Лабораторна робота 6

Лінійні обчислювальні процеси. Стандартні математичні функції.

Теоретичні відомості

Структура програми

Будь-яка програма являє собою деяку послідовність інструкцій машинного коду, що керує поведінкою обчислювального засобу.

Розглянемо елементарну програму, що стала класичною, яка в результаті свого виконання виводить на екран привітання

« Привіт, студент !»:

#include <iostream.h>

#include <conio.h>

int main()

{

cout<<“\n Привіт, студент !”;

getch();

return 0;

}

Перший та другий рядки наведеного коду являють собою директиви препроцесора #include < iostream.h > та #include <conio.h>. Основна мета цих рядків підключити заголовочні файли iostream.h та conio.h, що містять в собі оголошення функцій та змінних для виведення інформації та по роботі з екраном. Ім’я модуля, що підключається, потрібно вказувати в косих дужках « < >». В даному випадку застосування косих дужок означає, що заголовочний файл буде знаходитись в каталозі \INCLUDE\ конкретного середовища розробки. Якщо ім’я модуля береться в лапки (“”), відповідний файл знаходитиметься в тому ж каталозі, що і модуль, який розробляє користувач з розширенням *.с або *.cpp.

Далі йде опис єдиної для даного прикладу функції main().

Будь-яка програма на мові С обов’язково повинна включати в себе функцію main(), з якої і починається виконання програми.

Ключове слово int вказує на те, що по завершенню своєї роботи функція main() поверне операційній системі цілочисельне значення. Окрім цього, в дужках можуть бути вказані параметри командного рядка, що в подальшому будуть оброблятися в програмі.

Тіло основної програми місить функцію виведення

cout<<“\n Привіт, студент !”;

а також функцію getch(), що забезпечує затримку виконання програми у вікні результатів. Оператор return 0 забезпечує повернення з функції.

При створенні програми користувачеві бажано застосовувати різноманітні коментарі для полегшення супроводження програми. Текст коментарів завжди ігнорується компілятором.

В мові С використовують два види коментарів.

Перший, традиційний багаторядковий коментар. Він являє собою блок, що починається з послідовності символів (/*) та закінчується символами (*/). Другий вид – однорядковий коментар. Він слідує за послідовністю символів (//) до кінця поточного рядка.

Крім пояснень тексту коду програми коментарі можна застосовувати для тимчасового виключення з програми певної її частини. Цей прийом є традиційним при відладці програми.

Наприклад:

int main()

{

// приклади застосування коментарів

int a=0; // int d;

/* int b=15; */

int c=7;

/* – початок коментаря

a=c;

кінець коментаря */

return 0;

}

В наведеному прикладі компілятор проігнорує оголошення змінних b та d, а також присвоєння змінній а значення змінної с.

Типи даних

Як і будь-яка інша мова програмування, С підтримує різні типи даних, з допомогою яких користувачеві надається можливість оперування з різними об’єктами.

Сутність фактично будь-якої програми полягає у введенні, зберіганні, модифікації та виведенню деякої інформації. Щоб програма могла на протязі свого виконання зберігати відповідні дані та оперувати з ними, використовують змінні та константи.

Однією з базових властивостей програми є ідентифікатор. Під ідентифікатором слід розуміти ім’я змінної або константи, ім’я функції або мітку. В наведеному вище прикладі представлені ідентифікатори a, b, c та d.

Змінна – об’єкт програми, який в загальному випадку займає декілька комірок пам’яті і призначений для зберігання даних. При оголошенні змінної для неї резервується деякая область пам’яті, розмір якої залежить від конкретного типу змінної. Слід зазначити, що розмір одного і того ж типу даних може відрізнятися на комп’ютерах різних платформ, а також може залежати від операційної системи, що використовується.

Нижче наведено перелік базових типів змінних та їх розмір в байтах. Проте, відповідний розмір повинен бути перевірений для конкретного ПК.

Табл.1

Базові типи даних для пк на базі платформи Intel

Тип	Розмір, байт	Значення
bool	1	true або false
unsined short int	2	від 0 до 65535
short int	2	від -32768 до 32767
unsigned long int	4	від 0 до 4294967295
long int	4	від -2147483648 до 2 147483647
int (16 розрядів)	2	від -32768 до 32767
int (32 розряди)	4	від -2147483648 до 2147483647
unsigned int (16 розрядів)	2	від 0 до 65535
unsigned int (32 розряди)	4	від 0 до 4294967295
char	1	від 0 до 256
float	4	від 1.2е-38 до 3.4е38
double	8	від 2.2е-308 до 1.8е308
void	2 або 4

Оголошення змінної починається з ключого слова, що визначає її тип, за яким слідує власне ім’я змінної та ініціалізація – присвоєння початкового значення.

Одне ключове слово дозволяє оголосити декілька змінних одного і того ж типу. При цьому вони слідують одне за одним через кому. Закінчується оголошення символом крапка з комою (;).

Ім’я змінної (ідентифікатор) не повинно перевищувати 256 символів. Слід зазначити, що різні компілятори накладають свої обмеження на кількість символів ідентифікатора, що розпізнаються. В мові С особливо важливо враховувати регістр букв, оскільки Abc не одне і те ж, що abc.

Хоча початкова ініціалізація не є обов’язковою при оголошенні змінної, рекомендовано ініціалізовувати змінні початковим значенням. Якщо цього не робити, змінна попередньо може приймати непередбачувані значення.

Розглянемо більш детально основні типи даних.

Змінна типу bool займає всього 1 байт та використовується в логічних операціях, оскільки може приймати значення 0 (false, хибність) або відмінне від нуля (true, істина).

Цілочисельні змінні (типи int, long, short) зберігають виключно цілі значення і відрізняються лише розміром допустимого значення. Цілочисельні змінні бувають знаковими та беззнаковими.

Знакові можуть представляти як додатні, так і від’ємні числа. Для цього в їхньому представленні найстарший біт відводиться під знак. На відміну від них, беззнакові змінні приймають лише додатні значення. Для того, щоб вказати на беззнаковість змінної використовується ключове слово unsigned. По замовчуванню цілочисельні змінні вважаються знаковими.

Символьний тип найчастіше використовується для побудови більш складних конструкцій, таких як рядки, масиви символів та інше.

Для представлення чисел з плаваючою комою застосовують тип даних float. Цей тип використовується для зберігання не дуже великих дробових чисел та займає в пам’яті 4 байти: 1 біт – знак, 8 біт – експонента, 23 – мантиса.

Якщо дійсне число може приймати дуже великі значення, використовують змінні подвійної точності, тип double.

Змінна типу void не має значення і необхідна для узгодження синтаксиса. Наприклад, синтаксис вимагає, щоб функція повертала значення. Якщо не потрібно використовувати значення, що повертається, перед іменем функції ставиться тип void.

Основні функції бібліотеки math.h

acos(х)	Арккосинус х
atan(х)	Арктангенс х
cos(х)	Косинус х
exp(х)	Експонента
asin(х)	Арксінус х
fabs(х)	Модуль для дійсних чисел
log(х)	Логарифм х
sin(х)	Сінус х
sqrt(х)	Корінь квадратний х
pow(х,y)	Степінь числа (x в степені y) х