- •Кетков ю.Л.
- •Раздел 5. Системные данные текстового типа 33
- •Раздел 6. Основные синтаксические конструкции языка c 46
- •Раздел 7. Указатели и ссылки 59
- •Раздел 8. Функции и их аргументы 62
- •Раздел 9. Работа с массивами. 74
- •Раздел 10. Пользовательские типы данных. 95
- •Раздел 11. Работа с файлами 104
- •Раздел 12. Библиотеки стандартных и нестандартных функций 118
- •Раздел 15. Классы. Создание новых типов данных 131
- •Раздел 16. Классы как средство создания больших программных комплексов 150
- •Раздел 17. Прерывания, события, обработка исключений 167
- •Введение
- •Раздел 1. Немного истории
- •Раздел 2. Структура программы на языке c
- •Раздел 3. Среда программирования
- •Раздел 4. Системные данные числового типа
- •4.1. Типы числовых данных и их представление в памяти эвм
- •4.1.1. Внутреннее представление целочисленных данных
- •4.1.2. Однобайтовые целочисленные данные
- •4.1.3. Двухбайтовые целочисленные данные
- •4.1.4. Четырехбайтовые целочисленные данные
- •4.1.5. Восьмибайтовые целочисленные данные
- •4.2. Внутреннее представление данных вещественного типа
- •4.3. Внешнее представление числовых констант
- •4.4. Объявление и инициализация числовых переменных
- •4.5. Ввод числовых данных по запросу программы
- •4.5.1. Потоковый ввод данных числового типа
- •4.5.2. Форматный ввод
- •4.6. Вывод числовых результатов
- •4.6.1. Форматный вывод
- •4.6.2. Потоковый вывод
- •4.7. Примеры программ вывода числовых данных
- •4.8. Операции над числовыми данными целого типа
- •4.9. Операции над числовыми данными вещественного типа
- •Раздел 5. Системные данные текстового типа
- •5.1. Символьные данные и их представление в памяти эвм
- •5.2. Строковые данные и их представление в памяти эвм
- •5.3. Ввод текстовых данных во время работы программы
- •5.3.1. Форматный ввод
- •5.3.3. Потоковый ввод
- •5.3.4. Специальные функции ввода текстовых данных
- •5.4. Вывод текстовых данных
- •5.4.1. Форматный вывод
- •5.5.2. Операции над строковыми данными
- •5.6. Управление дисплеем в текстовом режиме
- •Раздел 6. Основные синтаксические конструкции языка c
- •6.1. Заголовок функции и прототип функции
- •6.2. Объявление локальных и внешних данных
- •6.3. Оператор присваивания
- •6.4. Специальные формы оператора присваивания
- •6.5. Условный оператор
- •6.6. Оператор безусловного перехода
- •6.7. Операторы цикла
- •6.8. Дополнительные операторы управления циклом
- •6.9. Оператор выбора (переключатель)
- •6.10. Обращения к функциям
- •6.11. Комментарии в программах
- •Раздел 7. Указатели и ссылки
- •7.1. Объявление указателей
- •7.2. Операции над указателями
- •7.3. Ссылки
- •Раздел 8. Функции и их аргументы
- •8.1. Параметры-значения
- •8.2. Параметры-указатели
- •8.3. Параметры-ссылки
- •8.4. Параметры-константы
- •8.5. Параметры по умолчанию
- •8.6. Функции с переменным количеством аргументов
- •8.7. Локальные, глобальные и статические переменные
- •8.8. Возврат значения функции
- •8.9. Рекурсивные функции
- •8.10. Указатели на функцию и передача их в качестве параметров
- •8.11. "Левые" функции
- •Раздел 9. Работа с массивами.
- •9.1. Объявление и инициализация массивов.
- •9.2. Некоторые приемы обработки числовых массивов
- •9.2. Программирование задач линейной алгебры
- •9.2.1. Работа с векторами
- •9.2.2.Работа с матрицами
- •9.3. Поиск
- •9.3.1. Последовательный поиск
- •9.3.2. Двоичный поиск
- •9.4. Сортировка массивов.
- •9.4.1. Сортировка методом пузырька
- •9.4.2. Сортировка методом отбора
- •9.4.3. Сортировка методом вставки
- •9.4.4. Сортировка методом Шелла
- •9.4.5.Быстрая сортировка
- •9.5. Слияние отсортированных массивов
- •9.6. Динамические массивы.
- •Раздел 10. Пользовательские типы данных.
