Язык программирования C++ Введение

Основное достоинство – наличие большого количества специальных средств

и меха-низмов, упрощающих написа-ние сложных системных про-грамм.
Основной недостаток – незащищенный синтаксис, который часто не позволяет точно идентифицировать ошибку на этапе компиляции программы.

Си - 1972 Денис Ритчи
(1989 Стандарт ANSI,
1999 Новый стандарт)

С++
(начало работы:1979-й год
автор: Бьерн Страуструп)

Standard С++
(1998)

BCPL (1967)

Java

C#

языка программирования
Алфавит языка C++ включает:
1) строчные и прописные буквы латинского

алфавита;
2) арабские цифры: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9;
3) шестнадцатеричные цифры: 0..9, а..f или A..F;
4) специальные символы: + - * / = < & ; и т. д.;
Из символов алфавита формируются лексемы.
Лексема – это единица текста программы, расположенная между пробельными разделителями, которая имеет самостоятельный смысл для компилятора и не содержит в себе других лексем.
Лексемами языка С++ являются:
идентификаторы;
ключевые (зарезервированные) слова;
константы;
знаки операций;
разделители (знаки пунктуации).

и символов подчеркивания, начинающаяся не с цифры.
Прописные и строчные буквы

различаются.

Примеры:
ABC abc Abc ABc AbC MY_Primer_1 Prim_123

На длину различаемой части идентификатора конкретные реализации накладывают ограничения.
Компиляторы фирмы Borland различают не более 32-х первых символов любого идентификатора.
Идентификаторы используются для обозначения имен переменных, констант, типов подпрограмм и т.д.

языке для специального применения. Их использование строго регламентировано.
Далее приведен список

ключевых слов, предусмотренных стандартом ANSI.

В разных реализациях есть дополнительные ключевые слова, например, в Turbo C 2.0: asm, cdecl, far, pascal, const, volatile. Язык C++ добавляет еще несколько: catch, class, friend, inline,new, operator, private .

main()>
[]
([])
{[

< Объявление локальных переменных и констант >]
<Операторы>
}

1.2 Структура программы

С++ различает прописные и строчные буквы!

b=24,
c;

int nod(int a,int b)
{
while

(a!=b)
if (a>b) a=a-b;
else b=b-a;
return a;
}
int main()
{
c=nod(a,b);
printf("nod=%d\n", c);
return 0;
}

Команды
препроцессора

Объявление
переменных

Основная
функция

Описание
функции

Данные
Константы
Переменные
Литералы
неинициализированные
инициализированные
поименованные

константы – константы, обращение к которым выполняется по имени. Они

описываются в разделе описаний.
Литералы –это лексема, представляющая изображение фиксированного числового, строкового или символьного значения, записанная в тексте программы.
Константы делятся на пять групп:
целые,
вещественные,
перечислимые,
символьные,
строковые.
Компилятор, выделив константу, относит ее к той или другой группе по ее «внешнему виду» (по форме записи) в исходном тексте и по числовому значению.

как последовательность десятичных цифр, начинающаяся не с нуля, если это

число не нуль. Может быть отрицательной и положительной.
Пример: 16, 56783, 0, -567, 7865.
Восьмиричная константа определена как последовательность последовательность десятичных цифр от 0 до 7, всегда начинающаяся с нуля. Может быть отрицательной и положительной.
Пример: 016, 020, 0777,
Шестнадцатиричная константа определена как последовательность шестнадцатиричных цифр, которая начинается сочетанием 0х. Может быть отрицательной и положительной.
Пример: 0х30, 0хF, 0xe,0x56AD.
В зависимости от значения целой константы компилятор представляет ее в памяти в соответствии с типом. Для явного указания способа представления программист может использовать суффиксы L,l или U,u (64L, 067u, 0x56L).

точкой может включать семь частей:
- целая часть (десятичная целая константа);
десятичная

точка ;
дробная часть (десятичная целая константа) ;
признак экспоненты (символ e или E);
показатель десятичной степени (десятичная целая константа, возможно со знаком) ;
суффикс F(или f) либо L(или l).
В записи вещественного числа могут опускаться целая или дробная часть (но не одновременно), десятичная точка или признак экспоненты с показателем степени, суффикс.
Пример: 66. .045 .0 3.1459F 1.34e-12 45E+6L 56.891
Без суффиксов F или L под вещественную константу отводится 8 байт.

в апострофы.
Примеры:
‘Z’ ‘*’ ’$’ ‘\012’ ‘\0’

‘\n’ – односимвольные константы.
‘db’ ‘\x07\x07’ ‘\n\t’ - двухсимвольные константы.
Символ ‘\’ используется для
записи кодов , не имеющих графического изображения
символов (‘),(\),(?),(“)
Задания символьных констант, указывая их коды в 8-ричном или 16 -ричном виде.
Последовательность символов, начинающаяся с символа ‘\’ называется эскейп-последовательностью.

