ЯЗЫК ПРОГРАММИРОВАНИЯ СИ

программирования на алгоритмическом языке СИ (алфавит, операции, операторы, комментарии и

другие элементы). Приводятся примеры программ, иллюстрирующие применение основных операторов СИ.

Основные понятия языка СИ
Программы на СИ представляют собой последовательность строк, которые в отдельности состоят из символов.
Набор символов включает в себя 26 букв латинского алфавита или (и) 33 буквы русского алфавита, десять арабских цифр от нуля до девяти и некоторое конечное множество специальных символов, например: ;, :, !, =, и т. д. Со всем набором символов познакомимся по мере изучения языка СИ.
Таким образом, текст программы представляет собой информацию о последо-вательности действий, которые должна выполнить ЭВМ при решении той задачи, алгоритм решения которой она представляет. Причем данная информация закоди-рована в виде набора символов.
Основные понятия необходимые для написания программы на алгоритмичес-ком языке СИ будут вводиться по мере необходимости. Программа работает с такими основными объектами, как переменные и константы.

все время ее выполнения ни разу не изменяли своего значения,

а переменные – объекты, которые во время выполнения программы могут изменять свое значение сколь угодно раз. Таких объектов в программе может быть много и их необходимо различать друг от друга. Для этой цели служат идентификаторы.
Идентификаторы. Под ними понимается буквенно-цифровая последователь-ность, которая начинается с буквы и не должна совпадать с каким-либо ключе-вым словом. Количество символов в идентификаторе (имени) может быть сколь угодно. Однако значащими являются восемь первых символов или, например, 32 в Turbo C. В именах различаются строчные и прописные буквы. Символ _ - подчеркивания очень полезен для написания длинных имен и считается буквой. С него также может начинаться имя какой-либо переменной. Примеры идентифи-каторов (имен): sum, SUM, _sum, SuM, Vector_sum, Addition_vector. Программис-ты условились использовать в идентификаторах по возможности только строч-ные буквы, за исключением случаев, когда идентификатор именует константу.
Формальное определение идентификатора (имени) имеет вид:
<идентификатор>::=[<буква>|<подчеркивание>]{<буква>|<подчеркивание>|
<цифра>}.
Ключевые слова. Выше уже упоминалось о ключевых (служебных) словах. К ним относятся такие слова, за которыми в языке программирования закреплен определенный смысл или они имеют определенное назначение.

тех, для которых они предназ-начены. Количество ключевых слов не велико,

их необходимо запомнить, а конк-ретное назначение каждого будет указывать по мере изложения основ програм-мирования на СИ.
Таблица 2
Список ключевых слов










Обратим внимание еще раз на то, что ключевые слова не могут быть исполь-зованы в качестве имен переменных (идентификаторов) так как они играют особую роль в языках программирования высокого уровня, включая и СИ.

документирования программы. Многострочный комментарий представляет собой набор символов, заключенный между

/* и */. Однострочный комментарий – это набор символов, следующий после //.
Разделители. В СИ имеется некоторый набор символов, выполняющие как бы роль разделителей (ограничителей), за которыми закреплены определенные функции. Приведем их список:
( ) – вызов функции, порядок выполнения выражения;
[ ] – задает элемент массива;
{ } – задает составной оператор;
: – разделяет метку от оператора;
, – разделяет имена переменных в списке переменных;
; – разделяет операторы друг от друга.
Управляющие коды – это последовательность символов управляющая выво-дом информации на печатающем устройстве (см. таблицу 3).

объекты, которые в про-цессе выполнения программы не меняют своего значения.

Их имена принято записывать заглавными буквами.
По типу принимаемых значений в СИ имеется четыре вида констант: целые, вещественные, символьные и строковые.
Целые константы. Данный вид констант может задаваться в десятичной, восьмеричной, шестнадцатеричной и двоичной системах счисления. Общая формула представления целого числа N в системе счисления, основанием которой является число A, имеет вид (1). Рассмотрим для примера константу, равную 125. Фактически ее мы записали в десятичной системе счисления, которая применяется для представления целых чисел в математике. Данная константа содержит три значащих разряда: единиц, десяток и сотен. Представим ее в двоичном коде. Мы должны определить значения коэффициентов αi в выражении (1), которые могут принимать значения 0 или 1, таким образом, чтобы оно равнялось заданному числу. Выражение (1) в данном конкретном случае примет вид
 (12)
Не имеет смысла учитывать следующие слагаемые, поскольку в них коэффи-циенты αi будут равны 0, начиная с α7 . Подберем так значения коэффициентов αi, чтобы сумма (12) равнялась 125. В результате получаем