- •10.1. Структуры
- •10.1.1. Объявление и инициализация структур
- •10.1.2. Структуры – параметры функций
- •10.1.3.Функции, возвращающие структуры
- •10.2. Перечисления
- •10.3. Объединения
- •Раздел 11. Работа с файлами
- •11.1.Файлы в операционной системе
- •11.1. Текстовые (строковые) файлы
- •11.2. Двоичные файлы
- •11.3. Структурированные файлы
- •11.4. Форматные преобразования в оперативной памяти
- •11.5. Файловые процедуры в системе bcb
- •11.5.1. Проверка существования файла
- •11.5.2. Создание нового файла
- •11.5.3. Открытие существующего файла
- •11.5.4. Чтение из открытого файла
- •11.5.5. Запись в открытый файл
- •11.5.6. Перемещение указателя файла
- •11.5.7. Закрытие файла
- •11.5.8. Расчленение полной спецификации файла
- •11.5.9. Удаление файлов и пустых каталогов
- •11.5.10. Создание каталога
- •11.5.11. Переименование файла
- •11.5.12. Изменение расширения
- •11.5.13. Опрос атрибутов файла
- •11.5.14. Установка атрибутов файла
- •11.5.15. Опрос и изменение текущего каталога
- •11.6. Поиск файлов в каталогах
- •Раздел 12. Библиотеки стандартных и нестандартных функций
- •12.2. Организация пользовательских библиотек
- •12.3. Динамически загружаемые библиотеки
- •13.1. Препроцессор и условная компиляция
- •13.2. Компилятор bcc.Exe
- •13.3. Утилита grep.Com поиска в текстовых файлах
- •14.1. Переопределение (перегрузка) функций
- •14.2. Шаблоны функций
- •Раздел 15. Классы. Создание новых типов данных
- •15.1. Школьные дроби на базе структур
- •15.2. Школьные дроби на базе классов
- •15.3. Класс на базе объединения
- •15.4. Новые типы данных на базе перечисления
- •15.5. Встраиваемые функции
- •15.6. Переопределение операций (резюме)
- •15.8. Конструкторы и деструкторы (резюме)
- •Раздел 16. Классы как средство создания больших программных комплексов
- •16.1. Базовый и производный классы
- •16.1.1.Простое наследование
- •16.1.2. Вызов конструкторов и деструкторов при наследовании
- •16.1.3. Динамическое создание и удаление объектов
- •16.1.4. Виртуальные функции
- •16.1.5. Виртуальные деструкторы
- •16.1.6. Чистые виртуальные функции и абстрактные классы
- •16.2. Множественное наследование и виртуальные классы
- •16.3. Объектно-ориентированный подход к созданию графической системы
- •Раздел 17. Прерывания, события, обработка исключений
- •17.1. Аппаратные и программные прерывания
- •17.2. Исключения
4.8. Операции над числовыми данными целого типа
Над целочисленными данными (константами и переменными) в языках C, C++ можно выполнять обычные арифметические операции – сложение (x+y), вычитание (z-5), умножение (x1*x3) и деление (y/w). В отличие от языка Pascal здесь деление целочисленных операндов дает целочисленный результат. Например, 5/2=2. Для получения остатка от деления в C, C++ используется операция %, например, 5%2=1.
Целочисленные данные можно подвергать операции сдвига как влево (знак операции – <<), так и вправо (знак операции – >>) на заданное количество двоичных разрядов:
y=x<<3; // сдвиг влево на три двоичные разряда
z=y>>5; // сдвиг вправо на пять двоичных разрядов
Операция сдвига вправо работает по-разному для целых чисел со знаком и целых чисел без знака. Внимательно посмотрите на результат работы следующей программы:
#include <stdio.h>
#include <conio.h>
int main()
{
int x=5, y=-5;
unsigned z=0xFFFFFFFB;
printf("x=%x y=%x z=%x",x,y,z);
printf("\nx<<2=%x x>>2=%x",x<<2,x>>2);
printf("\ny<<2=%x y>>2=%x",y<<2,y>>2);
printf("\nz<<2=%x z>>2=%x",z<<2,z>>2);
getch();
return 0;
}
//=== Результат работы ===
x=5 y=fffffffb z=fffffffb
x<<2=14 x>>2=1
y<<2=ffffffec y>>2=fffffffe
z<<2=ffffffec z>>2=3ffffffe
Дело в том, что для чисел со знаком операция сдвига на n разрядов эквивалентна умножению на 2n при сдвиге влево или делению на 2n при сдвиге вправо. Поэтому для отрицательного операнда результат сдвига должен остаться отрицательным. С этой целью при сдвиге вправо производится размножение знакового разряда.