-

в кавычки.
Пример:
“Это пример строки, называемой строковой константой”
Среди символов строки могут

быть эскейп-последовательности, то есть сочетания, соответствующие неизображаемым символьным константам или символам, задаваемых их внутренними кодами. В этом случае они начинаются с символа ‘\’ .
“\nЭто строка,\nиначе -\”стринг\”,\nиначе - \”строковый литерал\”.”

Перечислимые константы по существу (по внутреннему представлению) являются обычными целыми константами, которым приписаны уникальные и удобные для использования обозначения. Будут рассмотрены далее.

выполнения программы.
Переменные характеризуются именем и значением.
Именем служит идентификатор.
Переменная – это

частный случай объекта как поименованной области памяти. Отличительной чертой переменной является возможность связывать с ее именем различные значения, совокупность которых определяется типом переменной.
При определении значения переменной в соответствующую ей область памяти помещается некоторый код.
Это может происходить:
во время компиляции, тогда переменная называется инициализированной (int s=56);
во время выполнения программы, тогда переменная называется неинициализированной (char C ).
Переменная типизируется с помощью определений и описаний.

значения, задавая размер ее внутреннего представления;
б) множество операций, которые могут

выполняться над этой переменной
в) требуемое для переменной количество памяти при ее начальном распределении
г) интерпретацию двоичного кода значений при последующих обращениях к переменным.
Кроме того, тип используется для контроля типов с целью обнаружения возможных случаев недопустимого присваивания.
В С++ стандартно определено большое количество типов, которые программист может использовать без предварительного описания.

считается: 0 – false; не 0 – true.

void
Нельзя объявлять значения типа void, он используется только при

объявлении
нетипизированных указателей;
функций, не возвращающих значений (процедур).

– описатель возможности изменения значений: const – поименованная константа,

volatile – переменная, меняющаяся в промежутках между явными обращениями к ней
без указания изменчивости – обычная переменная
<Тип> – описатель типа: int, char, float, double и т.д.;
<Список идентификаторов> – список имен переменных или констант;
<Значение> – начальное значение переменной или значение
константы.

int max,min;
сhar c1,c2; unsigned char c5;
Инициализированные переменные
double k=89.34; char ch=‘G’;
Поименованные

константы
const long a=6; const float pp=6.6e-34;
На практике все объявления могут быть перемешаны в описаниях программы:
const char simt=‘T’;float max=100,min=-100;
double f,s,eps=0.001;

Переменные и поименованные константы могут быть объявлены в любом месте программы:
вне всех функций, внутри функций, в любом месте функции.
Основное условие – объявление должно стоять до обращения к переменной или константе.

[,[]…]}
;

Пример:

enum {SUN, MON, TUES, FRI=5, SAT} day;



Константы присваиваются,

начиная с нуля или с указанного значения.

Имя
переменной

SUN =0, MON = 1, TUES = 2, FRI=5, SAT=6

typedef unsigned int word;
2) typedef enum {false, true} boolean;

Имя
нового типа

Имя
нового типа

задающая вычисление
Выражение есть правило для получения значения.
В качестве операндов могут

выступать константы, переменные, стандартные функции, определенные в языке.
Порядок операций определяется рангами (приоритетами) и правилами их группирования (ассоциативностью).
Для изменения порядка выполнения операций используются круглые скобки.
Операции делятся на
- унарные;
бинарные.
Бинарные могут быть:
- аддитивные; - поразрядные;
- мультипликативные; - операции отношения
- сдвиговые; - логические
- операции присваивания

меняет знак арифметического операнда;
+ унарный плюс - введен для

симметрии с унарным минусом;
! логическое отрицание;
& операция получения адреса операнда
* обращение по адресу (операция разыменования)
Порядковые:
++<идентификатор>, <идентификатор>++ (следующее);
- -<идентификатор>, <идентификатор> - - (предыдущее).
Местоположение знаков операций определяет в какой момент осуществляется изменение операнда.
Если знак стоит слева от операнда – то сначала значение изменяется, а потом принимает участие в вычислении.
Если знак стоит справа от операнда – то сначала операнд принимает участие в вычислении, а затем меняется его значение. (i++; a*++i; --i+c; c*i--)

* - умножение, если операнды целые, то результат

целый;
/ - если делимое и делитель - целые, то результат - целое ,
% - остаток от деления целых чисел.

Пример:
int a=5;int b = 3; float c=9.3
…
a+b
a / b
a % b
a*b
c / b

(a+b)/(a-b*a)

8

1

2

15

3.1

2

результате получают логическое значение:

, ==, !=, =

результат операций отношения – это истина или ложь
В С++ истина – это не 0 (true)
ложь - это 0 (false)

Пример:
int a = 5; int b = 3;
…
a > b

a == b

не 0

0

Результат целочисленный 0 (ложь) или не 0 (истина).
|| - дизъюнкция

(или) арифметических операндов или отношений. Результат целочисленный 0 (ложь) или не 0 (истина).
(к логическим операциям относится и унарная операция ! -отрицание).
Чаще всего операндами логических операций являются условные выражения.
Логические выражения:
выражение1&&выражение2 – истинно только тогда, когда оба выражения истинны;
выражение1||выражение2 – истинно, хотя бы одно из выражений истинно;
!выражение - истинно, если выражение ложно, и наоборот.