в выражении (13), получаем значение константы 125 в двоичном коде

(14)
которое содержит семь значащих разрядов.
Далее рассмотрим представление данной константы в восьмеричной и шестнадцатеричной системе счисления. В соответствии с формулой (1) для ее представления в восьмеричной системе счисления потребуется три разряда

(15)

В результате получаем о175.
Аналогичным образом представим эту же константу в шестнадцатеричной системе счисления. Применяя выражение (1), имеем

(16)

Выполняя правила записи шестнадцатеричных чисел, для заданной константы получаем ox81.

Таким образом, константа 125, приведенная в десятичной системе счисления,

в языке СИ может быть также представлена еще в трех видах таблица 4.
Вещественные константы. Константа с плавающей запятой (вещественная) – это действительное десятичное положительное число. Оно включает целую часть, дробную часть и экспоненту. Константы с плавающей запятой представ-ляются в следующей форме
[<цифры>][.<цифры>][<э>[-]<цифры>] . (17)
 
Здесь <цифры> – одна или более десятичных цифр от 0 до 9, <э> – признак экспо-нентности, задаваемая символами "Е" или "е". Квадратные скобки обозначают, что фрагмент, заключенный в них, может, как присутствовать, так и отсутствовать в полном представлении вещественной константы. Следует учитывать такие прави-ла: целая или дробная часть могут быть опущены, но не обе сразу; точка с дробной частью или экспонента могут быть опущены, но не обе одновременно.

.28, .0028е2.
Константы с плавающей запятой всегда задаются

положительными значения-ми. Если требуется ввести отрицательные значения, то они формируются с по-мощью константного выражения, состоящего из знака минуса и следующей за ним константы. Знак минус при этом рассматривается как арифметическая операция (унарный минус). Например: -.0025, -2.5е-3, -.125, -1.85Е-8.
Символьные константы. Под символьной константой в языке СИ понимается буква, цифра, знак пунктуации или специальный символ, заключенный в апост-рофы. Значение такой константы равно коду, представляемого ею символа. Символьная константа представляется в следующей форме
'<символ>' ,
где <символ> – любой символ кроме ' (апострофа) или \ (обратного слеша). Они представляются следующим образом: '\'' – апостроф, '\\' – обратный слеш.
Примеры символьных констант: 'a', '!', '2', '\b'.
Строковые константы. Символьная строка – это последовательность сим-волов, заключенная в двойные кавычки. Символьная строка – массив символов и она имеет следующую форму представления
"<символы>" ,
 

" " " и " \ ". Чтобы их использовать

в строке, необходимо перед ними поставить дополнительный знак " \ ". Примеры строковых констант: "This is symbol of string\n", "Один \\ Два", "\"Хорошо\" – сказал он.", "" (пустая строка).
Для формирования символьных строк, которые занимают несколько строк в программе, используется комбинация символов обратный слеш и новая строка, которая представит в памяти ЭВМ строки как одну. Например, "Длинная строка является объединением нескольких строк.". В СИ строки неразделенные ничем представляются как одна строка (см. программу 1).
Программа 1:
void main (void)
{
char *s;
s="Данный текст иллюстрирует"
"возможность \nобъединения группы"
"строк в одну длинную строку.\n"
"Это необходимо для "
"наглядности написания программ.\n";
printf ("%s", s);
}

иллюстрирует возможность
объединения группы строк в одну длинную строку.
Это необходимо для

наглядности написания программ.


Операции

Ранее отмечалось, что переменные это такие объекты, которые могут неод-нократно изменять свои значения в ходе выполнения программы. Именно с по-мощью них можно получать и хранить в оперативной памяти ЭВМ значения интересующих программиста величин. Для того чтобы получать новые значения переменных, должны быть определены операции, проводимые над ними. В зависимости от типа принимаемых значений переменными над ними опреде-ляется тот или иной набор операций.
Операции определенные в СИ в порядке убывания приоритета (старшинства) представлены в следующей таблице

при изучении соответст-вующих типов данных.
Скалярные типы данных.

