2. Скласти та виконати на ПЕОМ програми з таблиці 1.1 відповідно до варіанту.

Програма зберігається у файлі з розширенням .срр, заголовочні файли у файлах з розширенням .h.

Оголошення змінних

Змінна, це - іменована область пам'яті, в яку записуються значення відповідно до оголошеного типу під час виконання програми.

Змінна оголошується наступним чином:

тип ім'я_змінної;

Тип змінних визначає об'єм оперативної пам'яті, що буде виділено під змінну, діапазон допустимих значень та можливі операції над змінною. Типи даних, що використовуються у мовах С та С++ наведені у додатку Б.

Наприклад: int a;

float b, c, d;

В залежності від місця об'явлення змінної, вона може бути глобальною, або локальною.

#include <заголовочний файл>

1. Яка загальна структура програми на мові С++?

2. Що називається ідентифікатором?

3. Які типи даних вам відомі?

4. Що таке змінна?

5. Вкажіть операції по складу пріоритету?

6. З якою метою використовують модифікатори типів?

7. Коли використовують оператори вибору та множинного вибору?

8. Як додати коментарі до програми?

9. З якою метою використовують {}?

10. Дайте визначення алгоритму та алгоритмізації.

11. Наведіть схему компіляції програми.

12. Які математичні функції ви знаєте і як їх використовують?

2. Скласти та виконати на ПЕОМ програми з таблиці 2.1 відповідно до варіанту.

3. Оформити звіт та захистити роботу.

1. Для чого використовують оператори циклу?

Масив це - сукупність елементів одного типу. Масив об'являється наступним чином:

тип_елементів ім'я_масиву [розмірність];

де тип_елементів - це деякий стандартний тип (int, float), розмірність - кількість елементівмасиву. Індексація виконується з 0.

При зверненні до елементу масива використовуються індекси:

for (i=0; i<n; i++) cout<<a[i];

Операції з елементами матриці

а) масив (матриця) повинний бути оголошений;

б) при оголошенні масиву (матриці) при задані розмірності зручно використовувати іменовані константи;

в) доступ до елемента масиву (матриці) здійснюється шляхом вказівки індексу (номера) елемента, у якості якого можна використовувати вираз цілого типу, наприклад, цілу константу чи змінну типу int;

г) для введення, виведення та обробки масивів зручно використовувати оператори циклів (for, while, do while);

д) для роботи з матрицями найчастіше треба використовувати вкладені цикли.

Приклад програми по обробці матриць

Опис матриці та введення даних до неї розглянемо на елементарному прикладі роботи з матриціями:

Завдання: В квадратній матриці з правого боку від побічної діагоналі знайти найбільший елемент і відповідний номер рядка.

# include <iostream.h>

const int M=5, N=5;

void main ()

{ int a[M][N];

int i, j, maxzn, nom;

cout <<”Введіть матрицю \n”;

for (i=0; i<M; i++)

for (j=0; j<N; j++)

cin >>a[i][j]; //Вводимо значення елементів масиву

maxzn=a[0][0];

nom=1;

for (i=0; i<M; i++)

for (j=N-i+1; j<N; j++)

if (maxzn<a[i,j])

{ maxzn=a[i,j];

nom=i; }

cout << “Початкова матриця \n”;

for (i=0; i<M; i++)

{ for (j=0; j<N; j++)

cout <<a[i,j];

cout << “\n”;}

cout << “max елемент=”<<maxzn<<“номер рядка=”<<nom;

}

Важливе місце в цій програмі займає організа ція внутрішнього циклу. При i=l змінна j приймає значення j=5, при i=2 індекс j буде змінюватись від 4 до 5, і так далі. При i=5 параметр j змінюється від 1 до 5. Такі зна чення індексів забезпечують перегляд всіх елемен тів, які розміщені на побічній діагоналі та з правого боку від неї.

В мові С є змінні типа покажчик. Значенням змінної типу покажчик буде адреса в пам'яті деякої змінної.

Враховуючи, що для деяких операцій, пов'язаних з покажчиками, потрібно знати об'єм відведеної пам'яті, опис покажчиків має вигляд:

тип * ім'я-покажчика;

Наприклад:

int *pi; /* покажчик на змінну цілого типу */

char *pc; /* покажчик на змінну символьного типу */

З покажчиком використовують два оператори: „*” та „&”. Оператор „&” - унарний. Він повертає адресу пам'яті, де розташований його операнд.

Унарний оператор * дозволяє звернутись до значення змінної, що розташована за адресою, що задана його операндом.

Операції, що виконуються за допомогою покажчиків, часто називають операціями непрямого доступу, т.ч. ми непрямо отримуємо доступ до змінної через деяку іншу змінну.