6>2&&3==3 - истина
!(6>2&&3==3) - ложь
x !=0 && 20/x<5 - второе выражение вычисляется, если х!=0.

представлений значений целочисленных выражений,
| (или) поразрядная дизъюнкция (или) битовых

представлений значений целочисленных выражений,
^ (исключающее или) поразрядная исключающая или битовых представлений значений целочисленных выражений.
Примеры:

6&5 - 4

6|5 - 7

6^5 -3

00000110 & 00000101 ? 00000100

00000110 | 00000101 --> 00000111

00000110 ^ 00000101 ? 00000011

левого целочисленного операнда на количество разрядов, равное значению правого целочисленного

операнда,
<< сдвиг влево битового представления значения левого целочисленного операнда на количество разрядов, равное значению правого целочисленного операнда.
Примеры:
4<<2 16


5>>1 2

00000100 << 00010000

4

16

00000101 >> 00000010

5

2

формирования бинарных выражений. Поэтому в С++ отсутствует отдельный оператор присваивания.
В

качестве левого операнда в операциях присваивания может использоваться только переменная.
= += -= *= /= %= &= ^= |= <<= >>=
= - присваивает левому операнду значение выражения правой части;
Остальные операции присваивают левому операнду результат выполнения операции, указанной слева от операции равно, левого операнда и правого.
Примеры:
Int k;
k=35/4;

k*=5-2;

k+=21/3;

8

24

31

: выражение_3
Первым вычисляется значение выражения_1.
Если оно истинно, т.е. не

равно 0, то вычисляется выражение_2, которое становится результатом.
Если при вычислении выражения_1 получится 0, то вычисляется выражение_3, которое становится результатом.
Примеры:
x < 0 ? –x : x;
printf(“%3d%c%”,a,i==n?’ ‘:’\n’);

записаны через запятую.
Выражения, разделенные запятой выполняются последовательно слева направо.
,,...

n>
В качестве результата сохраняется тип и значение самого правого выражения.
Примеры:
int m=5,z;
z=(m=m*5,m*3);
int d,k;
k=(d=4,d*8);

В С++ круглые и квадратные скобки также играют роль бинарных операций (обращение к функциям, обращение к элементам массива и т.д.)

m=25, z=75

d=4, Результат к=32

:: .
2. ! (не) + - ++ --

&(адрес) *(указатель) sizeof new delete
3. .* ->*
4. * / %
5. + - (бинарные)
6. << >>
7. < <= > >=
8. = = ! =
9. &(поразрядное и)
10. ^(исключающее или)
11. | (поразрядное или)
12. &&
13. ||
14. ?:
15. = *= /= %= += -= &= ^= |= <<= >>=
16. ,

c=1; b=c++;
в) c=1; sum=++c;

г) c=a<<4;
д) a+=b;
е) a=b=5;
ж) с=(a=5, b=a*a);
з) a=(b=s/k)+n;
и) c=(a>b)?a:b;

ret=3

b=1, c=2

c=2, sum=2

эквивалентно с=a*16;

эквивалентно a=a+b;

эквивалентно b=5; a=b;

эквивалентно a=5; b=a*a; c=b;

эквивалентно b=s/k; a=b+n;

если a>b, то с=a, иначе с=b

:
fabs(< вещественное выражение>) // абс. значение
abs()

// абс. значение
sqrt(<Вещественное выражение>) // √x
exp(<Вещественное выражение>) // ex
log(<Вещественное выражение>) // ln x
log10 (< Вещественное выражение >) // log10(x)
sin(<Вещественное выражение>)
cos(<Вещественное выражение>)
atan(<Вещественное выражение>) // arctg x
tan(< Вещественное выражение >) // tg x
acos (< Вещественное выражение >) // арккосинус
asin (< Вещественное выражение >) // арксинус
sinh(<Вещественное выражение>) // гиперболический синус
cosh(<Вещественное выражение>) //гиперболический косинус
Библиотека
rand () – генерация случайного числа 0 ≤ x < 215-1;
srand (<Ц. выр. >) – инициализация генератора случайных чисел;

операнды были соответствующего типа. Если это требование не выполняется –

осуществляется стандартное принудительное неявное преобразование типов.
Стандартное преобразование включает преобразование «низших» типов к «высшим».
Такое преобразование гарантирует сохранение значимости.

signed (unsigned) char

signed (unsigned) short

signed (unsigned) int

signed (unsigned) long

float

double

long double

Высшие

Низшие

требуется явное переопределение типов.
Различают:
Функциональное преобразование
(Список выражений)

Примеры:
int(3.14); float(2/3); int(‘A’);
Однако, функциональная запись не подходит для сложного типа.
В этом случае применяется каноническая форма преобразования:
(имя типа)<выражение>
Примеры:
(unsigned long)(x/3+2); (long)25;(char)123;
Если ввести новый тип – тогда можно использовать и функциональное преобразование
typedef unsigned long int uli;
uli(x/3-123);