожний з яких розрахований на одне або декілька занять. Систематизовано подано короткі теоретичні відомості з мови Ci, наведено типові приклади розв'язання задач і завдання для самостійної роботи

Для студентів механіко-математичного факультету, які навчаються за напрямом підготовки “ Математика”.

2

ВСТУП

За діючим навчальним планом студенти механіко-математичного факультету вивчають дисципліну “ Інформатика та програмування” протягом двох навчальних років. Методичні вказівки призначені для підготовки та проведення занять з даного курсу для студентів механіко-математичного факультету, які навчаються за напрямом підготовки “ Математика” з метою оволодіння принципами програмування мовою Ci.

Мова програмування Ci була створена Денісом Рітчі у 1972 р. під час спільної роботи з Кеном Томпсоном над операційною системою (ОС) Unix. Мова розроблялася як інструмент для програмістів-практиків, у відповідності з цим головною метою автора було створення зручної і корисної мови, яка б полегшила працю програмістів.

Мова Ci має ряд суттєвих особливостей і переваг:

1.Ci – сучасна мова. Вона включає в себе ті конструкції управління, що рекомендує теоретичне і практичне програмування. Його структура змушує програміста використовувати низхідне проектування, структурне програмування і покрокову розробку модулів.

2.Ci – ефективна мова. Її структура дозволяє найкращим чином використовувати можливості сучасних ЕОМ. На мові Ci програми відрізняються компактністю і швидкістю виконання.

3.Ci – мобільна й переносима мова. Це означає, що програма, написана на Ci для однієї обчислювальної системи, може бути перенесена з мінімальними змінами на іншу.

4.Ci – потужна і гнучка мова. На ній написана більша частина OC Unix, компілятори та інтерпретатори інших мов. Крім того, Ci використовується також для розв'язання науково-технічних задач.

5.Ci володіє рядом чудових конструкцій управління, які забезпечують простий доступ до апаратних засобів комп’ютера, як це характерно для асемблера.

6.Ci – зручна мова. Вона достатньо структурована, щоб підтримувати добрий стиль програмування, разом з тим не містить достатньо жорстких обмежень.

Дане видання призначене для знайомства із стандартною мовою Ci, описаною Б.Керніганом і Д.Рітчі в 1978 р. (роciйське видання 1985 р. [3]) і переробленою авторами у 1989 р. у відповідності з прийнятим стандартом ANSI. У першому розділі описуються особливості розробки програм у середовищі Турбо Ci 2.0. Другий розділ містить основні поняття мови програмування Ci. В третьому розділі розглядаються засоби представлення в Ci основних конструкцій структурного програмування.

Метою даного видання є викладення методики і принципів коректного структурного програмування на мові Ci. Видання написане на основі курсів лекцій, які читались протягом ряду років на механіко-математичному

3

факультеті Київського університету імені Тараса Шевченка і може бути корисним для студентів вузів при вивченні інформатики.

Матеріал розбито на розділи, кожний з яких розрахований на одне або декілька занять, наведено типові приклади розв’язання задач мовою Ci та коментарі до них.

Під час підготовки вказівок використано літературу, перелік якої подається у кінці методичної розробки.

4

РОЗДІЛ 1. Робота в інтегрованому середовищі Турбо Ci 2.0

В сучасних операційних системах до складу систем програмування як правило входить інтегроване середовище (ІС), яке містить усі необхідні засоби для розробки програм. Прикладом такого середовища є ІС Турбо Ci – швидкий та ефективний компілятор з вбудованим редактором текстів, налагоджувачем, укладачем та іншими утилітами, простими у вивченні та використанні. ІС Турбо Ci є зручним засобом для розробки програм на мові Ci. Це середовище функціонує в операційній системі MS DOS (або в сеансі MS DOS у Windows) у текстовому режимі дисплею.