Працюючи з покажчиком, постійно використовують операцію & - отримання адреси об'єкту. Для неї існують природні обмеження:

– неможливо визначити адресу непоіменованої константи, тобто не приймаються вирази &3.141593;

– неможливо визначити адресу значення, яке отримане при розрахунку скалярних виразів;

– неможливо визначити адресу змінної, що відноситься до класу пам'яті register;

В якості типу при визначенні покажчика може бути використаний як основний тип, так і похідний. До похідних типів можуть бути віднесені масиви, функції, покажчики, посилання, класи, структури, об'єднання та ін.

Основні типи як завжди визначаються ключовими словами int, float, char, unsigned.

Операції над покажчиками можна сгрупувати наступним чином:

– операції розіменування чи доступу за адресою (*);

– перетворення типів (приведення типів);

– присвоєння;

– отримання (взяття) адреси (&);

– адитивні операції (додавання та віднімання константи);

– інкремент (++) та дикремент (--);

– операції відношення (операції порівняння);

Якщо операція & завжди дає однаковий результат - адрес розміщення в пам'яті, то операція розіменування *покажчик залежить не тільки від адреси, але й від типу. Річ в тому, що при доступі до пам'яті за допомогою розіменування покажчика потрібною буде інформація не тільки про розміщення, але й про розміри ділянки пам'яті, що буде використовуватися. Цю додаткову інформацію компілятор отримує з типу покажчика.

Коли покажчик інкрементується він буде вказувати на область пам'яті, що містить наступний елемент базового типу цього покажчика а при кожному дикрементуванні він буде вказувати на попередню область пам'яті базового типу цього покажчика.

Наприклад. Після виконання p1=p1+9 p1 буде посилатися на дев'ятий елемент базового типу покажчика р1 відносно поточного елемента, на який посилається p1.

Додавати покажчики не можна. Але якщо відняти один покажчик з другого (які вказують на один базовий тип) то різниця вкаже на кількість елементів базового типу, що розподіляють ці два покажчика.

Представлення масиву у пам'яті

При об'яві одновимірного масиву

тип ім'я_масиву [n];

в пам'яті виділяється n-елементів вказаного типу (n - розмірність масиву) та створюється змінна, що є покажчиком на нульовий елемент масиву (ім'я масиву)

Для виділення динамічної пам'яті використовують оператор new:

змінна_покажчик = new тип;

змінна_покажчик = new тип [];

Для звільнення динамічної пам'яті використовують оператор delete:

delete змінна_покажчик;

delete [розмірність] ім'я_масву;

Для виділення місця в пам'яті під динамічний масив необхідно виконати наступні кроки:

int *a;

a = new int [n];

Під двовимірний масив:

int **b;

b = new int * [n];

for (int i=0; i<n; i++)

b[i] = new int [m];

Контрольні питання

1. Що називається масивом?

3. Що називається індексом масиву?

4. Які обмеження накладаються на індекси?

5. Як відбувається доступ до індексів масиву?

6. Які типи використовуються для вказання розмірність масиву?

7. Що таке матриця?

8. Як відбувається введення значення елементів матриці?

9. Що таке покажчик?

10. Які матричні операції можливо використовувати з покажчиками?

11. Що спільного між покажчиком та масивом?

12. Коли використовується динамічна пам'ять?

13. Як звільнити динамічну пам'ять?

14. Що таке динамічна пам'ять?

15. Представлення двовимірного масиву у пам'яті?

16. Що працює швидше: індекси або покажчики?

Лабораторна робота 4. Програмування задач з використанням функцій

Мета роботи

Одержання знань і навиків, необхідних для створення функцій

Функції - це будівельні блоки деякої програми на мові С++.

Функції бувають двох типів:

- функції користувачів (включно main());

- стандартні (бібліотечні) функції мови С та С++.

Форма запису функцій:

тип_результату ім'я_функції (список_параметрів);

{

//Тіло функції

}

де тип_результату - задає тип данних, що повертаються функцією, список_параметрів - задає список змінних, що передаються функції при зверненні.

Дуже важливим оператором тіла функції є оператор повернення в точку виклика:

return вираз; або return;

Вираз в операторі return визначає значення, що повертається функцією. Саме це значення буде результатом звернення до функції.

Навіть у випадку, коли функція не виконує ніяких дій й не повинна повертати деяке значення, тіло функції буде складатися з фігурних дужок {}.