Над одноименными двоичными разрядами целочисленных операндов могут выполняться логические операции – логическое сложение (символ операции '|'), логическое умножение (символ операции '&'), исключающее ИЛИ (символ операции '^') и инвертирование (символ операции '~'). Приведенная ниже программа иллюстрирует выполнение указанных операций над переменными x=5 (двоичный код 00…0101) и y=7 (двоичный код 00…0111).
#include <stdio.h>
#include <conio.h>
int main()
{
int x=5, y=7, z;
printf("x=%x y=%x",x,y);
printf("\nx|y=%x x&y=%x",x|y,x&y);
printf("\nx^y=%x ~x=%x",x^y,~x);
getch();
return 0;
}
//=== Результат работы ===
x=5 y=7
x|y=7 x&y=5
x^y=2 ~x=fffffffa
Определенную помощь при обработке целочисленных данных могут оказать системные функции математической библиотеки. Прототипы этих функций описаны в заголовочных файлах math.h и stdlib.h. Мы упомянем лишь некоторые из них.
Функция abs(x) возвращает модуль своего аргумента. Аргументом функций atoi(s) и atol(s) является строка, представляющая запись целого числа. Каждая из этих функций преобразует символьную запись числа в соответствующий машинный формат (результат atoi имеет тип int, результат atol – тип long) и возвращает полученный результат. Довольно полезное преобразование выполняют функции itoa и ltoa. Первый их аргумент – числовое значение типа int или long. Вторым аргументом является строковый массив (или указатель на строку), куда записывается результат преобразования. А третий аргумент, значение которого находится в диапазоне от 2 до 36, определяет основание системы счисления, в которую преобразуется значение первого аргумента.
В ряде математических алгоритмов, использующих вероятностные методы (методы Монте-Карло), а чаще – в игровых программах активно используются различные датчики случайных чисел. Функция random(N) при каждом повторном обращении к ней выдает очередное случайное число из диапазона от 0 до N-1. Эти числа имеют равномерное распределение вероятностей, что можно трактовать следующим образом. Допустим, мы обратились к функции random(1000) 1000 раз. Можно утверждать, что среди полученных чисел почти все будут разными. Конечно, на практике это не совсем так, но вероятность того, что среди полученных чисел встретится много одинаковых, близка к нулю. Для игровых программ очень важно, чтобы при обращении к датчику случайных чисел каждый раз возникала непредсказуемая последовательность. С этой целью можно обратиться к функции randomize(), которая случайным образом возмущает начальное состояние программы, генерирующей случайные числа.
Продемонстрируем использование датчика случайных чисел на примере программы перемешивания колоды карт. Предположим, что для идентификации карт использованы целые числа в диапазоне от 0 до 35 (или до 51). Идея алгоритма перемешивания состоит в многократной генерации случайных чисел от 0 до 35 и перекладывания первой карты с k-той (k – очередное случайное число). Организуем пятикратное перемешивание, чтобы убедиться в том, что каждый раз колода оказывается в новом непредсказуемом состоянии.
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <conio.h>
void mixer(char *b)
{ int j;
char i,tmp;
randomize();
for(j=0; j<10000; j++)
{ i=random(36);
tmp=b[0]; b[0]=b[i]; b[i]=tmp;
}
}
int main()
{ char j,k,a[36];
printf("\nPlaying-cards before:\n");
for(k=0; k<36; k++)
{ a[k]=k; printf("%4d",a[k]); }
for(j=0; j<5; j++)
{ mixer(a);
printf("\nPlaying-cards after %d:\n",j);
for(k=0; k<36; k++)
printf("%4d",a[k]);
}
getch();
return 0;
}
//=== Результат работы ===
Playing-cards before:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35
Playing-cards after 0:
9 0 13 32 18 30 14 24 34 28 7 26 35 16 3 27 5 11 6
23 21 8 31 17 29 2 15 22 33 12 19 25 1 4 10 20
Playing-cards after 1:
28 9 16 1 6 19 3 29 10 33 24 15 20 5 32 22 30 26 14
17 8 34 25 11 12 13 27 31 4 35 23 2 0 18 7 21
Playing-cards after 2:
33 28 5 0 14 23 32 12 7 4 29 27 21 30 1 31 19 15 3
11 34 10 2 26 35 16 22 25 18 20 17 13 9 6 24 8
Playing-cards after 3:
4 33 30 9 3 17 1 35 24 18 12 22 8 19 0 25 23 27 32
26 10 7 13 15 20 5 31 2 6 21 11 16 28 14 29 34
Playing-cards after 4:
18 4 19 28 32 11 0 20 29 6 35 31 34 23 9 2 17 22 1
15 7 24 16 27 21 30 25 13 14 8 26 5 33 3 12 10