1.1. Склад системи програмування Турбо Ci 2.0

Компоненти системи програмування Турбо CI звичайно розміщуються в таких каталогах:

LIB – містить об’єктні бібліотеки модулів мови Ci, математичних функцій, функцій графіки і т.д.;

INCLUDE – заголовочні файли системи програмування Ci;

EXAMPLES – тексти функцій і програми їх тестування;

ОСНОВНИЙ КАТАЛОГ (в ньому встановлена система програмування Турбо Ci) – містить наступні файли:

TC.EXE – програма завантаження інтегрованого середовища; TCC.EXE – компілятор Ci для роботи з командним рядком; CPP.EXE – препроцесор мови Ci;

THELP.COM – довідник з ІС Турбо Ci 2.0 і мови програмування Ci.

Для нормального функціонування ІС Турбо Ci достатньо 640 Кбайт оперативної пам’яті та 1.5 Мбайт на жорсткому диску.

Завантаження ІС Турбо Ci здійснюється по команді tc.exe (або просто tc).

1.2. Екран інтегрованого середовища Турбо Ci 2.0

При виконанні команди виклику ІС з’являється початкове вікно з основним екраном Турбо Ci та рамкою з інформацією про версію Турбо Ci. При натисненні будь-якої клавіші інформація про версію зникає (для її повторного перегляду можна скористатися клавіатурною комбінацією <Shift-F10>).

Основний екран – це вікно, в якому здійснюється робота при редагуванні, компіляції, компонуванні та відлагодженні програми. На відміну від нього при запуску програми на виконання або при тимчасовому виході у DOS

з’являється екран користувача.

Основний екран ІС Турбо Ci складається з 4 частин: основного меню, вікна

редагування, вікна повідомлень і рядка оперативної підказки, що містить інформацію про призначення функціональних клавіш у даному режимі. Рядок підказки змінюється, якщо натиснути і утримувати на протязі декількох секунд клавішу <Alt>. Тепер він буде описувати функції, що виконуються при одночасному натисненні клавіші <Alt> та вказаної клавіші.

5

Рис. 1. Структура екрану інтегрованого середовища Турбо Ci

1.3. Система меню ІС Турбо Ci

У верхній частині основного екрану розміщене вікно основного меню Турбо Ci, що складається з 8 пунктів:

1.File – управління файлами (завантаження, збереження, вибір, створення, запис на диск); операції з каталогами (перегляд, зміна); вихід з програми і вихід у DOS.

2.Edit – створення і редагування текстів програм.

3.Run – управління виконанням програми.

4.Compile – компіляція і створення об’єктних і готових до виконання файлів.

5.Project – зв'язування в єдиний проект декількох вхідних і об’єктних файлів з метою створення закінчених програм.

6.Option – установки, що дозволять управляти роботою компілятора, укладача, змінювати каталоги файлів включень і бібліотечних файлів.

7.Debug – встановлення ряду параметрів, що використовуються при налагодженні програми.

8.Break/Watch – управління контрольними точками у програмі (встановлення, вилучення, перехід) і виразами, що використовуються для спостереження за змінними програми під час її роботи.

1.4.Вікно редагування

Вхід у вікно редагування з будь-якого місця здійснюється натисненням комбінації <Alt+E> або вибором пункту Edit основного меню.

У вікні редагування можна бачити і редагувати декілька рядків файлу. Крім цих рядків вхідного файлу, відображаються також два інформаційні

6

рядки: рядок стану редактора (у верхній частини вікна) і рядок оперативної підказки (у нижній частині екрану).

Команди редагування об’єднані у групи, з яких у таб.1.1 наведені основні.

Таб.1.1. Команди редагування, що використовуються найчастіше

Команди переміщення по тексту

Команди вставки і знищення

Команди обробки блоків тексту

Зауваження. Запис <CTRL+S> означає одночасне натиснення клавіш <CTRL> і <S> , а запис <Ctrl+K>, <B> – короткочасне одночасне натисненя клавіш <CTRL> і <K>, а потім натиснення однієї клавіші <B>.

При роботі в середовищі Турбо Ci корисними є клавіші швидкого втручання (так звані ‘гарячі’ клавіші). Це клавіші, натиснення яких супроводжується виконанням певних функцій. У таб. 1.2 перелічені всі клавіші швидкого втручання, що використовуються у Турбо Ci. Відмітимо, що їхня дія не залежить від положення у інтегрованій системі.

Закінчення таблиці 1.2.