Приклад:

int max(int a, int b) {

if (a>b) return a;

else return b;}

Суворе узгодження за типами між формальними та фактичними параметрами потребує, щоб у модулі до першого звернення до функції містилося або її визначення, або її опис (прототип), що містить інформацію про її тип (про тип результату, тобто повертаємого значення) та про типи всіх параметрів. Прототип (опис) функції може зовнішньо співпадати зі заголовком її визначення:

тип_функції ім'я_функції(специфікація_формальних_параметрів);

Наприклад:

int max(int a, int b);

У визначенні функції специфікація параметра може містити його значення за замовченням. Це значення використовується у тому випадку, якщо при зверненні до функції відповідний параметр відсутній.

Наприклад:

int max (int a, int b=0);

Функція main()

Функція main() не має прототипа. Тобто, можна використовувати різні форми запису функції main(). Для мови С++ мають місце наступні варіанти функції main()(дозволяються й інші форми):

1. int main();

2. int main(int argc, char *argv[]);

Як видно з другої форми запису, функція main() підтримує два параметра - argc та argv. Ці дві змінні будуть зберігати кількість аргументів командного рядка та покажчик на них. Параметр argc має цілий тип, та його значення завжди буде не менше за 1, тому що у мові С++, першим аргументом завжди є ім'я програми. Параметр argv повинен бути оголошений як масив символьних покажчиків, в якому кожний елемент вказує на аргумент командного рядку.

В функцію можна передати покажчик на масив. Функції можуть повертати покажчик на масив в якості результата.

Посилання в мові С++

В мові С++ посиланням є інше ім'я існуючого об'єкту. Для визначення посилання використовується символ &, якщо він використовується у такому контексті:

type&ім'я_посилання ініціалізатор

У відповідності із синтаксисом ініціалізатора, наявність якого обов'язкове, визначення посилання може бути таким:

type&ім'я_посилання=вираз; або type&ім'я_посилання(вираз);

При визначенні посилання обов'язковою є його ініціалізація. Однак в опису посилань ініціалізація не обов'язкова. До таких описів посилань відносяться:

а) опис зовнішніх посилань (через специфікатор extern):

float& ref; //Помилка - немає ініціалізації

extern float& ref2; //Допустимо - ініціалізується

//в іншому блоці;

б) опис компонентів класу;

в) описи (специфікації) формальних параметрів функції;

г) опис типу значення, що повертається функцією.

В якості основних причин включення посилань у мові С++ позначають необхідність збільшити ефективність обміну з функціями через апарат параметрів та доцільність можливості використовувати визивання функції в якості леводопустимого значення. При використанні посилання в якості формального параметра забезпечується доступ з тіла функції до відповідного фактичного параметра, тобто до ділянки пам'яті, що виділяється під фактичний параметр.

Перевантаження функцій

Мета перевантаження функцій складається в тому, щоб функція із одним ім'ям по-різному виконувалася та повертала різні значення при звертанні до неї із різними за типом та кількістю фактичними параметрами.

Для забезпечення перевантаження функцій необхідно для кожного імені визначити скільки різних функцій пов'язано з ним, тобто скільки варіантів сигнатур є допустимими при зверненні до них. Будемо вважати, що функція вибору максимального значення елемента із масиву має працювати для масивів типу int, long, float, double. В цьому випадку треба написати чотири різні варіанти функції з одним ім'ям.

int max (int a, int b);

float max (float a, float b);

char max (char a, char b);

При виклику перевантаженої функцій компілятор точно визначає, яку з версій функції треба використовувати. Рішення компілятора основане на результатах аналізу кількості та типу аргументів. Визивається функція, що найточніше відповідає “моделі” виклику.

Контрольні запитання

1. Що таке блок?

8. Що таке перевантаження функцій? Для чого воно застосовується?

9. Навести приклади прототипів перевантажених функцій із сигнатурами, що розрізняються за кількістю аргументів і за типом аргументів.

Вищем та ініціалами.

Задача 5. Є інформаційоний масив f, в якому містяться різні дати. Кожна дата - це число, місяць та рік. Знайти:

а) рік з самим малим номером;

б) усі весняні дати;

в) саму пізню дату.

Задача 6. Є інформаційний масив f, в якому дані про кубики: розмір кожного кубику (довжина ребра в сантиметрах), його колір (червоний, жовтий, зелений чи синій) та матеріал (дерев'яний, металевий, картонний). Знайти:

а) кількість кубиків кожного з перелічених кольорів та їх сумарний об'єм;

б) кількість дерев'яних кубиків з ребром 3 см та кількість металевих кубиків з ребром, більшим 5 см.

Основні теоретичні відомості

Структура - це об'єднання однієї або більше змінних, можливо, різних типів, в одну групу, що для простоти роботи має одне ім'я.

Загальна форма об'явлення структури наступна:

struct ім'я_структури {

тип 1 поле 1;

тип 2 поле 2;

……

тип n поле n;

} список_змінних;

Наприклад. Об'явимо новий тип stud

Література