По типу принимаемых значений переменные могут отличаться друг от друга, как и константы, занимаемой памятью и тем набором операций, которые можно применять к ним. Таким образом, необходимо по дан-ным признакам отличать переменные и константы. В СИ это делается с помощью объявления типов.
По-существу определение типа переменной задается набором допустимых значений и набором действий, которые можно совершать над каждой перемен-ной рассматриваемого типа.
В языке программирования СИ существует целый набор типов переменных, который можно разделить на два класса: первый – базовые (скалярные) типы (int, float, char, double, и т. д.), второй – производные (сложные) типы данных (enum, [ ], struct, union и другие). В СИ существует правило, что все переменные, используемые программой, должны быть описаны (т. е. для них должен быть определен однозначно тип принимаемых значений). Сейчас рассмотрим правила описания переменных базового типа.
Переменные целого типа. Переменные целого типа объявляются с помощью оператора описания имеющего вид
тип <идентификатор>[, < идентификатор >, . . .]; , (17)

принимаемых значений, – имя переменной, которая принимает данный тип

значений. Выражение, содержащееся в квадратных скобках, может, как присутствовать, так и отсутствовать. Оператор описания, как и любой другой оператор языка СИ, должен заканчиваться символом ";". В соответствии с этим правилом запишем вид оператора описания (объявления) переменных, которым даны имена in, rama, cub. Предполагается, что они принимают целочисленные значения. Тогда с учетом выражения (17) оператор объявления этих переменных имеет вид
int in, rama, cub;
Заметим, что между ключевым словом и первым именем переменной, по крайней мере, должно быть не менее одного пробела.
Типов переменных, принимающих целочисленные значения, в СИ не одно int. Это определяется оперативной памятью, отводимой для представления чисел. Объем памяти фактически определяет и диапазон значений, из которого пере-менная данного типа может принимать одно из значений. Типы целочисленных значений и их характеристики приведены в следующей таблице
Таблица 1.2.5
Характеристики целочисленных типов данных языка СИ

Примеры операторов объявления переменных, принимающие целочисленные значения различных

типов:
int x, a, f;
unsigned p1, pi, l;
short k, m, n;
long p, t, r;
unsigned long q, qq, s2;

опреде-лены три типа операций: арифметические, логические и битовые. Арифмети-ческие операции

в порядке убывания приоритета содержатся в таблице 7.
Таблица 7
Арифметические операции

Обратим внимание читателя на то, что операция деления целого числа на целое представляется двумя операциями: деления на цело и вычисления остатка от деления. Рассмотрим конкретные примеры: 5 / 2 = 2 и 5 % 2 = 1.

бы один из опе-рандов является отрицательным числом, в результате выполнения

операции % могут быть получены различные значения. Поэтому для получения мобильного (переносимого) кода рекомендуется применять эту операцию только для пере-менных, принимающих беззнаковые целочисленные значения, а именно для типов данных: unsigned, unsigned short, unsigned long. Для других же типов операнды должны принимать только положительные значения. Операция % неприменима к типам, принимающим значения с плавающей запятой.
Рассмотрим примеры программ, выполняющие арифметические операции над переменными, которые принимают целочисленные типы данных.
Программа 2:
#include
void main (void)
{
int x, r;
unsigned y, z;
x = -125;
y = 29;
r = -5;
z = 3;

+ r */
printf ("\n x = %d\n", x);
x

-= r; /* Эквивалентно оператору x = x - r */
printf ("x = %d\n", x);
x = r; / Эквивалентно оператору x = x * r */
printf ("x = %d\n", x);
x /= r; /* Эквивалентно оператору x = x / r */
printf ("x = %d\n", x);
y %= z; /* Эквивалентно оператору y = y % z */
printf ("y = %d\n", y);
y = ++z; /* Эквивалентно оператору y = z + 1 */
printf ("y = %d z = %d\n", y, z);
y = z++; /* Эквивалентно оператору y = z */
printf ("y = %d z = %d\n", y, z);
}
В результате выполнения программы будут получены следующие данные:
x = -130
x = -125
x = 625
x = -125