1.5. Налагодження середовища Турбо Ci

Перш ніж створювати програму, необхідно налагодити параметри системи Турбо Ci:

створити і вказати в середовищі робочий каталог, в якому будуть знаходитися тексти програм і готові до виконання програми;

задати повні імена каталогів, що містять заголовочні файли, файли включень, основного і робочого каталогів;

налагодити параметри управління проектом.

1.5.1.Створення робочого каталогу.

Встановимо систему програмування Турбо Ci 2.0 на диску D: в каталог TC20. У цьому ж каталозі створимо робочий каталог WORK_CI.

1.5.2. Встановлення повних імен каталогів.

Задамо повні імена допоміжних і робочого каталогів. Для цього необхідно виконати команду Directories з меню Options і, вибираючи послідовно наступні пункти меню

Include directories

Library directories

Output directories

Turbo C directories

ввести відповідно такі імена каталогів:

D:\TC20\INCLUDE

D:\TC20\LIB

D:\TC20\WORK_CI

D:\TC20

Тут INCLUDE і LIB – це стандартні імена каталогів, в яких відповідно розміщені заголовочні текстові файли і бібліотечні модулі. Каталог для результатів (Output directories) визначає те місце, де запам’ятовуються об’єктні модулі і готові програми.

1.5.3. Налагодження параметрів управління проектом

В Турбо Ci 2.0 наявна підсистема управління проектом, яка, використовуючи інформацію про дату і час створення програмних модулів, дозволяє

9

перекомпільовувати і перебудовувати застарілі об’єкти. Для її налагодження необхідно здійснити такі дії:

1.Задати ім’я файлу проекту за допомогою команди Project name з меню Project. У допоміжному вікні необхідно ввести ім’я файлу проекту, наприклад, prog.prj). Розширення імені файлу проекту prj задається для файлів проекту за умовчанням.

2.В цьому ж меню Project вибрати пункт меню Auto dependencies і натиснути клавішу <Enter>. Індикатор режиму, заданий у цьому рядку, змінить своє значення. Значень може бути два: On (увімкнено), Off (вимкнено). У першому випадку перевіряється відповідність об’єктних модулів і готової до виконання програми останнім версіям вихідних модулів, перелічених у файлі проекту. У випадку необхідності застарілі компоненти перекомпілюються і компонуються автоматично; у другому випадку перевірка не здійснюється, і всі вихідні тексти, згадані у файлі проекту, транслюються заново.

3.Створити файл проекту за допомогою текстового редактору:

увійти до режиму редагування вибором пункту Edit основного меню;

ввести у вікні редагування, наприклад, такий текст: D:\TC20\WORK_CI\MYMAIN.C D:\TC20\WORK_CI\MYFUNC.C D:\TC20\WORK_CI\MYPRINT.C

запам’ятати файл проекту під іменем prog.prj, використовуючи команду Write to з меню File.

1.5.4. Зборка і виконання програми

Після налагодження середовища Турбо Ci можна вводити текст головної програми і допоміжних функцій. Для цього необхідно перейти у режим редагування і скористатися командами, описаними в таб.1. Після введення тексту необхідно перейти до режиму відлагодження. Для цього слід скористатися командою Compile to obj з меню Compile (клавіатурна комбінація <Alt+F9>). При виконанні компіляції з’являється вікно відлагодження, в якому міститься інформація про кількість знайдених попереджень і помилок і фіксується результат компіляції: Warnings (попередження), Errors (помилки), Success (успіх), Press any key (натисніть будь-яку клавішу для закриття вікна компіляції). Повідомлення про помилки і попередження з’являються у вікні повідомлень, яке активізується. Їх можна переглядати клавішами <−> і <↓>. При цьому синхронно у вікні редагування переміщується підсвічування відповідного рядка. Для переходу в режим редагування можна виконати команду головного меню Edit або просто натиснути клавішу <Enter>, знаходячись на повідомленні, яке нас цікавить. Автоматично здійснюється перехід до того рядка програми, в якому знаходиться помилка. Не повертаючись у вікно повідомлень, можна перейти до наступної помилки за допомогою клавіатурної комбінації <Alt+F8>. Аналогічно комбінація <Alt+F7> використовується для переходу до попередньої помилки. Виправивши синтаксичні помилки, можна виконати

10